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第1节杠杆
初中物理
简单机械
第十二章
1.知道什么是杠杆,理解力臂的概念,能准确地找出杠杆五要素。
2.通过实验,探究并了解杠杆的平衡条件,会用杠杆的平衡条件解决实际问题。
3.能根据杠杆的使用特点以及作用效果对杠杆进行合理分类。
·知识点一杠杆
1.杠杆的概念
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒,就是杠杆。杠杆可以是直的,
一根硬棒成为杠杆的条件:
a.要有力的作用;
b.能绕着固定点转动;
c.是硬的,受力不发生形变或不易发生形变。
也可以是弯的。
五要素
物理含义
图示
支点
杠杆绕着转动的固定点,用“O”表示
动力
使杠杆转动的力,用“F”表示
阻力
阻碍杠杆转动的力,用“F₂”表示
动力臂
从支点0到动力F作用线的距离,用“/₁”表示
阻力臂
从支点0到阻力F₂作用线的距离,用“/₂”表示
2.杠杆的五要素
3.有关杠杆五要素的几点说明
(1)作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的,动力和阻力使杠杆转动
的方向一定是相反的,但动力和阻力的方向不一定相反。如图甲、乙所示。
乙
R日
(2)力臂不一定在杠杆上,当力的作用线不垂直于杠杆时,力臂与杠杆
不重合。
(3)支点一定在杠杆上,动力和阻力可以在支点两侧,也可在支点同侧。
如图甲、乙所示。
(4)当力的作用线恰好通过支点时力臂为零,这个力不能使杠杆转动。
甲
乙
找支点
画力的作用线
画力臂
标力臂
4.力臂的画法
F\
O
知识点二杠杆的平衡条件
实验:探究杠杆的平衡条件
(1)实验装置:如图所示。
(2)实验步骤
①将杠杆挂在支架上,观察其是否在水平位置平衡,若不平衡,可调节
平衡螺母(左低平衡螺母向右调,右低平衡螺母向左调),使之在水平位置平衡。
②在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水
平位置平衡。
③记录两侧所挂钩码的重力,测出动力臂和阻力臂,记入表格。
④改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂,多做几次实验,
得到不同数据并记录。
序号
动力F₁/N
动力臂/₁/cm
阻力F²/N
阻力臂l₂/cm
1
1
5
0.5
10
2
1
10
IU
0.5
20
3
1.5
10
1
15
⑤对表格中的数据进行分析,找出它们之间的关系。
(3)实验结论
实验结果表明,杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,
或写为F₁l₁=F₂!₂。
甲乙
A.图甲中平衡螺母向左调节,图乙中右侧钩码向左移动
B.图甲中平衡螺母向左调节,图乙中右侧钩码向右移动C.图甲中平衡螺母向右调节,图乙中左侧钩码向左移动D.图甲中平衡螺母向右调节,图乙中左侧钩码向右移动
典例1(浙江绍兴中考)小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后
出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是(A)
·知识点三生活中的杠杆
杠杆的分类
(1)等臂杠杆:动力臂与阻力臂相等的杠杆是等臂杠杆。
特点:h=2,F=F2。不省力也不费力也不省距离。
(2)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
特点:12,F₁F2。省力但费距离。
(3)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。
特点:12,F₁F。费力但省距离。
典例2如图是西安某住宅小区门口栏杆的示意图,当在A处施加一个
动力时,可将栏杆逆时针拉起来,下列四个选项中的杠杆与它类型一致的是(A)
A.钓鱼竿B.核桃夹C.托盘天平D.羊角锤
解析:由题图可知杠杆绕A点右侧的轴转动,则A点的动力臂远小于杠
杆重力的阻力臂,所以杠杆是一个费力杠杆。核桃夹、羊角锤在使用
过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故A符合题意,B、C、D不符合题意。
答案:A
杠杆的平衡条件
F₁/₁=F₂/₂
等臂杠杆:/₁=1₂
,
F₁=F
杠杆的分类
省力杠杆:/I₂
费力杠杆:/₁1₂
,
,
FF2
FFZ
杠杆的概念及五要素
杠杆
如图所示。这项运动(B)
A.省力且省距离
B.省力但费距离
C.费力且费距离
D.费力但省距离
1.为缓解同学们上课疲劳,课间时间老师组织同学们进行踮脚运动,
2.如图是用羊角锤拔铁钉的情景,羊角锤可看成一个杠杆,其动力
和阻力示意图正确的是(C)
B
A
3.如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下
列分析错误的是(D)
①C点是支点
②液压杆B施加的力是动力
③阻力只有货物的重力
④物体A放在车厢后部可省力
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