内容正文:
课时12.1 杠杆
1.定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
2.杠杆的五要素:杠杆绕着转动的固定点叫做 支点 ,使杠杆转动的力叫 动力 ,阻碍杠杆转动的力叫 阻力 ,支点到动力作用线的距离叫 动力臂 ,支点到阻力作用线的距离叫 阻力臂 。
注意:要成为杠杆,需满足:①要有力的作用;②能绕固定点转动;③“硬棒”不一定是直棒,但需要在外力作用下不发生变形。
1.8点透析杠杆:
①支点一定在杠杆上,但可以在杠杆上的任意一个位置;
②动力和阻力是相对而言的,不论是动力还是阻力,都是作用在杠杆上,杠杆都是受力物体,跟杠杆发生相互作用的物体是施力物体,动力和阻力的作用相反,但方向不一定相反。一般情况下,把人施加给杠杆的力叫动力,而把阻碍杠杆转动的力叫阻力;
③动力作用点:动力在杠杆上的作用点;
④阻力作用点:阻力作用在杠杆上的作用点;
⑤力臂是支点到力的作用线的距离,而不是力到作用点的距离;
⑥力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,若力的作用线恰好经过支点,则力臂为0;
⑦力臂的表示方法:过支点作力的作用线的垂线(点到线的距离)
⑧力臂的表示方法(如上图)。
2.杠杆基本解题思路
①确定杠杆主体结构,找到支点;
②分清杠杆受到的阻力和动力(容易错画为杠杆对其他物体的力),画好动力作用线和阻力作用线;
③从支点向力的作用线引垂线(用虚线表示),画出垂足;支点到垂足的距离就是力臂,用大括号标注出来,并用表示动力臂,表示阻力臂。
④根据具体的情况分析,利用杠杆平衡条件解决有关问题。
3.【探究杠杆平衡的条件】实验命题点
①实验中,调节平衡螺母的原则(左沉右调,右沉左调,实验过程中不能再调节);
拓展:调节原则:左高左调,右高右调
②杠杆在水平位置平衡有两个目的(a.让杠杆的重心在支点上,重力的力臂为0,消除杠杆的重力对实验的影响;b.便于测量力臂);
③将一端的砝码换成弹簧测力计的好处(能直接测出拉力的大小,实验操作方便);
④弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计示数的变化(拉力力臂变小,示数逐渐变大,说明竖直方向为最小力的方向);
⑤实验中应多次改变钩码的数量进行实验(得出普遍规律,消除结论的偶然性);
④杠杆平衡的表达式:(,注意单位的统一,针对距离单位,只要两边统一就可以,不严格要求统一为某一个具体的单位)。
⑤决定杠杆是否转动的条件是和的大小关系,不能单纯看F1和F2的大小或者的大小关系。
当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,我们就说杠杆平衡了。
1.如图所示的工具均属于杠杆,在使用时与其他三个类型不同的是
A.船桨 B.独轮车
C.筷子 D.钓鱼竿
【解析】、船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
比较可知,只有是省力杠杆,故在使用时与其他三个类型不同的是。
故选:。
2.如图所示,使用起子向上用力打开瓶盖时,起子可视为杠杆,这时杠杆的支点是
A.点 B.点 C.点 D.点
【解析】如图,在用起子打开瓶盖的过程中,施力方向向上,起子绕起子与瓶盖的前接触点转动,所以点为支点。
故选:。
3.如图所示,保持杠杆在水平位置平衡。在其他条件不变的博况下,下列操作中不能使弹簧测力计示数变大的是
A.增加钩码的个数
B.将钩码悬挂点的位置向左移
C.保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其向右倾斜
【解析】增加钩码的个数时,阻力变大,阻力臂和动力臂不变,由可知,弹簧测力计的示数变大,故不符合题意;
将钩码悬挂点的位置向左移时,阻力和动力臂不变,而阻力臂变大,由可知,弹簧测力计的示数变大,故不符合题意;
保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移时,阻力和阻力臂不变,动力臂变大,由可知,弹簧测力计的示数变小,故符合题意;
保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其向右倾斜时,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,由可知,弹簧测力计的示数变大,故不符合题意。
故选:。
4.为使杠杆平衡在图示位置,需在点施加一个力,在如图所示的四个方向中,不可能使杠杆平衡的力是
A.和 B.和 C.和 D.和
【解析】和使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反,可以使杠杆平衡;的力臂为零,不能使杠杆平衡;使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同,不能使杠杆平衡;
故不符合题意,符合题意。
故选:。
5.如图,吊车向上起吊一箱货物,利用伸缩撑杆可使吊臂绕点缓慢转动。起吊时,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,且作用点不变。货物对吊臂向下拉力的力臂为。在吊起货物的过程中,与的关系图象是伸缩撑杆
A