
1、杠桿的概念 在力的作用下,能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。 杠桿可以是直的,也可以是彎的但一定是硬的,不能是軟的
2、杠桿的五個(gè)要素 支點(diǎn):杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中固定不動(dòng)的點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)中心) 動(dòng)力: 阻力: 動(dòng)力臂: 阻力臂:特別要注意:力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,而是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。做題時(shí)千萬不要粗心大意,要牢記。
杠桿的力臂______在杠桿上(一定或不一定);力臂_______為0(可或不可);
若一力作用在杠桿上,作用點(diǎn)不變,但作用方向改變,力臂是否改變?
一找支點(diǎn) 二畫線(力的作用線)三定距離(力臂的長)
力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。
找出下列各圖中動(dòng)力和阻力,并畫出杠桿力臂。
如圖所示,畫出下圖中各力的力臂
6.如右圖所示,使用羊角錘拔釘子,動(dòng)力作用在錘柄上A點(diǎn). 請作出拔釘子時(shí)所用最小動(dòng)力F的示意圖. (注意:請?jiān)趫D上保留為確保作圖準(zhǔn)確所畫的輔助線)
要使所用動(dòng)力最小,應(yīng)使動(dòng)力臂最大。即OA為動(dòng)力臂
1、如圖是一個(gè)彎曲的杠桿,O是支點(diǎn),在A處掛一重物G=10N,AO=BC=4cm,OB=3cm,在C點(diǎn)處加一個(gè)力F,若使F力最小,畫出該力的方向,及力F的最小值是( ) A.8N B.10N C.5N D.13N
2.杠桿的形狀可以是直的,也可以是其它形狀的,生活中的杠桿大多數(shù)是變形杠桿
2、如圖6-1-8所示的彎曲杠桿, =2 , =4 cm,OC=3 cm,AC⊥CO,BO⊥CO,O為轉(zhuǎn)軸.在B處掛一重為100 N的重物 ,要求在A處作用一個(gè)最小的力F使杠桿平衡.請?jiān)趫D上畫出這個(gè)力的方向并求出這 個(gè)力的大小.
【答案】F的方向見圖,F(xiàn)=40 N
3.(05鹽城市)如圖所示,曲桿AOBC自重不計(jì),O為支點(diǎn),AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲桿在圖示位置平衡,請作出最小的力F的示意圖及其力臂L。
4.要求用一個(gè)最小的力F,使圖中的杠桿處于平衡狀態(tài),請畫出這個(gè)力的示意.圖,并標(biāo)明它的力臂
3、杠桿平衡條件 杠桿平衡:當(dāng)杠桿在力的作用下處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),我們說杠桿處于平衡狀態(tài)(可類比牛頓第一定律加深記憶)杠桿平衡條件的探究實(shí)驗(yàn)
專題3:杠桿在什么條件下平衡?
★ 杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母,能起什么作用?
※ 為什么要求杠桿靜止時(shí),在水平位置呢?
★作用:實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡
實(shí)驗(yàn)前:克服杠桿自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響掛上鉤碼后:便于在杠桿上直接讀出或量出力臂。
杠桿平衡條件: 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂杠桿的三種類型
F1·L1=F2·L2
1、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=______?
⑵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?
2、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:
⑶若使杠桿再次平衡,可在 ___邊的鉤碼下再掛 ___ 個(gè)鉤碼?
3、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:
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
L1>L2F1 F2這是費(fèi)力杠桿
可見,費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)了力,但可以省距離
1、在下列機(jī)械中, ①羊角錘②釣魚竿③天平④鋼絲鉗⑤筷子⑥理發(fā)剪刀⑦普通剪刀⑧鐵匠剪刀⑨縫紉機(jī)的腳踏板(10)鍘草用的鍘刀 (11)鑷子(12)鐵鍬(13)道釘撬(14)定滑輪(15)動(dòng)滑輪,它們中屬于省力杠桿的是 屬于費(fèi)力杠桿的是________ 屬于等臂杠桿的是 .
①④⑧(10)(13)(15)
②⑤⑥⑨(11)(12)
專題5、杠桿平衡條件的計(jì)算
例:如圖所示,在距杠桿20厘米的B處掛有600牛的重物。要使杠桿平衡,需要在距B處60厘米的A處至少加 牛的力,且方向?yàn)? 。解析:掛在B處的重物,對杠桿的力為阻力,用F2表示,阻力臂L2=20厘米,作用在A點(diǎn)的力用F1表示,當(dāng)豎直向上用力是,所用動(dòng)力F1最小,此時(shí),動(dòng)力臂為L1=20厘米+60厘米=80厘米,如圖所示。利用杠桿平衡條件,解:F1×L1=F2×L2,F(xiàn)1×80厘米=600?!?0厘米
1.如圖所示,鐵球重20N,力F作用在杠桿的B端使杠桿水平平衡,則力F=_____N
2、護(hù)城河上安裝使用的吊橋是一個(gè)杠桿,由圖可知它的支點(diǎn)在_____點(diǎn),在勻速拉起時(shí),它屬于一個(gè)______杠桿(“省力”或“費(fèi)力”),并在圖中畫出動(dòng)力臂。
3、 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1500N,且AB=1.5m,BC=0.3m,CD=0.2m,則要撬動(dòng)石塊所用力應(yīng)不小于(提示:注意考慮作用在A點(diǎn)動(dòng)力的方向) ( )
A.500N
B.300N
C.200N
D.150N
如圖所示施力時(shí),動(dòng)力F/多大?
