内容正文:
3.4-杠杆
1
一、杠杆基础
阿基米德
(约公元前287年—公元前212年),古希腊物理学家、数学家、哲学家。被称为“力学之父”
撬动地球
给我一个支点,我就能撬动地球
1.杠杆:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒
F1
杠杆:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒
独轮车
撬棒
天平
扫 帚
钳子
钓鱼杆
他们是杠杆吗
舂
桔 槔
古代人的智慧
O
O
F1
F2
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
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F1表示。
动力臂
: 从支点到动力作用线的距离,用L1表示。
阻力:
阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离,用L2表示。
2.杠杆五要素
找一找他们的支点
(1)是不是杠杆;
(2)支点;(3)阻力
(3)杠杆不一定是直的,可以形状各异
(4)动力和阻力一定在杠杆上;
(5)动力和阻力方向不一定相反,但是作用效果一定相反
7
提问:什么是力臂?
2 杠杆是否都是直的?
回答:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。
思考讨论:
1 力臂是一定在杠杆上吗?
3 若一力作用在杠杆上,作用点不变,
但作用方向改变,力臂是否改变?力臂是否为0?
答:不是
答:硬棒非棒可直可弯
答:要改变
(1)辨认杠杆,先找支点O;
3.怎么画力臂呢?
(4)过支点0作力的作用线的垂线段,
即为力臂。
(3)画出力的作用线;
(2)画出动力和阻力;
这些杠杆的力臂会画不?
二、探究杠杆的平衡条件
A
B
(1)实验准备:
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
探究杠杆的平衡条件
器材:
测量的物理量:
力
力臂
A、B两图中的杠杆处于静止状态,实验时采用哪幅图?为什么?
讨论:
F1
F2
o
L1
L2
杠杆在什么条件下平衡?
杠杆
平衡
螺母
探究
探究杠杆的平衡条件
实验步骤:
1.调节杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码,在右侧合适的距离挂上若干钩码,使杠杆在水平位置平衡,记下弹簧测力计示数。
3.改变钩码数量或位置,重复上面的步骤,得出三组数据。
实验次数 F1/N L1/m F2/N L2/m
1 2 0.4 4 0.2
2 3 0.2 2 0.3
杠杆平衡条件:
F1+ L1 F2+ L2
2+0.4 4+0.2
3+0.2 2+0.3
3 4 0.1 2 0.2
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
F1+ L1≠ F2+ L2
F1×L1
(N·m) F2×L2 (N·m)
0.8 0.8
0.6 0.6
0.4 0.4
F1X L1=F2X L2
2、调节水平平衡的好处?
①消除杠杆自重的影响;②方便读出力臂
哪边高往哪边调;不能;算
笔记
1、如何调节平衡螺母杠杆水平平衡?调节完毕后能否再动平衡螺母?调节非水平平衡后静止算不算平衡?
3、实验结论
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
6、多次实验的作用
避免杠杆自重的影响
5、支点放在中间的好处
避免偶然性,得出普遍性规律
4、错误结论,如何击破错误结论?使用弹簧测力计斜拉的作用
动力×动力到支点的距离=阻力×阻力到支点的距离
用弹簧测力计斜拉
改变力方向,得出更普遍的规律
C
700N,300N,10000Pa
杠杆的分类
特点
应用
特点
应用
特点
应用
三.杠杆的分类:
:省力,费距离
:费力,省距离
:不省力,也不省距离
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
省力杠杆
练习2:如图所示的各种剪刀中明显作为省力杠杆使用的是( )
B
练习1:分析下列杠杆属于省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。
省力杠杆
费力杠杆
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第二级
第三级
第四级
第五级
D
B
B
D
二、最小力问题
例1:O为支点,杠杆受到F1或F2或F3时都平衡,哪个力最小?
F1
F2
F3
问题:
怎样找使杠杆平衡的最小力?
A
O
A
F3
F2
F1
O
变式:O为支点,三个力分别作用在C点,使杠杆平衡,选出使杠杆平衡的最小的力。
F1
F2
F3
A
O
B
C
使杠杆平衡最小力的作法:
找最长的力臂:在杠杆上找离支点最远的点,作为力的作用点。把该点与支点的连线作为力臂。
最小力:作垂直于连线的力。
力的方向:根据实际情况,使杠杆平衡
练习1.1、在图画出在B点所施加的最小的力,能使杠杆如图平衡。
F
最长力臂的画法:连接支点和力的作用点
最小力的画法:力臂最长
例题4、为了把下面的一个圆木推上台阶,请你画出所使用的最小力的示意图
O
F
练习4、为了把下面的一个长方体木块向右推倒,请你画出所使用的最小力的示意图
O