内容正文:
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
这些工具在使用时,有什么共同特点?
杠 杆
一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。
杠 杆
撬棒在撬石头的过程中时怎么样运动的?
杠 杆
杠杆的五要素:
1 .支点(O):杠杆绕着转动的点。
2 .动力(F1) :使杠杆转动的力。
3 .阻力(F2) :阻碍杠杆转动的力。
4 .动力臂(L1) :从支点到动力作用线的距离。
5 .阻力臂(L2) :从支点到阻力作用线的距离。
强调:
①力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画 的一条直线。
② 距离:点到直线的垂线段的长度。
杠 杆
动力的作用线
动力臂
阻力臂
动力
阻力
o
支点
杠杆“五要素”
杠 杆
阻力的作用线
画力臂的方法:
1.先确定杠杆的支点O和画动力、阻力的方向。
2.过力的作用点沿力的方向画出力的作用线
注意: 画的时候要用虚线将力的作用线延长。)
3.用实线或虚线作从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂。
4.最后用大括号勾出力臂,并在旁边写上字母L1或L2。
杠 杆
图1
图2
杠 杆
请画出下图中杠杆的力臂
B
A
O
F
O
B
A
杠杆平衡与哪些因素有关?
【猜想假设】
【所需器材】
【实验步骤】
【分析数据】
【实验结论】
【启发联想】
杠杆平衡状态是指杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态。
杠杆的平衡条件
实验注意事项:
1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡。
2.挂钩码后,不能再动平衡螺母。
3.读数时,杠杆仍要求是处于水平平衡状态,以便直接读出力臂的长度。
杠杆的平衡条件
步骤1:为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在
水平位置平衡?
答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时,杠杆有一定的重力,为保证实验中杠杆的平衡条件:动力×动力臂等于阻力×阻力臂成立,必须使杠杆的重力(包括两端的平衡螺母的总重力)乘以其力臂为零。调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零,同时为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂。
杠杆的平衡条件
步骤2:为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使杠杆在水平位置重新平衡?
答:杠杆只有在水平位置平衡,量得支点到钩码的距离就是力臂,此时杠杆如果不水平,则支点到钩码的距离就不是力 臂。使杠杆在水平位置重新平衡,目的是从杠杆上的刻度 值直接读出力臂的长度.
杠杆的平衡条件
数据记录表格为:
杠杆的平衡条件
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
动力动力臂
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
阻力阻力臂
1
2
3
实验结论:
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。
F1L1=F2L2
杠杆的平衡条件
请仔细观察,利用撬棒撬石头时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?
生活中的杠杆
F1
F2
l1
l2
o
省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是省力杠杆?
我们在使用省力杠杆时,得到了省力的利益,同时我们又付出了怎样的代价呢?
生活中的杠杆
请赛艇的船浆在划水时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?使用费力的杠杆,有什么好处呢?
o
生活中的杠杆
费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是费力杠杆?
使用费力杠杆,虽然费了力,但却省了动力作用点移动的距离。
生活中的杠杆
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。
物理实验室中,我们使用的天平就是等臂杠杆。
生活中的杠杆
托盘天平
物理天平
天平、 定滑轮
不省力也不费力
平衡时F1=F2
L1=L2
等臂杠杆
铡刀、 吊车臂
费了力但省距离
平衡时F1>F2
L1<L2
费力杠杆
撬棍
用小的力产生了大的力
平衡时F1<F2
L1>L2
省力杠杆
应用 范例
特点
力的比较
力臂关系
杠杆分类
特别提示:(1)既省力又省距离的杠杆是没有的(2)不同杠杆有不同的作用,杠杆的选择应根据实际需要决定。
生活中的杠杆
杠 杆:
1.杠杆定义
2.杠杆的五要素
3.杠杆力臂的画法
4.杠杆的平衡及平衡条件
5. 杠杆的分类及其应用
课堂小结
$$三个和尚有水喝
人们都说“一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝!”这不山神庙的老和尚,让这三个懒和尚下山挑水。他们你推我,我推你,谁也不想下山。无奈他们只好一同下