
1.認(rèn)識杠桿,了解關(guān)于杠桿的五要素(支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂)。2.理解杠桿的平衡條件,并會進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
這些用具有什么特點(diǎn)?
它們工作時(shí),能繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動。
人類很早以前就學(xué)會使用杠桿了,如圖中利用木棒搬動巨大木料的情景。
當(dāng)你用筷子夾菜,用剪刀剪紙、用天平稱量時(shí),你就在使用杠桿了。
如圖,一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動,這根硬棒就是杠桿。
支點(diǎn):杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)O
動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2
動力臂:從支點(diǎn)O到動力F1作用線的距離l1
阻力臂:從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離l2
杠桿是最簡單的機(jī)械之一
①找支點(diǎn);②找力的作用線,即過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條直線(有的在圖中已經(jīng)標(biāo)出力的方向);③過支點(diǎn)作力的作用線的垂線段,標(biāo)上垂足;④標(biāo)上反向箭頭或用花括號括起來,并在其旁邊寫上l1或l2。
在使用杠桿中,杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。
杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)。
杠桿在滿足什么條件時(shí)才會平衡?
杠桿平衡時(shí),動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系?
F1 · l1=F2 · l2
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):1.在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿水平平衡。2.掛鉤碼后,不能再動平衡螺母。3.讀數(shù)時(shí),杠桿仍要求是處于水平平衡狀態(tài),以便直接讀出力臂的長度。
1.調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。保證力臂沿杠桿,便于測量;消除杠桿自重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。2.杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。
3.改變阻力和阻力臂的大小,相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小,再做幾次實(shí)驗(yàn)。 4.在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力,通過在其他位置上用彈簧測力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,杠桿的平衡條件是
動力×動力臂=阻力×阻力臂
據(jù)《杭州日報(bào)》報(bào)道2001年6月22日,在杭州動物園內(nèi),一位物理老師利用杠桿原理,僅用小小的彈簧測力計(jì)就測出了一頭大象的質(zhì)量(如右圖)。測量時(shí)利用了一根長度為12m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定于槽鋼的中點(diǎn)O。當(dāng)槽鋼水平靜止時(shí),彈簧測力計(jì)示數(shù)F1為200N。測得l1為6m,l2為4cm。若不計(jì)鐵籠的質(zhì)量,請估算大象的質(zhì)量。g取10N/kg。
解:人通過彈簧測力計(jì)對杠桿的拉力為動力F1=200N,動力臂l1=6m;不計(jì)鐵籠的質(zhì)量,則大象對杠桿的拉力為阻力F2,它等于大象所受的重力G,阻力臂l2=4cm=0.04m。
根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2,有大象的質(zhì)量:大象的質(zhì)量是3t
一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動,這根硬棒就是杠桿。
1.如圖甲所示,是一個(gè)Z形杠桿,請?jiān)趫D中畫出力F對支點(diǎn)O的力臂l。
2.如圖所示,一根木棒AB在O點(diǎn)被懸掛起來,AO=OC,在A、C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)相同的鉤碼,木棒處于水平平衡。如果在木棒的A、C兩點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼,則木棒( )
A.繞O點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動B.繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動C.仍保持平衡D.平衡被破壞,轉(zhuǎn)動方向不定
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