内容正文:
简单机械和功
一、杠 杆
观察下列工具,思考并讨论其共同特征?
杠 杆
杠杆的定义:
一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。
*
生活中的杠杆
*
杠杆的五要素:
支 点:杠杆绕着转动的点 O
动 力:使杠杆转动的力 F1
阻 力:阻碍杠杆转动的力 F2
动力臂:从支点到动力作用线 的距离l1
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2
*
L1
L2
杠杆的五个要素:
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
(1)先找支点O;
(2)过力的作用点沿力的方向
画出力的作用线.
(3)作出O点到力的作用线的垂直线段
画力臂的方法是:
*
分之
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
想一想
作出下列杠杆的示意图:
开瓶器
*
$$
一、杠 杆
*
杠杆平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 l1= F2 l2
(F1 F2 、l1 l2单位要对应统一)
*
根据杠杆示意图,分析杠杆的特点,判断F1、F2大小关系。
*
不等臂杠杆
等臂杠杆
省力杠杆
费力杠杆
依据
l1>l2
l1<l2
特点
l1=l2
省 力
费距离
费 力
省距离
既不省力又不省距离
杠杆的分类
应用 1:
h
S=4h
省力,费距离
省力杠杆的特点
O
F2
F1
A
B
F1
F2
A’
B’
将下列杠杆分类
*
等臂杠杆
省力杠杆
费力杠杆
*
如图所示AOB为轻质杠杆,B端挂重物G,A端分别作用四个方向力时,杠杆都能在图示位置平衡。则四个力中最小的是______.
应用 2
画出使轻质杠杆在图示位置保持平衡的最小的力F的示意图
如图,轻质杠杆一端因始终沿水平方向力F的作用而被逐步抬起,在此过程中力臂将____,F将_____.
变小
变大
应用 3:
l1
l2
*
如果保持杠杆在图示位置静止,将力F由水平方向沿逆时针方向转至竖直方向,此过程中力F的力臂如何变化?F的大小如何变化?
为了搬运方便,需要将盛满满油的圆柱形铁桶推倒。铁桶高80cm,底面直径是60cm,重490N,重心在O点。推倒该铁桶至少要用多大的力?请在图中画出这个力。
80cm
剖面图
l1
G=490N
A
B
B
C
F
l2
60cm
O
G=490N
A
B
B
C
O
*
$$
杠杆平衡是指杠杆静止或杠杆匀速转动。
一、杠 杆
一、杠 杆
思考:在使用杆秤时,什么时候开始读数?如何打破平衡?
*
讨 论:
1、杠杆的平衡可能与哪些因素有关?
2、实验时需要测量哪些物理量?
动 力、阻 力 动力臂、阻力臂
哪些经验支持你的想法?
*
3、实验时需要哪些仪器?
*
注 意
实验前要调节杠杆在水平位置静止。
实验过程中也要调节杠杆在水平位置平衡。
探究杠杆平衡条件
便于从杠杆上直接读出力臂的值。
消除杠杆自重影响
(重心过支点)
*
实验记录表格
思考:在该实验中为什么要测量多组数据?
多次实验,排除实验的偶然性,得到普遍规律。
F1 l1
F2 l2
实验次数 F1 /N l1 /cm F2 /N l2 /cm
①
②
③
*
1.unknown
2.unknown
3.unknown
4.unknown
5.unknown
6.unknown
7.unknown
8.unknown
9.unknown
10.unknown
11.unknown
12.unknown
13.unknown
14.unknown
15.unknown
16.unknown
17.unknown
18.unknown
探究结论
杠杆平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 l1= F2 l2
*
古希腊学者阿基米德曾说“给我一个支点,我可以撬动地球。”
如图,根据以下数据,算一算,这个设想可能实现吗?(m地球=6×1024kg
m人 =60kg,阻力臂为1cm,则动力臂为多少?)
根据杠杆平衡条件可以求出,动力臂为1021m
*
小明在验证杠杆平衡条件实验时发现,杠杆如图静止时,G×OA≠F×OB,因此得出杠杆平衡条件不成立。你认为小明的观点对不对?为什么?
C
*
$$