内容正文:
第12讲 简单机械
第1课时 杠杆
固定点
转动
阻碍
动力作用线
阻力作用线
阻力×阻力臂
360
>
<
=
<
>
=
费
费
省力
AB
增大
不变
增大
增大
增大
不变
2
1
阻力×阻力臂
平衡
左
F1l1=F2l2
错误的
增大
O
1.5
是
A
B
省力
3×104
右
竖直向下
错误
不同的物理量不能相加减
等臂
1
【版本导航】人教:八下P75~P80 教科:八下P71~P77
考点1:杠杆
定义
在力的作用下能绕eq \o(□,\s\up1(1))固定点转动的一根硬棒
支点
杠杆可以绕其转动的点(如图中的O点)
动力
使杠杆eq \o(□,\s\up1(2))转动的力F1
阻力
eq \o(□,\s\up1(3))阻碍杠杆转动的力F2
动力臂
从支点O到eq \o(□,\s\up1(4))动力作用线 的距离l1
阻力臂
从支点O到eq \o(□,\s\up1(5))阻力作用线 的距离l2
杠杆平
衡条件
动力×动力臂=eq \o(□,\s\up1(6))阻力×阻力臂,也可以写为F1l1=F2l2
注:杠杆平衡是指在动力和阻力的作用下处于静止状态
说明:①动力、阻力都是杠杆受到的力,作用点都在杠杆上,不是杠杆施加给物体的力;
②动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反.
⇨
1.(人教八下P76图12.1-1改编)在图中画出能撬动石头最小的力F,并标出F的力臂(要求保留作图痕迹).
2.(人教八下P80动手动脑学物理T4改编)小林暑假在建筑工地上体验生活,用独轮手推车运送建筑材料,车和建筑材料的总重力为1 200 N,独轮车的有关尺寸如图所示.小林推车时,手竖直向上的力F=360N.
考点2:杠杆的分类
杠杆分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
示意图
力臂关系
l1eq \o(□,\s\up1(7))>l2
l1eq \o(□,\s\up1(8))<l2
l1eq \o(□,\s\up1(9))=l2
力的关系
F1eq \o(□,\s\up1(10))<F2
F1eq \o(□,\s\up1(11))>F2
F1eq \o(□,\s\up1(12))=F2
特点
省力,eq \o(□,\s\up1(13))费距离
eq \o(□,\s\up1(14))费力,省距离
不省力,不费力
实例
羊角锤、瓶起子、撬棒等
钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等
天平、定滑轮等
⇨
3.(人教八下P80动手动脑学物理T3改编)如图为指甲剪的示意图,它由ABC、OBD和OED三个杠杆组成.如果把B看作支点,则ABC是省力(选填“省力”或“费力”)杠杆,则最省力时的动力臂是AB .
重难点1:杠杆作图
⇨
1.杠杆力臂作图的步骤:
(1)找点:在杠杆的示意图上,确定支点O;
(2)画线:根据动力和阻力的方向作动力作用线及阻力作用线(有时候需要用虚线将力的作用线延长);
(3)作垂线段:从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂;
(4)标示:力臂用实线在两端加箭头表示,在旁边标上字母.
2.杠杆最小力作图技巧
(1)定点:在杠杆上找距支点最远的点作为动力作用点;
(2)连线:连接动力作用点与支点,该线段就是最大动力臂;
(3)定向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向;
(4)画力:过动力作用点作该方向上与支点连线的垂线(标垂足),并标上字母.
重难点2:动态杠杆分析
⇨
1.支点在一侧的动态杠杆
解答此类题时,主要找特殊点:
(1)杠杆转到水平位置时,阻力臂达到最大值;
(2)当动力的作用线经过支点时,动力臂为零,分析时可视为最小值判断.
2.支点在中间的动态杠杆
当支点两边的力臂发生增大的变化时,增大量大的那边就下沉;当支点两边的力臂发生减小变化时,减小量小的那边就下沉.
类型1:画力臂
(2022·重庆A)在图中画出力F的力臂l.
类型2:画最小动力
(2022·黔东南州)如图所示,用杠杆将物体A提起,请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图.
类型3:动态杠杆
★如图,在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个动力F,使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB.(均选填“增大”“不变”或“减小”)
(1)如图甲,当力F始终与杠杆垂直时,在转动过程中,阻力的力臂将
增大,动力F的力臂将不变,动力F的大小将增大.
(2)如图乙,当力F始终竖直向上时,在转动过程中,阻力的力臂将
增大,动力F的力臂将增大,动力F的大小将不变.
已知OA长10 cm,OB长20 cm,则金属块乙的重力是2N;现保持金属块甲位置不变,移动烧杯的位置使其部分浸入水