1、杠杆与滑轮杠杆 F 1L1=F2L2在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆(很多物体可以抽象为硬棒)。说明:杠杆可直可曲,形状任意。有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。五要素组成杠杆示意图支点:杠杆绕着转动的点 用字母 O 表示用同一根硬棒作杠杆时,使用中方法不同,支点位置也会不一样。如撬石块的过程中支点可在棒的一端图 1(A )也可在棒的中间图 1(B)。动力:使杠杆转动的力 用字母 F1 表示阻力:阻碍杠杆转动的力 用字母 F2 表示说明 动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反动
2、力臂:从支点到动力作用线的距离 用字母 l1 表示阻力臂:从支点到阻力作用线的距离 用字母 l2 表示画力臂方法: 找支点 O; 画力的作用线(虚线); 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线); 标力臂(大括号)注:任何机械胜利必然费距离,反之费力必然省距离生活中常见的杠杆选择题常见的杠杆OF1l1 l2F2好好笑!(*_*嘻嘻实验:研究杠杆的平衡条件实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂结论、杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力动力臂阻力阻力臂写成公式 F1l1=F2l2 也可写成:F 1 / F2=l2 / l1杠杆的平衡:杠杆处
3、于静止状态(杠杆静止或匀速转动)注:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。经典考查:简单机械在我国古代就有了很多巧妙的应用.护城河上安装使用的吊桥就是一个应用.如图,它的支点是 C 点,(不是 B 点)在匀速拉吊桥时,它属于一个省力杠杆下图有两
4、个滑轮,请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来.A B C需要知道每一个图的支点,学会画出每一个图的动力、阻力、动力臂和阻力臂KEY: F杠杆的分类:F 1 = F2 L1 L 2 (等臂杠杆)等臂杠杆既不省距离也不费距离。例:天平、定滑轮F 1 L2 (省力杠杆)省力杠杆虽然省力,但费距离,即动力作用点移动的距离比阻力作用点大。例:羊角锤、道钉撬、老虎钳、开瓶扳手、板车、抽水机手柄、手术剪刀、铁皮剪刀、修枝剪刀、指甲剪、汽车脚刹F 1 F2 L1 L2 (费力杠杆)费力杠杆虽然费力,但省距离,即动力作用点移动的距离比阻力作用点小。例:火钳、钓鱼杆、筷子、镊子、船桨、裁衣剪刀、理发剪刀
5、、铁锹、笤帚、起重机吊臂、肱二头肌、缝纫机蹋板注意:省力和省距离不能兼顾例题:剪刀是日常生活中常用的一种工具,它的种类有各种各样的,但其实都是一对_.如图所示的剪刀,你认为剪较硬的物体时,应该使用剪刀_;剪纸或布时,应该使用剪刀_;修理树枝时,应该使用剪刀_.A B C D E KEY: 杠杆 E AC D在研究杠杆平衡的条件实验中,所用的器材有带刻度的杠杆、铁架台、钩码、线和_等,在图中每一个钩码质量均相同,杠杆已平衡,如果此时将两边的钩码同时远离支点一格,则杠杆将_平衡(填“能”“不能”).KEY: 弹簧测力计 不能例题:如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为 4103kg,底面积为 1
6、m2 的货物 G 匀速提起。(取 g10N/kg)问:(1)当货物静止于水平地面时,它对地面的压强是多少?(2)若把货物匀速吊起 16m,用了 40s,则货物上升的速度是多少?(3)起重机对货物做了多少功?(4)吊起货物时,为使起重机不翻倒,其右边至少要配一个质量为多大的物体?已知:OA10m,OB 5m。(起重机本身重力不计)(1)FGmg410 3kg10N/kg410 6N (PamNSP2410送分题常考,学习杠杆必定遇上此类题F FF F(2) smstv/4.016(3)WFS Gh410 4N16m6.410 5J (4)根据杠杆平衡的条件 F1L1F 2L2即 GOAm 0gO
7、E 代入数据得:410 4N10mm 010N/kg5mm0 8103kg 其他简单机械滑轮1、定滑轮:使用时轴的位置固定不动定滑轮的实质:等臂杠杆 特点:既不省力,也不省距离,改变力的方向2、动滑轮:使用时轴的位置随被拉物体一起移动动滑轮的实质:省力杠杆 特点:省力,但费距离3、滑轮组:定滑轮和动滑轮的组合装置发现:滑轮组用几段绳子(数动滑轮身上的的绳子数,而不是定滑轮)就能省重物几分之一的力注:画滑轮时,动滑轮上的绳子数遵循“奇动偶定”的原则 偶数 起绕 定滑轮奇数 起绕 动滑轮经典考查:垃圾桶也是近几年的杠杆新题,ABC 是省力杠杆;ABC是费力杠杆在图中加在绳子末端的力 F 与滑轮所提重物的重力 G 间的关系是:(不计滑轮与绳子的重)(1) F = 1 G;(2) F =1/2 G;(3) F =1/3 G;(4) F =1/4G