
“給我一個(gè)支點(diǎn),我就能撬動(dòng)地球!” ---------阿基米德
阿基米德真的能撬動(dòng)地球嗎?
為了方便研究,人們將機(jī)械的各種構(gòu)件歸并為杠桿、滑輪、輪軸、斜面、螺旋等,并把它們稱為簡(jiǎn)單機(jī)械。
人的力量是有限的,但是人的智慧是無(wú)窮的。人們?cè)趧趧?dòng)中經(jīng)常使用各種機(jī)械,使工作更省力、更方便。有的機(jī)械很簡(jiǎn)單,例如,鉗子、扳手、螺絲刀等等;有的機(jī)械比較復(fù)雜,例如,縫紉機(jī)、車床、收割機(jī)等等。
1. 概念:只要在力的作用下能夠繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)實(shí)物體,都有可以看做是杠桿。用木棍撬石頭,撬棍就是杠桿。
杠桿不是特指某一種機(jī)械,而是滿足以上特征的各種機(jī)械的共同指稱。作為杠桿的物體可以是直的,也可以是彎的。
支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐點(diǎn)
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力
復(fù)雜的機(jī)械由許多元部件組成。蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、拖拉機(jī)、汽車、起重機(jī)等血多機(jī)器中就有不少簡(jiǎn)單機(jī)械。所以簡(jiǎn)單機(jī)械是復(fù)雜機(jī)械的基礎(chǔ)。
3.復(fù)雜機(jī)械由簡(jiǎn)單機(jī)械組成的
1.杠桿平衡:當(dāng)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果互相抵消 時(shí),杠桿將處于平衡狀態(tài),這種狀態(tài)叫作杠桿平衡。
(1)(a)圖是一個(gè)平衡的杠桿,移動(dòng)一邊鉤碼的懸掛點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?
(2)如(b)圖所示,用帶桿的滑輪向左或向右推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線,改變作用力的方向,這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象?
結(jié)論:杠桿的平衡不僅與動(dòng)力和阻力的大小有關(guān),還與力的作用點(diǎn)及力的作用方向有關(guān)。
(2)動(dòng)力臂(L1):從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離.
(3)阻力臂(L2):從支點(diǎn)到阻力作用線的直距離.
(1)力的作用線:通過力的作用點(diǎn)沿力的作用方向的直線。
力臂包含了力的作用點(diǎn)和力的方向兩個(gè)要素。
分析杠桿就從支點(diǎn)(O)、動(dòng)力(F1)、阻力(F2)、動(dòng)力臂(L1)、阻力臂(L2)五個(gè)要素著手。
(1)先確定杠桿的支點(diǎn)O和畫動(dòng)力、阻力的方向。(2)過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫出力的作用線(注意:畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長(zhǎng).)(3)用實(shí)線或虛線作從支點(diǎn)O向力的作用線引垂線,畫出垂足,則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂.(4)用大括號(hào)勾出力臂,在旁邊寫上字母L1或L2.
提出問題:杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡?
我覺得通過改變裝置兩邊的鉤碼的位置和個(gè)數(shù),使杠桿保持平衡,就可以探究杠桿的平衡條件了.
對(duì)!那杠桿兩邊的螺絲是起什么作用的?
一定是開始不掛鉤碼時(shí),用來調(diào)節(jié)杠桿平衡的吧。
杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)
動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2
(1)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平平位置平衡。(怎么調(diào)?調(diào)到水平平衡的目的是什么?)
①哪端高,就把平衡螺母向哪端調(diào)節(jié),或者杠桿向哪邊偏,就把平衡螺母向反方向調(diào)節(jié)
②使杠桿在水平位置平衡的原因有兩個(gè):一是消除杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響;二是可直接從杠桿上讀出力臂的大小
(3) 把支點(diǎn)左邊的鉤碼重當(dāng)作動(dòng)力F1,支點(diǎn)右邊的鉤碼重當(dāng)作阻力F2,讀出動(dòng)力臂L1和阻力臂L2,將各數(shù)值填入表格中。
(2) 在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼,調(diào)節(jié)位置,使杠桿重新平衡。(此時(shí)可以調(diào)平衡螺母嗎?)
(4) 改變鉤碼的個(gè)數(shù),再做三次,將結(jié)果填入表中。(為什么要多次實(shí)驗(yàn)?)
避免偶然性,找出普遍規(guī)律
(5)求出各次實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)力×動(dòng)力臂與阻力×阻力臂的值,并加以比較.
F1 L1=F2 L2
杠桿平衡的條件是:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
(1)示意圖:如圖所示
(2)特點(diǎn):動(dòng)力臂______阻力臂,平衡時(shí)動(dòng)力______阻力。用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力。(L1>L2, F1L2, F1
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