内容正文:
物理
2024 ZZ
精讲本
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第十二章 简单机械
1.杠杆定义:一根硬棒,在 的作用下能绕 转动,这根硬棒就是杠杆。
知识点1
杠杆的基本知识
力
固定点
第1课时 杠杆
2.杠杆的五要素
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。
(2)动力:使杠杆 的力F1。
(3)阻力: 杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从支点O到 作用线的距离l1。
(5)阻力臂:从支点O到 作用线的距离l2。
转动
阻碍
动力F1
阻力F2
【特别提醒】
①只要在力的作用下不变形的物体都可以看成杠杆,杠杆可以是直的,也可以是任意形状的。
②动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在杠杆上。
③动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向一定相反。
④对于直杠杆,力臂不一定在杠杆上,只有当力的方向垂直于杠杆时,该力的力臂才在杠杆上。当力的作用线经过支点时,该力的力臂为0。
1.杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下处于 状态或匀速转动
状态时,我们就说杠杆平衡了。
2.平衡条件: ,或写为 。
杠杆的平衡条件
知识点2
静止
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
【图说物理】
(1)工人使用独轮车搬运砖头,相关信息如图12.1-8所示,车箱和砖头所
受的总重力G=1 200 N,推车时,双手向上的力F=____N。如果将这些砖
头偏向车箱前部装载,推车时,双手向上的力为F′,则F′___(选填“>”
“=”或“<”)F。
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<
杠杆的分类与应用
知识点3
杠杆
类型 力臂关系 平衡时力
的关系 特点 应用
省力
杠杆 l1 l2 F1 F2 省力费距离 裁纸刀、开瓶器、羊角锤等
费力
杠杆 l1 l2 F1 F2 ___________ 筷子、镊子、钓鱼竿等
等臂
杠杆 l1 l2 F1 F2 不省力也不省距离 天平、定滑轮等
>
<
<
>
费力省距离
=
=
【知识串联】
从杠杆原理分析定滑轮和动滑轮是否省力
1.定滑轮:如图甲所示,把定滑轮看作一个杠杆,点O为支点,物重G为阻力,拉力F1为动力,OA为动力臂,长度为l1,OB为阻力臂,长度为l2,且l1=l2。根据杠杆的平衡条件可得,F1·l1=G·l2,则F1=G。因此定滑轮相当于一个等臂杠杆。
2.动滑轮:如图乙所示,把动滑轮(忽略自重)看作一个杠杆,点O为支点,
物重G为阻力,拉力F1为动力,OA为动力臂,长度为l1,OB为阻力臂,长度为
l2,且 l1=2l2。根据杠杆的平衡条件可得,F1·l1=G·l2,则F1= G。 因
此动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
【图说物理】
(2)下列各种工具,在使用中属于费力杠杆的是( )
B
(3)如图12.1-7是一个指甲剪的示意图,它由三个杠杆ABC、OBD和OEF
组成。用它剪指甲时,属于省力杠杆的是( )
A.ABC
B.OBD
C.OEF
D.三个都是
A
(4)图12.1-5是两种类型的剪刀,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪
刀,你会选择 (选填“A”或“B”)剪刀,这样选择的目的是 (选填
“省力”“省距离”或“省功”)。
A
省力
考法❶ 作指定力的力臂
(2023·泰安)画出图中动力F的力臂,并用字母l表示。
明确力和力臂的垂直关系,规范作图。
杠杆作图
命题点1
如图所示
【解题方法】
作指定力的力臂
1.找点:找到杠杆的支点(就是杠杆绕其转动的点);
2.画线:画出力(动力或阻力)的作用线,注意力的延长线一定要画成虚线;
3.作垂线段:从支点到力的作用线作垂线段(标出垂直符号),该段距离就是力臂;
4.标力臂符号:用双箭头把该段距离标出来,并标上力臂的符号。
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(2023·吉林节选)如图为用手写字时的示意图,笔可以看作是杠杆,O为支点,F为阻力,请画出F的力臂l。
如图所示
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考法❷ 作杠杆最小动力
(2023·江苏苏州节选)如图所示,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小动力F1和阻力F2的力臂l2。
如图所示
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明确支点,找出最大的动力臂。
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【解题方法】
作杠杆最小动力
1.选点:动力的作用点要选在杠杆上距支点最远处;
2.连线:用实线连接动力作用点和支点,即为最大的动力臂;
3.作垂线:以作用点为垂足,作出最大动力臂的垂线;
4.定方向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向。
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(2023·四川凉山)图甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一
种杠杆,