内容正文:
第九章 简单机械
9-1
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第1节 杠杆
知识点1:杠杆的五要素
1.定义:在_________绕______转动的硬棒叫杠杆。
2.五要素:如图:
(1)杠杆围绕转动的______叫支点,用“O”表示;
(2)使杠杆___________叫动力,用“F1”表示;
(3)________杠杆转动的力叫阻力,用“F2”表示;
(4)支点到动力作用线的__________叫动力臂;
(5)支点到阻力作用线的__________叫阻力臂。
知识点2:力臂作图
一、画力臂的作图方法:
通过支点作出力的垂线,垂线就是力臂。巧记为:“找支点,画力线,作垂线”。
1.如图,请画出拉力F的力臂。
2.如图为钓鱼竿钓鱼的示意图,画出F1和F2的力臂。
3.如图,重100N的均匀木棒悬挂在空中静止,在竖直向上的力F作用下保持静止,以点O为支点,请画出力F的力臂L1和木棒重力的力臂L2。
4.如图,用起子开启瓶盖,请确定支点O的位置,画出F的力臂L.
5.如图,请画出力F的力臂.
6.如图是用羊角锤拔钉子的情景,请画出动力F1的力臂L1和羊角锤所受阻力F2的示意图。
7.如图甲是果农修剪树枝的情景,图乙是部分甲图的简化图,F1是剪刀受到的动力,B是阻力的作用点。请在图乙中标出支点O的位置,并画出阻力F2和动力臂L1。
8.如图是液压汽车起重机的示意图。请你分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和阻力F2的力臂。
二、根据力臂画力的方法:
通过力臂非支点的一端做力臂的垂线。
9.如图,请画出阻力臂L2和动力F1.
10.如图,杠杆OA在力F1、F2的作用下静止,l2是力F2的力臂,在图中画出F1的力臂和阻力F2。
(温馨提示:注意标明力F2的方向和作用点)
11.在图中画出力F1的力臂和力臂L2对应的力F2。
知识点3:最小力的画法:(力与力臂成反比,最小的力一定有最长的力臂)
题型1:杠杆中确定了最小力的作用点
方法:连接______和__________,该连线就是最长的力臂,通过力的作用点作力臂的垂线,垂线就是最小的力。
1.在图中画出重力的力臂和为使杠杆平衡,作用在A点的最小动力。
2.如图,画出使杠杆OA在图示位置平衡时,在A点施加的最小的力F,并画出F2的力臂。
3.如图为新装的空调室外设计的支架,以O为支点,在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定,要使铁线受到的拉力最小,请从P孔处画出铁线到墙的连线,并画出铁线拉力F的力臂。
4.如图是安装在小区进出口的栏杆(粗细均匀的直杆)示意图,当在A处施加一个力F时,可将栏杆压到如图所示位置,请在图中画出此时最小压力F的示意图和重力G的力臂。
5.如图,课桌的重心在O点,若在课桌的C点用最小的力F把桌腿B抬离地面,在抬起时另一桌腿A没有滑动,请在图中画出F和重力G的示意图。
题型2:题目没有给出最小力的作用点
方法:从杠杆上找到距离支点_____的点作为最小力的作用点;连接支点和力的作用点,通过力的作用点作力臂的垂线,垂线就是最小的力。
1.如图,曲棒ABC可绕A点转动,请画出如图位置平衡时所需最小力的示意图。
2.在图中画出保持杠杆平衡最小力的示意图。
3.如图,AC为杠杆,O为支点,在B点处挂一重物,请画出杠杆在图示位置平衡时最小动力F及其力臂L.
4.如图所示,工人师傅想把一个圆柱形油桶滚上一个台阶,他沿最省力的方向推动油桶。在图中画出这个力和它的力臂(支点O已在图中给出)。
知识点4:杠杆平衡的条件
一、实验精讲:探究杠杆平衡的条件
思考:
1.什么是杠杆平衡?
本实验中,当杠杆在动力和阻力的作用下,处于_______状态,我们就说杠杆平衡了。
2.实验前如何调节杠杆的平衡?
调节______________使杠杆平衡;
方法:左高________,右高_________。
3.实验中如何方便地改变动力和阻力?
杠杆两端挂上钩码,钩码的重力就是施加在杠杆上的动力和阻力。
4.实验步骤:
(1)调节平衡螺母,使杠杆在_______位置平衡;
(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码位置使杠杆水平平衡,记录动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2;
(3)改变钩码数量和钩码位置,再重复几次实验。
5.实验数据:
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
4
0.05
1
0.20
2
3
0.10
2
0.15
3
3
0.15
3
0.15
4
2
0.20
4
0.1
6.结论: 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 。公式:_______________或___