6、鋼絲鉗是日常生活中常用到的工具,使用鋼絲鉗時(shí)涉及到許多物理知識,請寫出三個(gè):(1) 。(2) 。(3) 。
專題6、 杠桿力臂及力的大小變化問題
例4.如圖所示,一個(gè)輕質(zhì)直桿可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),桿的末端懸掛一重物,用一個(gè)始終跟直桿垂直的力F作用于杠桿的中點(diǎn),并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,在這個(gè)過程中直桿( )A.始終是省力杠桿B.始終是費(fèi)力杠桿C. 先是省力的,后是費(fèi)力的D.先是費(fèi)力的,后是省力的
5、如圖所示杠桿,在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F,當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí),F(xiàn)大小的變化情況是( ) A.大小不變 B.由小變大 C.先變大后變小 D.先變小后變大
5、如圖所示杠桿,在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F,當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí),F(xiàn)大小的變化情況是( ) A.大小不變 B.由小變大 C.先變大后變小 D.先變小后變大
5、 如圖所示杠桿,在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F,當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí),F(xiàn)大小的變化情況是( )A.大小不變B.由小變大 C.先變大后變小 D.先變小后變大
2.用杠桿平衡條件解決變力問題
10.如圖10,輕質(zhì)杠桿一端因水平方向力F作用而被逐步抬起至接近水平位置,在此過程中F的大小變化是 ( A ) A.變大 B.變小 C.不變 D.先變小再變大
9.如圖9,杠桿在水平方向平衡,若將測力計(jì)緩慢地自位置1移到位置2,并保持杠桿始終水平平衡,則測力計(jì)的讀數(shù)變化是( D ) A.不斷增大 B.不斷減小 C.先增大,然后減小 D.先減小,然后增大
14.如圖14所示,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至水平位置,力F在這個(gè)過程中( A ) A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 先變大后變小
方法:畫杠桿示意圖,找到五要素,逐個(gè)分析變化情況后,根據(jù)F1L1=F2L2判斷。
例5、它們應(yīng)該怎樣分蘿卜?
即G1×l1 =G2×l2
∵F1×l1 =F2×l2
使用時(shí),滑輪的軸固定不動(dòng)
③____改變力的方向。
使用時(shí),滑輪和重物一起移動(dòng)
用這些滑輪將500牛的物體勻速提起,所用拉力分別為多少?(不考慮摩擦和滑輪重為20牛)
若物體移動(dòng)1米,則繩子自由端分別移動(dòng)多少米?
②____改變力的方向,
動(dòng)滑輪和定滑輪組合在一起
如果不考慮摩擦、考慮輪重
由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組
滑輪組 拉力大小與重力大小的關(guān)系: 動(dòng)滑輪和重物由幾段繩子承重,拉力就是總重的幾分之一?! ? 拉力與重物移動(dòng)距離的關(guān)系: 繩子自由端移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的n倍?! = nh
例:如下圖所示,重為500牛的重物與地面的摩擦力是100牛,為了使物體勻速移動(dòng),必須在繩子的一端施加多大的力?(忽略繩子和滑輪的重量,滑輪是光滑的,不計(jì)摩擦力)
1:如下圖(a)所示,物體B重100N,在力F作用下勻速上升時(shí),F(xiàn)應(yīng)等于___N。(不計(jì)摩擦)
2: 如上圖(b)所示,物體A重為100N,掛重物的鉤子承受的拉力是____N。人勻速拉繩子的力是____N(動(dòng)滑輪自重不計(jì))
3:如圖所示的四個(gè)滑輪組中,圖___可省一半力,圖___最費(fèi)力,圖__和圖____用力大小一樣。
4.如圖所示,物體A重G=80N,在F=60N拉力下勻速前進(jìn),此時(shí)物體A受到的摩擦力等于____N。(滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計(jì))
1:豎直方向上有一對平衡力N和G
2:水平方向上有一對平衡力T和f
f = T =120N
5、不計(jì)滑輪摩擦,當(dāng)水平向右拉力F=5N時(shí),物體m恰能勻速向右運(yùn)動(dòng),求:物體所受地面的摩擦力大小。
6、搬運(yùn)工人常用的一種搬運(yùn)重物的方法,從圖中能看出搬運(yùn)工人運(yùn)用了哪些物理知識?
②以滾動(dòng)代替滑動(dòng)減小摩擦。
奇動(dòng)偶定;一動(dòng)配一定,偶數(shù)減一定,變向加一定。
例如:一根繩子只能承受100N的力,要把330N的物體拉起,怎樣組裝滑輪?
繩子的股數(shù)必須是整數(shù),因此需要4股
(1)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),采用________法。
(2)當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),采用________法。
甲圖:n=______乙圖:n=______
7.一人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重450N的物體,若每個(gè)滑輪重50N,人重600N,不計(jì)摩擦力,則人對地面的壓力是( )A.600N B.450N C.433N D.350N
8(09蚌埠二中)如圖所示,吊籃的重力為400N,動(dòng)滑輪重為50N,定滑輪重力為40N,人的重力為600N,人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)人需用力A.218N B.220N C.210N D.236N
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