内容正文:
给我一个支点,我可以撬起整个地球。——阿基米德
十二章第1节《杠杆》
衔接:说到杠杆,这里要提到一个人。阿基米德。他说过这么一句话,给我一个支点我可以撬起整个地球。他真的可以做到吗?听起来天方夜谭,但是其实也是有原理支撑的,这里他用到的机械就叫做杠杆。我们生活中就有比较类似的情景。让我们一起来看一看。
杠杆在生活中很常见,用筷子夹菜时,筷子就是杠杆。
知识点1 杠杆
杠杆是一种常用的简单机械
一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
共同特点:
1.比较坚固
2.受到力的作用
3.绕固定点转动
思考:杠杆都是直的吗?
衔接:那么我们就得出了这些工具的共同特点……。它们都是杠杆,所以我们得出了杠杆的定义……。
回答完问题后,再强调一下杠杆的定义。
杠杆形状各异,可以是直的,也可以是弯的。
羊角锤
镊子
指甲剪
支 点:杠杆可以绕其转动的点O
动 力:使杠杆转动的力F1
阻 力:阻碍杠杆转动的力F2
动力臂:从支点O 到动力F1作用线的距离l1
阻力臂:从支点O 到阻力F2作用线的距离l2
F1
F2
l1
o
l2
由力臂的定义,动力F1的力臂是_____(①②③)
③
6
(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。
杠杆五要素的几点说明
(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。
(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。
判断:
(1)硬棒是可以弯曲的( )
(2)支点一定在杠杆中心( )
(3)动力,阻力作用点一定在杠杆上( )
(4)动力,阻力作用点一定在支点两边( )
(5)动力,阻力方向一定相反( )
(6)力臂不一定在杠杆上( )
(7)力臂一定与力作用线垂直( )
√
×
√
×
×
√
√
9
关于杠杆的五个要素,下列说法中正确的是( )
A.力臂一定在杠杆上
B.作用在杠杆上的动力、阻力的方向一定相反
C.力臂是支点到力的作用点的距离
D.力的作用线通过支点时其力臂为零
D
力臂的作法
1.找准支点O先假设杠杆转动,则杠杆上相对静止的点即为支点。
2.找准力的作用点
3.通过力的作用点沿力的方向所引的直线,叫做力的作用线。
4.从支点向力的作用线作垂线,并标出垂直符号用大括号标出动力臂的长度l1、阻力臂的长度l2。
考点 2
羊角锤
瓶起子
做俯卧撑
钓鱼竿
找固定点—看谁眼力好!
当表示力的线段比较短时,可将力的作用线延长,然后过支点作延长线的垂线段,即为力臂。
注意延长部分要用虚线表示
力臂是支点到力的作用线的距离,即支点到力的作用线的垂线段。
判断下面画的力臂是否正确,错误的指出原因。
l
F
l
F
不是作用点到支点的距离
不是支点到作用线端点的距离
×
×
14
√
l
F
l
F
不是垂足到作用点的距离
×
首先确定动力作用线,其次确定动力作用点,最后确定动力的方向。
已知力臂画力
你还能举出杠杆的其他实例吗?并标出支点O、动力F1和阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
开瓶器
羊角锤
如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力 F1的力臂l1 ,在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。
F2
●
O
F1
l2
l1
●
●
∟
∟
如图所示,轻质杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态。O点为支点,l2为F2的力臂,请在图中画出F1的力臂l1和力F2。
2.画最小力的方法
(1)确定a杠杆的支点;
(2)找出杠杆上离支点最远的点,该点即为最小动力的作用点;
(3)连接支点与作用点;
(4)过作用点作连线的垂线,并标出垂直符号,则最小力的方向沿该垂线的方向且与杠杆转动的方向相反.
如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在水平位置平衡,请作出施加最小的动力F1的示意图及其力臂l1。
F2
●
●
●
F1
l1
∟
1.如图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时,母亲向下按扶把,若把婴儿车视为杠杆,这时杠杆的支点在 ;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时杠杆的支点在 。(均选填“前轮”或“后轮”)
前轮
后轮
2.(2021·广安中考)如图所示是人走路的情形,可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂L。
在杠杆的使用中,杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。
杠杆在满