杠杆讲义.docVIP

4 杠杆 古希腊科学家阿基米德曾经说过：“给我一个支点，我就能举起地球．”阿基米德真能举起地球吗？ 智 能 提 要 一、杠杆的定义及五要素 物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的，比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。 注意：所谓动力与阻力并无严格区别，比如天平测量物体质量时，被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力，哪个是阻力，它们在这里的区别仅在于使杠杆转动的方向不同而已。 二、怎样正确理解力臂的概念？ 1、关于力臂的概念，要注意以下几点： （1）力臂是支点到力的作用线的距离， （2）作用在杠杆上的力的大小，若作用点不变，但力的方向改变，那么力臂一般要改变。 （3）支点一定在杠杆上，力臂不一定在杠杆上， （4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零． 2、画力臂的一般步骤 （1）首先确定支点O． （2）画好动力作用线及阻力作用线．画的时候可用虚线将力的作用线延长． （3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂． （4）最后用大括号勾出力臂，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。 例1、 画出下列图中所示的杠杆（支点为O）的力臂。 3、最省力力臂的画法__---连接力的作用点与支点，过作用点作连线的垂线为力的作用方向，此时的力臂最大。 例1，画出下例杠杆的最大力臂 例2 如图12-18所示，O为杠杆AC的支点，在O处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1并标出F1的方向。 三、杠杆平衡及平衡条件 1、杠杆平衡的标志 ————杠杆保持静止不动或匀速转动。 2、杠杆平衡的条件是： 即 杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。 3、研究杠杆平衡的实验 注：1、杠杆必须在水平位置平衡 2、如用弹簧测力计应沿竖直方向 例1 下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。（每个钩码质量为50g，g=10N/kg） （四川省2004年中考题） 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 8 1 4 2 6 1.5 8 在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如右图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？ 小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是 。 某同学用如右图所示装置验证杠杆的平衡条件，所用的4只钩码每只质量都是50g，在图示情况时，杠杆AB处于水平平衡状态，这时弹簧秤的读数为2.80N．设F1的力臂为l1，F2的力臂l2，则 ．若在杠杆左端钩码下方增加一个相同的钩码，重新调节弹簧秤对杠杆右端拉力的方向后，使杠杆AB再次恢复水平平衡，则这时弹簧秤的拉力与对应力臂的乘积应是未增加钩码前弹簧秤的拉力与对应力臂乘积的____倍． 例2、 扁担长m，两端物体的重力分别为G1=500N，G2=300N。若不考虑扁担的重力。⑴人的肩头应在什么位置,扁担才平衡?⑵若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置? 例3 一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g．用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少的物体？（如图所示）A．三个杠杆都是省力杠杆 B．三个杠杆都是费力杠杆 C．ＡＢＣ是省力杠杆，ＯＢＤ、ＯＥＤ是费力杠杆 D．ＡＢＣ是费力杠杆，ＯＢＤ、ＯＥＤ是省力杠杆 六、杠杆转动方向的判断 ————杠杆将向着力矩大的方向转动 法一：比差法 法二：极端思维法 法三：赋值法 例1、一根长为的均匀木条，支点在中点时正好平衡，如果把其左端的一半锯下迭放在剩余部分上面（如图）木条还能保持平衡吗？为什么？比差法 例2 如图所示，杠杆平衡，如将两物体向中间平移相同距离杠杆还平衡吗?若将杠杆两物体同时减少同样的重力杠杆还平衡吗?将左右两物体同时浸没在水中，杠杆还能平衡吗？ 七．力臂和力的变化 例1 如图12-16所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂 ，动力F ；若所用的力始终竖直向上，则动力F 。(填“变大”或“变小”“不变”) 例2 如图12-17所