第四节 杠杆
这些能给我们提供某些方便的工具都称为机械
它们都是杠杆,有什么共同特点?
一、什么是杠杆? 1、定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒就是杠杆。 注意:硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即可以是各种各样的形状.
撬棒在撬石头的过程中是怎么样运动的? 什么是动力,什么是阻力
2、杠杆的五要素: 1 .支点(O):杠杆绕着转动的点。 2 .动力(F1) :使杠杆转动的力。 3 .阻力(F2) :阻碍杠杆转动的力。
4 .动力臂(L1) : 从支点到动力作用线的距离。 5 .阻力臂(L2) : 从支点到阻力作用线的距离。 a 力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画的一条直线。 b 距离:点到直线的垂线段的长度。
一、什么是杠杆 (力的作用线) 动力 阻力臂 o 支点 阻力 (力的作用线) 动力臂 杠杆“五要素”
画力臂的方法是: (1)先确定杠杆的支点O和画动力、阻力的方向。 (2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线 (注意:用虚线将力的作用线延长。) (3)用实线或虚线从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂。 (4)最后用大括号勾出力臂,并在旁边写上字母L1或L2。
o F1 F2 L1 L2
o F1 F2 L2 L1
o F1 F2 L1 L2
O B A B A O F .图1 .图2
二、杠杆平衡的条件 杠杆平衡:指杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态。
数据记录表格为; 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 动力动力臂 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 阻力阻力臂 1 2 3
实验过程
实验注意事项: 1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡。 2、挂钩码后,不能再动平衡螺母。 3、读数时,杠杆仍要求是处于水平平衡状态,以便直接读出力臂的长度。
开始为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡? 1、消除杠杆自身重力对实验的影响 2、便于直接从杠杆上的刻度值读出力臂的长度.
实验结论: 杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 即:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积. F1L1=F2L2
例题1:如图,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知0A=0. 3m,OB=0 例题1:如图,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知0A=0.3m,OB=0.2m,在A点处悬挂一重物G,质量为2kg,若在B处施一竖直向上的拉力F,使杠杆在水平线上平衡,此时拉力F为多少? B A O F
例题2:如图:OB=2BA,物体重为60N,不计杠杆自身重力,绳与杆的夹角为30℃,则绳的拉力为多少?
例题3:如图,杠杆上标有刻度,GB=5N,GA=8N,杠杆水平平衡时,A物体对杠杆的拉力是多少牛顿?
三种杠杆: 1、省力杠杆:∵L1>L2 ∴F1<F2 2、费力杠杆:∵L1 < L2 ∴F1 > F2 钢丝钳、铡刀、羊角锤、枝剪、酒瓶起子 2、费力杠杆:∵L1 < L2 ∴F1 > F2 火钳、镊子、筷子、船桨、钓鱼竿 3、等臂杠杆: ∵L1=L2 ∴F1=F2 天平
人体内的杠杆 点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图),杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长,就形成低头仰头动作,从图中可以看出来低头比仰头要省力。
小资料 人体内的杠杆 当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重量,肌肉要化费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以省距离。
小资料 人体内的杠杆 当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆(如图),这时肌肉的拉力比体重要小。
小资料 人体内的杠杆 如果你弯一下腰,肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆(如图)。 我们长期弯腰工作时,往往感到腰部酸疼,就是肌肉被拉伤的缘故。
观察自行车和剪刀