内容正文:
第十一讲 杠杆
一、知识点梳理
1.杠杆:
(1)定义::在力的作用下能绕着 转动的硬棒称作杠杆。
2.杠杆的五要素:
(1) 支点:杠杆绕着转动的点,用字母O表示;
(2) 动力:使杠杆转动的力,用字母F1表示;
(3) 阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示;
(4) 动力臂:支点到动力作用线的距离,用字母L1表示;
(5) 阻力臂:支点到阻力作用线的距离,用字母L2表示。
3.力臂的画法:
(1)先找支点;
(2)再画作用线;
(3)最后画垂线(不要忘记标垂直符号,还有力臂L)。
4.杠杆的平衡条件:
(1)杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下处于 状态。
(2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂 =阻力×阻力臂。用 F1、F2、L1、L2分别表示动力、阻力、动力臂、阻力臂,杠杆的平衡条件还可写为: 。
5.探究杠杆的平衡条件:
小明和他的同学利用如图所示的实验装置做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1) 在挂钩码前,杠杆静止时如图甲所示,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便
。
(2) 调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,其目的是为了便于测量 ,得到的实验数据如下表:
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
6
5
5
6
2
5
10
10
5
3
4
15
6
10
4
2
20
8
5
小明分析前两次实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂;小华分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。那么你认为他们中正确的应该是 同学,原因是 。
(3) 如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向移动一个小格,则杠杆将 (选填“左端下沉”或“右端下沉”)。
(4) 如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数
(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
(5) 小明所在的实验小组在完成规定实验后,他们想进一步研究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图丁所示的结果,根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为: (F1、F2、F3的力臂分别为L1、L2、L3)。
(6) 小明回家又做了图戊的探索,将一根长为L,重为G的均匀木棒,有的木棒伸出桌子边缘,用竖直向下的力F0压木棒的一端,当F0= 时,木棒刚好会被翘起。
6.杠杆平衡中最小力问题:
(1)先找支点
(2)找最大力臂(要使动力最小,必须使动力臂最大)
(3)作垂直拉力
7.杠杆的分类:
(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂;应用:羊角锤、开瓶器、核桃夹。
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂;应用:镊子、鱼竿、筷子。
(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂;应用:天平、跷跷板。
二、真题练习
选择题
1.如图所示的简单机械,属于省力杠杆的是( )
2.如图所示,正在使用的各类工具中,属于费力杠杆的是( )
填空题
3.如图所示,端午赛龙舟,选手们奋力挥桨划水使船快速前进,船桨属于 杠杆。岸上锣鼓喧天,加油呐喊声震耳欲聋,震耳欲聋指的是声音的 大。
4.某实验小组探究“杠杆平衡条件”。实验前,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。
5.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20N的物体,B点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1。则F= N,它是 杠杆。
6.如图所示,高0.8m、重1100N,均匀的圆柱形木柱M,截面半径为0.3m,将它竖直放在水平地面上时,木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对 力;若要使木柱的a点离开地面,至少需要 N的力。
7.如图所示,杆秤砣的质量为0.2kg,杆秤自身质量忽略不计,若杆秤