簡(jiǎn)單機(jī)械-杠桿

12.1杠桿觀察下列工具，思考并討論其共同特征。一、認(rèn)識(shí)杠桿鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨(dú)輪車(chē)1、受力的作用2、繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)3、比較堅(jiān)硬在力的作用下，能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿。

力固定點(diǎn)硬棒知識(shí)預(yù)備：畫(huà)出以下各圖中點(diǎn)O到線(xiàn)AB的距離一、杠桿五要素:F2阻力L1動(dòng)力臂L2阻力臂動(dòng)力作用線(xiàn)阻力作用線(xiàn)O支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離F1動(dòng)力支點(diǎn)(o)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力(F1)：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力臂(L1)：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離阻力臂(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離(力的作用線(xiàn)：過(guò)力的作用點(diǎn)，沿力的方向的直線(xiàn))這些概念很重要4、力臂的作法1)找出支點(diǎn)O2)沿力的方向作出力的作用線(xiàn)通過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向所引的直線(xiàn)，叫做力的作用線(xiàn)。3)從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，并標(biāo)出垂直符號(hào)垂線(xiàn)兩端加大括號(hào)，并標(biāo)出動(dòng)力臂的長(zhǎng)度l1、阻力臂的長(zhǎng)度l2。Ol1F1l2F21.找支點(diǎn)2.作力的作用線(xiàn)3.作力臂作力臂的方法：F1F2l1l2O畫(huà)出各力和力臂F1L1◎oF2L2作出下圖中動(dòng)力和動(dòng)力臂，阻力和阻力臂oF1F2L1L2F1F2L1L2F2F1L1L2OOF1F2L2L1杠桿示意圖的作法l1F1l2F2Ｏ杠桿生活中的杠桿F1F2oL1L2杠桿平衡螺母杠桿在什么條件下平衡？作用:調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡為何要讓杠桿在水平位置平衡？·F1F2Ol1l2傾斜狀態(tài)時(shí)力臂不好測(cè)量便于測(cè)量力臂探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的兩端掛上不同的鉤碼，移動(dòng)鉤碼位置，使杠桿在水平位置重新平衡，記下鉤碼的重力和力臂并填表。3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出三組數(shù)據(jù)。（為什么測(cè)多組數(shù)據(jù)？）尋找杠桿平衡的普遍性規(guī)律,避免偶然性實(shí)驗(yàn)次數(shù)F1/NL1/格F2/NL2/格F1×L1F2×L212探究杠桿的平衡條件3二、杠桿的平衡條件：

動(dòng)力動(dòng)力臂＝阻力阻力臂F1×L1

＝F2×L2＝（L1和L2的單位相同）Ol1=9ml2=6cmF1=200NF2例題1：由F1l1＝F2l2得：解：F2=F1l1l2=200N×9m0.06m=3×104Nm=F2g=10N·kg—13×104N=3×103kg=3tF2例2、如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1m，AB＝1m，OC＝0.7m，要撬起對(duì)杠桿壓力為1400N的石頭，需要在B端豎直向下用多少N的力才能撬起石頭？已知：L2=A0=0.1mL1=0C=0.7mF2=G=1400N解：由杠桿平衡條件：F1L1=F2L2可得：答：需要在B端豎直向下用200N的力才能撬起石頭。求：F1=?AOBCF1F2F1F2動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〉L2∴F1〈F2這是省力杠桿省力杠桿三、杠桿的應(yīng)用hS=4hOF2F1ABF2F1A’B’省力，費(fèi)距離（動(dòng)力比阻力的作用點(diǎn)多移距離）省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〈L2∴F1〉

F2這是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F2F1S=h/4hA’B’ABF2F1O費(fèi)力，省距離（動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離少）費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1=

L2∴F1=

F2這是等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿的特點(diǎn)

省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿概念動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿特點(diǎn)省了力，但費(fèi)了距離費(fèi)了力，但省了距離不省力也不費(fèi)力實(shí)例撬棒、鍘刀、瓶起子、鑷子、理發(fā)剪刀天平三類(lèi)杠桿的對(duì)比給動(dòng)畫(huà)中的杠桿分類(lèi)怎么分呀？哈哈……我知道！OF1＝G1F2＝G2l1l2∴G1＜G2即G1×l1

