第十一章
《简单机械和功》
11.1
杠杆
【学习目标】
1.通过观察和体验,了解杠杆的概念。
2.
会画杠杆的力臂。
3.通过实验探究,知道杠杆的平衡条件。
一、杠杆
1、什么叫做杠杆?
。
2、什么是杠杆的五要素?
(1)支点:
;
(2)动力:
;
(3)阻力:
;
(4)动力臂:
;
(5)阻力臂:
。
3、图甲是用螺丝刀撬图钉的情景,此时的螺丝刀是一根杠杆,你能在图中标出杠杆的支点、动力、阻力、动力臂以及阻力臂吗?
4、图乙是用羊角锤拔铁钉的情景,此时的羊角锤是一根杠杆,请你在图中画出杠杆的五要素。
5、如何正确画出力臂?说说你的看法。
练习:①如图丙所示是用杠杆提升重物的装置,请你画出动力F的力臂。
②如图丁,轻杆OB在外力作用下保持静止(O为支点),请在图中画出动力臂和阻力臂.
【巩固练习】
1、动力臂是指从
到
的垂直距离。
2、下图中,F的力臂表示正确的是(
)
3、下列说法中正确的是(
)
A.杠杆必须是一根直的硬棒
B.支点到动力作用点连线就是动力臂
C.力臂是支点到力的作用线的距离
D.力臂是支点到力的作用点的距离
4、下列各种说法中,正确的是(
)
A.
杠杆一定要有支点
B.
杠杆的力臂可以不在杠杆上
C.
杠杆上的动力和阻力的方向可能相同
D.
动力和阻力的作用点一定在支点的两边
5、如图甲所示,某杠杆吊着一重物,绳子的拉力F,杠杆在水平位置静止。请在图中画出动力臂L1、阻力臂L2。
6、如图乙所示.是利用钓鱼竿钓鱼的示意图。
O为支点,F1是手对鱼竿的作用力,请画出
(1)鱼线对钓鱼竿拉力F2的示意图;
(2)F1的力臂。
7、请在图丙中画出抽水机手柄A点所受动力F1的力臂L1和B点所受阻力F2的示意图。
甲
乙
丙
8、(选做)如图所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1。
2、杠杆平衡条件:
杠杆平衡是指杠杆_____或_______。实验证明,杠杆的平衡条件是
;表达式为:
;即。杠杆平衡的条件取决于
是否相等。杠杆平衡时,力和力臂成____比,即力臂越长,力就_______。
3、杠杆分类:
①动力臂______阻力臂的杠杆,杠杆平衡时F1_____F2,属于省力杠杆。
例:
②动力臂_____阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,F1_____F2,属于费力臂杠杆。
例:
③动力臂______阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,F1____F2,属于等臂杠杆。
例:
省力杠杆,省力但费_______;费力杠杆,费力但省_______;等臂杠杆既不省力也不费力,既不省距离,也不费距离;又省力又省距离的杠杆是______的。判断所使用的杠杆是省力还是费力,可利用杠杆平衡时,通过比较F1与F2的大小来比较;也可以通过比较动力臂L1与阻力臂L2的大小来确定。
【典型例题】
例1.在“探究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在_________位置平衡。(图中杠杆上每格距离相等)
(2)实验中,改变支点两侧的钩码位置和个数,一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是:________________________________________________。
(3)如右图所示,杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆____________保持平衡(选填“能”或“不能”)。
例2.
如右图所示,现要在杠杆的另一端B端画一个
最长力臂的力使杠杆保持平衡,请画出这个力。
例3.
用杠杆去撬动一块石头,如果杠杆的动力臂长2m,阻力臂长40cm,那么只要用
N的力就能撬起重500N的一块石头。
例4.
如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆自重)可绕支点O自由转动,在B点挂一个重为40N的物体,为使杠杆在水平位置平衡,在杠杆上的A点施加一个力,要使这个力最小,则这个力的方向是_______,这个力的大小是_________N。
例5.
轻质杠杆的一端在力F作用下被逐步抬起至水平位置,若F的方向始终垂直于杠杆,则此过程中F的大小及力臂变化是
(
)
A.变大、变大
B.变大、不变
C.变小、变大 D.变小、不变
例6.
一根2m长的粗细不均匀的木棒,若支点在距细端1.5m处木棒恰好平衡,若在距粗端1.5m支持它,则要在细端加98N的力。
求:(1)木棒重心的位置距粗端多少?
(2)木棒重多少?
例7.
校园大扫除时,甲、乙两同学用一根1.8米长的扁担在两端用力抬起一袋重120N的垃圾,若甲承受80N的压力,问:⑴垃圾袋悬挂处离甲用力处有多远?⑵若将垃圾袋向乙移近0.2米,则甲承受的压力减小了多少?
【作图练习】
1、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图,请作出图中杠杆ABC以及A`B`C`的动力臂和阻力臂。
2、作出下图1的闸刀使用中的两个力臂,并标明L1和L2。
3、在下图2中,画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图.
4、如图3所示,用力F踩汽车刹车踏板,请画出此力对支点D的力臂。
5、画出图4中动力F1的力臂。
6、如图5,试画出缝纫机脚踏板所受动力、阻力的力臂。
7、
图8是安装在安全文明小区进出口的栏杆(栏杆是一根粗细均匀的圆木杆)示意图,当在
A处施加一个压力F时,可将栏杆拉到如图所示位置,请在图中画出此时压力F的力臂L1,和重力G的力臂L2。
F1
A
B
F2
O
图丁
A
F
O
图丙
O
F1
A
B
F2
L1
OB
图2
图1
图1
图3
图4
图5