第一节 杠杆
第十二章 简单机械
“给我一个立足点和一根足够长的硬棒,我就能移动地球。”
——阿基米徳
汲水的桔槔
古代的杠杆
这三个用具有什
么共同特点
一根硬棒在力的作用下如果能绕着
固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆
注意:硬棒可以是直,也可以是弯曲的,但必需是硬的,可以是各种各样的形状。
举例
提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?
支 点(o):杠杆绕着转动的点
动 力(F1):促使杠杆转动的力
阻 力(F2):阻碍杠杆转动的力
动力臂(l1):从支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的垂直距离
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
这些概念很重要
(力的作用线)
动力臂
阻力臂
动力
阻力
(力的作用线)
o
支点
杠杆“五要素”
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
画出图中各力的力臂
(1)找出支点的位置(标记O)
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出(延长线用虚线)
(3)从支点作动力、阻力
作用线的垂线(用实线)
(4)画垂足、标力臂
F1
F2
L1
L2
O
画出各力和力臂
O
F2
F1
L1
L2
画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
O
F2
F1
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
想一想
如图所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是( )
D
杠杆的平衡
杠杆在动力和阻力的共同作用下,处于静止状态,或绕支点作匀速转动时,都叫做杠杆平衡。
实验探究:杠杆的平衡条件
1 提出问题:
杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、
阻力臂之间存在着怎样的关系?
2 猜想与假设:
假设一:
假设二:
假设三:
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1 · L1=F2 · L2
挂在杠杆尺左边的钩码看作是重物,钩码挂的格数就是力点的位置。
挂在杠杆尺右边的钩码的重量就是提起重物所用的力。钩码挂的格数就是力点的位置。
O
L1
L2
F1
F2
※ 为什么要求杠杆在水平位置静止呢?
※因为这样力臂的数值在杠杆
上就能直接读出或量出。
注意事项:
1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡。
2、挂钩码后,不能再动平衡螺母。
3、读数时,杠杆仍要求是处于水平平衡状态,以便直接读出力臂的长度。
探究杠杆平衡条件.swf
实验次数
动力F1
(N)
动力臂l1
(m)
动力?动力臂
(N·cm)
阻F2
(N)
阻力臂l2/cm
阻力?阻力臂
(N·cm)
1
?
?
?
?
?
?
2
?
?
?
?
?
?
3
?
?
?
?
?
?
数据记录
4、对表格中的数据进行分析,可以得出的初步结论是:
杠杆平衡的条件是:
动力 X 动力臂=阻力 X 阻力臂
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
杠杆原理
杠杆平衡的条件是:
____________________________;
它的公式是________________;
或是_________________;
也称作________.
F1
F2
=
l2
l1
结论:
(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N.
1
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动。
右
杠杆原理的应用
【平衡要素的计算】
【方法】
1、合理构建模型,明确平衡要素
3、注意单位统一,规范解题过程
2、对应杠杆原理,落实公式变形
课本79页
作业
【平衡要素的计算】
例、扁担长2.4m,两端物体的质量
分别为50kg和30kg。若不考虑扁
担的重力。人的肩头应在什么位
置,扁担才平衡?
解题格式请参考课本79页的例题
2.学习了关于杠杆的支点、
动力、阻力、动力臂、阻
力臂等概念.
3.杠杆的平衡条件:
F1 · L1=F2 · L2
1.杠杆的定义
3、杠杆平衡时,动力为10N,阻力为40N, 动力臂为0.4m 求阻力臂。
4、一条扁担长1.4m 左端挂300N重的物体,右端挂400N重的物体,问人肩能挑距左端多远的地方,扁担才能处于水平平衡?
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人体内的杠杆
几乎每一台机器中都少不了江杆,就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。
当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重量,肌肉要化费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以赢得速度。
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人体内的杠杆
当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图),肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
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人体内的杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图),杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头,从图里可以看出来低头比仰头要省力。
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人体内的杠杆
如果你弯一下腰,肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆(如图)。 所以在弯腰提起立物时,正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。