＝G2×l2又∵l1＞l2∵F1×l1

＝F2×l2五、杠桿原理的應(yīng)用如圖，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長(zhǎng)度都是相等的，0為支點(diǎn)，杠桿兩邊所掛的每一個(gè)鉤碼均相同，杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平位置保持平衡的是（）A．兩邊都減少一個(gè)鉤碼B．兩邊的鉤碼下各加掛一個(gè)相同的鉤碼C．左邊鉤碼向右移一格，右邊鉤碼同時(shí)向左移一格D．右邊加掛一個(gè)相同鉤碼，左邊鉤碼同時(shí)向左移一格F1l1＝F2l2?F1l1＝?F2l22、動(dòng)態(tài)平衡的分析

在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：⑴左右力臂L1:L2=______?·L1L2⑵在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿____（填“能或不能”）平衡？_____邊下降?1：2不能右動(dòng)態(tài)平衡的分析⑶若想使下圖中杠桿再次水平平衡，可在___邊的鉤碼下再掛___個(gè)鉤碼？·左1·⑷若使再次平衡的杠桿兩邊同時(shí)去掉一個(gè)鉤碼，則___邊將下降，---“極端判斷法”左

一根均勻銅絲，在中點(diǎn)處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對(duì)折起來(lái)，如圖所示，則杠桿

A)仍平衡；

B)左端下降；

C)右端下降；

D)無(wú)法判斷。

動(dòng)態(tài)平衡的分析圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.無(wú)法比較。AOBFGABCD動(dòng)態(tài)平衡的分析圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.無(wú)法比較。L2L1AOBFG提示：先畫(huà)出力臂，再進(jìn)行判斷C如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)杠桿可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，在直桿的中點(diǎn)掛一重物,在桿的另一端施加一個(gè)動(dòng)力F，將直桿從右下位置慢慢抬起到水平位置過(guò)程中，力F大小的變化情況是()

A.一直增大B.一直減小

C.保持不變D.無(wú)法確定F始終與桿垂直F始終沿水平方向F始終沿豎直方向動(dòng)態(tài)平衡的分析如圖所示,在一個(gè)輕質(zhì)杠桿的中點(diǎn)掛一重物,在桿的另一端施加一個(gè)動(dòng)力F，使杠桿保持平衡,然后向右轉(zhuǎn)動(dòng)

F至水平方向，這一過(guò)程中

F變化情況是()

A.一直增大B.一直減小

C.先變小后變大D.先變大后變小思考：如何確定出使杠桿平衡的最小動(dòng)力呢？動(dòng)態(tài)平衡的分析五、杠桿原理的應(yīng)用3、最小動(dòng)力的確定【方法】2、過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)作最大動(dòng)力臂的垂線(xiàn)為動(dòng)力作用線(xiàn)1、連線(xiàn)支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)為最大動(dòng)力臂3、根據(jù)“順逆原則”確定動(dòng)力方向畫(huà)出在起釘時(shí)在A點(diǎn)所用的最小力F●OA∟F●OF∟注意：當(dāng)沒(méi)給出動(dòng)力作用點(diǎn)時(shí)，在杠桿上找到離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)做動(dòng)力作用點(diǎn)，支點(diǎn)和該點(diǎn)的連線(xiàn)為最大動(dòng)力臂GF1Ol1∟畫(huà)出在A點(diǎn)撬動(dòng)石塊的最小力F及其力臂●OAl∟F●OAl∟F如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)的撬棒撬動(dòng)石塊。若撬棒C點(diǎn)受到石塊的壓力是1500牛，且AB=1.5米，BC=0.3米、CD=0.2米，則要撬動(dòng)該石塊所用的力最小應(yīng)為（）

A、500牛

B、300牛

C、200牛

D、150牛D畫(huà)出使輕質(zhì)杠桿在圖示位置保持平衡的最小的力F的示意圖

為了搬運(yùn)方便，需要