初三物理---简单机械—杠杆
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学科教师辅导讲义
(这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理)
二、杠杆的分类——三种杠杆
1、省力杠杆:动力臂L1>L2 阻力臂动力<阻力
特点:省力费距离例:剪铁剪刀,铡刀,起子
2、费力杠杆:动力臂L1<L2 阻力臂动力>阻力
特点:费力但省距离例:筷子,镊子,钓鱼竿,理发剪刀
3、等臂杠杆动力臂L1=L2 阻力臂动力=阻力
特点:既不省力也不费力例:天平
三、杠杆的应用
在我们生活中常见的简单机械中,怎样根据所学知识分析出它属于哪类杠杆呢?
【方法】
第一步,找出找到支点,动力作用点,和阻力作用点。
第二步,找到三点后,这样就可以估测出动力臂和阻力臂的大小。
第三步,根据杠杆的分类,分析此简单机械归属哪类杠杆,若动力臂>阻力臂则是省力杠杆,动力臂<阻力臂则是费力杠杆。
典型题型讲解:
【例1】用杠杆原理分析一下下面常见工具:
⑴镊子;⑵羊角锤;⑶铡刀;⑷钩鱼杆;⑸扳手;⑹裁衣剪刀;⑺天平;⑻大扫帚;⑼筷子;⑽修树枝的剪刀;(11)道钉撬;(12)瓶盖起子;(13)钢丝钳;
其中属于省力杠杆的是,特点:;
属于费力杠杆的是,特点:;
属于等臂杠杆的是。特点:。
【例2】瓶盖起子示意图如下:正确表示开瓶盖时该杠杆的支点、动力和阻力的是( )
【例3】修理树枝剪刀:园艺师傅使用如图2所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是为了:()
A、增大阻力臂,减小动力移动的距离;
B、减小动力臂,减小动力移动的距离;
C、增大动力臂,省力;
D、减小阻力臂,省力。
【例4】各类剪刀:各式各样的剪刀都是一对杠杆。要剪开较硬的物体,使用哪种剪刀最合适? ()
A.B.C. D.
【例5】镊子
用一把摄子夹取物体,手压在B处,如图3所示。镊子作为杠杆,支点在
处,它是杠杆。(填省力、费力情况)
【例6】指甲刀如图所示是一个指甲刀的示意图;它由三个杠杆ABC、OBD和
OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是:()
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,OB
D、OED是费力杠杆
O
A
D、ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠杆。
【例7】用钓鱼杆钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼.鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离
水面就感觉鱼变“重”了。对钓鱼过程的下列几种解释,错误
..的是()
A. 鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼杆的拉力会增大
D.钓鱼杆是一种费力杠杆
四、杠杆力臂的画法
步骤:(1)找到支点,力的作用点, (2)并确定力的方向,找到力的作用线; (3)从支点到力的作用线做垂线短。
【例8】(1)图1中杠杆AB处于平衡状态,请作出力臂L对应的力的示意图。
(2)图2是一种常见的活塞式抽水机示意图,在图中画出手柄所受动力F
1
的力臂及阻力。
【课堂练习】
1.如图所示的杠杆中,动力的力臂用表示,图中所画力臂正确的是()
2.绘制力臂
3.使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图。
4.如图8-9所示,作出力F的力臂.
5.如图8-10是斜拉旅行箱的简化模型.画出它的动力臂L
1
和阻力臂L
2
.
6.现将一石磙推上台阶,请你在图8-11上画出最小力的示意图.
图1 图2
7. (1)请在图(甲)中画出力F的力臂;
(2)如图(乙)所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,请画出动力F1的力臂l1和阻力F2;(3)请在图丙中,作出力F对于支点O的力臂。
(甲)(乙)(丙)
8.如图1所示,杠杆处于平衡状态,力F的力臂是()
A.OAB.OCC.ODD.OF
9.在图6的两图中画出动力臂L
1
和阻力臂L
2
.
10.工程车上的起重臂就是一个费力杠杆(如图9所示),使用它的好处是能够省;如图所示,A装置是______滑轮(定/动),它的实质是____________,使用它的作用是________________。
五、利用杠杆平衡求解实际问题:
1、小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?
2、如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,OA=0.3米,OB=0.2米,A点处挂一个质量为2千克的物体G,B点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则物体G重力大小为牛,力F大小为牛。
3.所示杠杆重不计,O为支点,AO=0.2m,当在A点悬吊一重6N的物体,绳子的拉力F=3N时,杠杆在水平位置平衡,在图中画出拉力F的力臂L,力臂L为________m.
图1
图6
图8
六、非平衡状态杠杆的求解问题:
1、如下图所示,在杠杆OA 上的B 点悬挂一重物G ,A 端用细绳吊在小圆环E 上,且细绳AE 长等于圆弧CED 的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A 点与圆弧CED 的圆心重合。E 环从C 点沿顺时针方向逐渐滑到D 点的过程中,吊绳对A 端的作用力大小将( )
A .保持不变
B .逐渐变大
C .由大变小,再由小变大
D .由小变大,再由大变小
2、一根轻质杠杆可绕O 点转动,在杠杆的中点挂一重物G ,在杆的另一端施加一个方向始终与杠杆保持垂直的力F ,如图所示,力F 使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F 和它的力臂L F 、重力G 和它的力臂L G 的变化情况是 ( )
A .F 增大,L F 减小
B .F 减小,L F 增大
C .G 不变,L G 减小
D .G 不变,L G 增大
3.一个杆秤,如果秤砣被磨损掉一部分,则它称得的质量比被称物体实际质量 ( ) A .小. B .大 C .相等 D .无法判定
4.如图8所示杠杆, O 是支点, 中间挂一重物G, 如果在杠杆的另一端M 处加一个力F 使杠杆平衡, 且要求所加的力要最小, 则这个力( ) A .应沿MQ 方向 B .应沿MP 方向 C .应沿MN 方向 D .可沿任意方向
5.某同学用长1.8m 的扁担挑水,甲桶重200N ,乙桶重为160N ,问:甲桶应距人肩多远扁担才能平衡?
【家庭作业】 一、填空题
1.一根硬棒,在_________________下能绕着_____转动,这根硬棒就是杠杆.支点是______;动力是______;阻力是_________________;阻力臂是 _________________.在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有_____、_____、_____等.
2.杠杆的平衡条件是______,如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,当杠杆平衡时,动力是阻力的_______________倍.
3.如果作用在杠杆上的动力是80 N ,动力臂是40 cm ,阻力臂是10 cm ,杠杆平衡时,阻力是______.