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第四節(jié)杠桿復(fù)雜機械都是由簡單機械組成的(抽油機)最簡單的機械——杠桿

這是最常用的工具,它是根據(jù)杠桿原理制造的.它們都是杠桿,有什么共同特點?一根硬棒在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就叫做杠桿一、杠桿的定義這些用具都是杠桿鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨輪車汲水的桔槔古代的杠桿古代的杠桿OOOF1F1F1F2F2F2Ol1l2支點

動力阻力動力臂阻力臂二、杠桿的五個要素支點(o):杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點動力(F1):促使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力(F2):阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力動力臂(L1):從支點到動力作用線的垂直距離阻力臂(L2):從支點到阻力作用線的垂直距離(力的作用線:過力的作用點,沿力的方向的直線)這些概念很重要提問:什么是力臂?2杠桿是否都是直的?回答:力臂是支點到力的作用線的垂直距離。思考討論:1力臂是一定在杠桿上嗎?3若一力作用在杠桿上,作用點不變,但作用方向改變,力臂是否改變?答:不是答:杠桿可以是直的,也可以是彎的答:要改變F1F2l1l2O畫出各力和力臂(1)辨認(rèn)杠桿,找出支點、動力和阻力;(2)過力的作用點沿力的方向畫出力的作用線.(3)從支點作出到力的作用線的垂直線。(4)用大括號將力臂括上,并標(biāo)上符號。畫力臂的方法是:歸納:一找支點二畫線,三連距離四標(biāo)簽。l2l1BF2OF1AF2BOAF1畫出圖中各力的力臂(1)找出支點的位置(2)沿動力、阻力的作用方向?qū)⒘Φ淖饔镁€畫出(3)從支點作動力、阻力作用線的垂線(4)用大括號將力臂括上,并標(biāo)上符號。畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O想一想F1F2Ol2l1F2F1l2l1F2F1l2l1三、杠桿的平衡條件調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在不掛鉤碼時平衡1.杠桿的平衡:

是指杠桿在動力和阻力作用下,保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。為何要讓杠桿在水平位置平衡?·F1F2Ol1l2傾斜狀態(tài)時力臂不好測量便于測量力臂Ol1l2F1F22、實驗探究:杠桿的平衡條件(1)提出問題:杠桿平衡時,動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?(2)猜想與假設(shè):假設(shè)一:假設(shè)二:假設(shè)三:假設(shè)四:F1+l1=F2+l2F1–l1=F2–l2F1/l1=F2/l2F1

·

l1=F2

·

l2(4)進行實驗與收集證據(jù)實驗次數(shù)F1/Nl1/mF2/Nl2/m12F1=0.5N,l1=20cm,F(xiàn)2=1N,l2=10cm或F1=1N,l1=8cm,F(xiàn)2=2N,l2=4cm實驗表格數(shù)據(jù)請同學(xué)們開始做實驗(5)結(jié)論:杠桿的平衡條件:動力X動力臂=阻力X阻力臂

用字母表示為:F1l1=F2l2或當(dāng)杠桿平衡時,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一例:一根杠桿動力臂與阻力臂之比是3:2,要使杠桿平衡,則動力與阻力之比是______.

3.練習(xí)l1=3l2,F(xiàn)1是F2的___倍。F1:F2=2:5,l1:l2=____。l1:l2=4:3,F(xiàn)2=60N,F(xiàn)1=___。F1=15N,F(xiàn)2=75N,l1=15cm,l2=___。三、生活中的杠桿:請仔細觀察,利用撬棒撬石頭時,它的動力臂和阻力臂,哪個更長呢?我們在使用時,是省力了?還是費力了呢?F1F2l1l2o用杠桿平衡條件分析上面的杠桿是動力大還是阻力大。由F1l1

=F2l2可以看出:l2l1F1=F2左邊的l1

>l2,F(xiàn)1<F2,省力右力的l1

<

l2,F(xiàn)1>F2,費力

1.省力杠桿: 動力臂大于阻力臂,動力小于阻力。在生活中,你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿?

我們在使用省力杠桿時,得到了省力的利益,同時我們又付出了怎樣的代價呢?o使用費力的杠桿,有什么好處呢?請注意觀察,賽艇的船漿在劃水時,它的動力臂和阻力臂,哪個更長呢?我們在使用時,是省力了?還是費力了呢?

2.費力杠桿: 動力臂小于阻力臂,動力大于阻力。在生活中,你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費力杠桿?使用費力杠桿,雖然費了力,但卻省了動力作用點移動的距離。

3.等臂杠桿: 動力臂等于阻力臂,動力等于阻力。物理實驗室中,我們使用的天平就是等臂杠桿。托盤天平物理天平(1)省力杠桿:l1>l2,則F1<F2,使用這類杠桿,可以省力,但費距離。(2)費力杠桿:l1<l2,則F1>F2,使用這類杠桿,雖然費力,但可以省距離。(3)等臂杠桿:l1=l2,則F1=F2,使用這類杠桿,既不能省力,也不能省距離。三類杠桿的特點分析它們分別是什么杠桿鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨輪車哦,大象太重了!我怎樣才能將它撬起來呢?現(xiàn)代曹沖稱象F1F2l1l2·O

1.如圖所示,分別沿力F1、F2、F3、的方向用力,使杠桿平衡,關(guān)于三個力的大小,下列說法正確的是() A.沿F1方向的力最小 B.沿F2方向的力最小 C.沿F3方向的力最小 D.三個力的大小相等BF3F1F2OL1L3L22.小陽同學(xué)在做“探究杠桿平衡條件”的實驗時,他把杠桿掛在支架上,發(fā)現(xiàn)左端向下傾斜。(1)若使杠桿在

位置平衡,需把平衡螺母向

端調(diào)節(jié)。(2)如果在杠桿的A處掛三個相同的鉤碼,則在B處要掛

個同樣的鉤碼,杠桿才能重新位置平衡。(3)若在C處掛6

N的鉤碼,用彈簧測力計作用在B點,要使杠桿在水平位置平衡,最小拉力的方向應(yīng)該

,此時彈簧測力計的示數(shù)為

。水平右2OACB豎直向上2N

3、道釘橇有關(guān)尺寸如圖所示,若在A點豎直向下的作用200牛的力,道釘橇對道釘會產(chǎn)生多大的力?解:根據(jù)杠桿平衡條件F1

l1=F2l2可得:l1l2F2=F1120cm6cm=×200N=4000NO1.2mF16cmF24、一根輕質(zhì)扁擔(dān)長1.8m,前后兩端分別掛上重600N和200N的貨物,問:人肩應(yīng)挑在離前端多遠處才能使扁擔(dān)平衡?分析:人肩挑處是扁擔(dān)的支點O,前后兩貨物的重分別為動力和阻力,要求的肩處離前端的距離是動力臂。F1=G1=600NF2=G2=200NOl1l2L=1.8m解:根據(jù)L1+L2=1.8m得出

L2=1.8m-L1-----(1)根據(jù)杠桿的平衡條件:

F1L1=F2L2將(1)代入得600NXL1=200NX(1.8m-L1)

L1=0.45m答:人肩應(yīng)挑在離前端0.45m處才能使扁擔(dān)平衡。5、如圖所示,重物G=400N,AB=20cm,BC=60cm,CD=60cm,求將重物G提起時所用的最小動力(圖中裝置可繞A點轉(zhuǎn)動)。

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