6.5 探究杠杆的平衡条件 2023-2024学年沪粤版物理八年级下册

第5节 探究杠杆的平衡条件 一、杠杆 什么是杠杆: 能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲棒)叫杠杆 生活中还有哪些杠杆? 二、探究杠杆的平衡条件 1、一组概念: (1)支点: 杠杆绕着转动的固定点叫做支点 (2)力的作用线:沿力的方向画出的直线 (3)力臂:支点到力的作用线的垂直线段的长度,一般用大写字母L表示 (4)动力臂:支点到动力的作用线的垂直线段的长度,一般用L1表示 (5)阻力臂:支点到阻力的作用线的垂直线段的长度,一般用L2表示 (6)杠杆的平衡:杠杆在力的作用下处于静止状态,叫做杠杆平衡 O L1 L2 F1 F2 画出动力臂和阻力臂 几个问题:(1)杠杆一定是直的吗? (2)力臂可以为0吗? (3)动力和阻力一定在支点的两侧吗? 2.探究杠杆的平衡条件 利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件 两端都不挂钩码,调节两端的平衡螺母(怎么调)?使杠杆在水平位置平衡? (便于测量力臂) 其中一端的重力作为动力,另一端的重力作为阻力,记录动力、阻力值,测量动力臂L1和阻力臂L2(平衡螺母不能动) 改变力和力臂,多测几组值,找物理量之间的关系 乘积形式: F1L1=F2L2 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 比值形式: 动力F1是阻力F2的几倍,动力臂L1是阻力臂L2的几分之一 杠杆的平衡条件: 【例题1】用一杠杆撬起一块重1000N的石头,如果动力臂是150cm,阻力臂是30cm,那么要撬动这块石头,需用多大的力? 已知:F2=1000N, L1=150cm, L2=30cm 求F1 解:根据杠杆的平衡条件: F1L1=F2L2 答:需要200N的力 6 【练习1】如图是拉杆式旅行箱的受力示意图,若箱重100N,动力臂是阻力臂的4倍,则拉箱子时,竖直向上的拉力F为多少? 【答案】25N 【例题2】画出图中作用在A点最小的力的方向 【解析】O点为支点,阻力与阻力臂恒定,要使动力最小,动力臂应该最长 连接支点O和力的作用点A,则OA连线长为最长的力臂L1 过O点垂直于L1的力即为最小力 注意最小力的方向,左边悬挂重物的绳子的拉力产生使杠杆逆时针转动的效果,所以最小力应该产生使杠杆顺时针转动的效果,最小力应该垂直OA指向左下方向 L1 F 【练习2】如图所示,欲将一个球推上台阶,球与台阶楞的接触点为A,球心为O,现有三种推力的方向可供选择,F1竖直向上, F2垂直于OA的连线斜向右上方, F3水平向右,若想用最小的力将球缓慢推上台阶,应选_推力的方向(在F1.F2.F3中选择) A F1 F2 F3 o 【答案】F2 三、杠杆的分类 若L1>L2,则F1_F2.称为省力杠杆(特征是动力臂较长) 特点:动力臂长,省力费距离 若L1<L2,则F1_F2.称为费力杠杆(特征是阻力臂较长) 特点:阻力臂长,费力省距离 若L1=L2,则F1=F2.称为等臂杠杆(天平) 【练习3】在图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是 ( ) A.翘棒 B.镊子 C.铡刀 D.开瓶器 撬棒 镊子 铡刀 开瓶器 B $$