文档介绍：2011届中考物理总复****教学案(八)--简单机械
一、学****指导
(1)定义:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆.
杠杆不一定是一根直棒,它可以是各种不同的形状.
(2)杠杆五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素.
支点:杠杜绕着转动的固定点叫做杠杆的支点.
动力:使杠杆转动的力.
在实际确定动力时,要看我们使用杠杆工作时为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力.
阻力:阻碍杠杆转动的力.
和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力.
动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂.
动力作用线就是通过动力作用点,,也就是几何学中的点到线的距离,.而决不是从支点到动力作用点的距离.
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.
(3)杠杆平衡条件:
杠杆的平衡是指杠杆静止不转或者杠杆匀速转动.
杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式就是:F1·l1=F2·l2
或写成比例式:=
该比例式说明:杠杆平衡时,动力与阻力之比和它们的力臂成反比.
(4)杠杆的应用
杠杆的实际应用中,可分为三类:
第一类是省力杠杆,其动力臂l1 大于阻力臂l2,平衡时动力F1小于阻力F2,,,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆.
第二类是费力杠杆:这类杠杆的特点是动力臂l1小于阻力臂l2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,,、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆.
第三类是等臂杠杆,这类杠杆的动力臂l1等于阻力臂l2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆.
(1)定滑轮实质是等臂杠杆.
(2)使用定滑轮不能省力,在不计摩擦时,动力和阻力大小相等,动力通过的距离和阻力通过的距离相等.
(3),可在绳端施加向下的作用力,而给人们带来方便.
3. 动滑轮
(1)动滑轮实质是省力杠杆.
(2)使用动滑轮可省力,在不计摩擦和动滑轮重的情况下,动力是阻力的,也就是说可省一半的力.
(3)使用动滑轮工作时不能改变动力的方向,而且动力通过的距离是阻力通过的距离的2倍.
把定滑轮和动滑轮组合起来,即可构成滑轮组.
使用滑轮组,应注意两个关系式:
(1)F=.
式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.
式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.
(2)S=nh
(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.
上两式说明,使用滑轮组工作时,由几股绳来承担重物与动滑轮的总重,所施加在绳端的作用力就是重物与动滑轮总重的几分之一,但作用力通过的距离就是重物被提升高度的几倍.
二、典例精析
例1 如图1所示,用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄
顶端的A点处,且要求动力最小,画出这个力的方向和它的力臂.
图2
图1
分析羊角锤在拔钉子的过程中,锤头与桌面相接触的那
.
羊角锤只有沿顺时针方向转动才可拔出铁钉,所以杠杆工作
时的阻力应是铁钉对羊角锤的作用力F2,并由此可作出F2的力臂l2.
由题意可知,拔钉子的最小作用力F1,其大小必须满足杠杆平衡
条件关系式:F1·l1=F2·l2,式中F2与l2的大小已确定,故其乘积也已
确定;F1要取得最小值,则l1必须取得最大值,则连接支点O与动力作用点A的连线即为最大的动臂l1,作F1与l1(即OA的长)相垂直,F1的作用效果应使杠杆做顺时针转动,则F1即为所求的最小作用力.
解答如图2所示F1及其力臂l1.
例2一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,,秤砣应离提纽多远,秤杆才平衡?若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体?(如图所示)
分析:,物体离提纽的距离就是动力臂l1;则秤砣对杆的力就是阻力F2,秤砣离提纽的距离是阻力臂l2.(如图所示)
已知: m1=2kg