文档介绍：第十三章力和机械
杠杆
在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆(很多物体可以抽象为硬棒)。
说明:①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
五要素——组成杠杆示意图
①支点:杠杆绕着转动的点用字母O 表示
用同一根硬棒作杠杆时,使用中方法不同,支点位置也会不一样。
如撬石块的过程中支点可在棒的一端[图1(A)]也可在棒的中间[图1(B)]。
O
F1
l1
l2
F2
②动力:使杠杆转动的力用字母 F1 表示
③阻力:阻碍杠杆转动的力用字母 F2 表示
说明动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:从支点到动力作用线的距离用字母l1表示
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离用字母l2表示
画力臂方法:⑴找支点O;⑵画力的作用线(虚线);⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括号)
注:任何机械胜利必然费距离,反之费力必然省距离
生活中常见的杠杆
选择题常见的杠杆
实验:研究杠杆的平衡条件
实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂
结论、杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1
杠杆的平衡:杠杆处于静止状态(杠杆静止或匀速转动)
注:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)
解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
杠杆的分类:
①F1 = F2 L1 =L2 (等臂杠杆)等臂杠杆既不省距离也不费距离。例:天平、定滑轮
②F1 < F2 L1 > L2 (省力杠杆)省力杠杆虽然省力,但费距离,即动力作用点移动的距离比阻力作用点大。例:羊角锤、道钉撬、老虎钳、开瓶扳手、板车、抽水机手柄、手术剪刀、铁皮剪刀、修枝剪刀、指甲剪、汽车脚刹
③F1 > F2 L1 < L2 (费力杠杆)费力杠杆虽然费力,但省距离,即动力作用点移动的距离比阻力作用点小。例:火钳、钓鱼杆、筷子、镊子、船桨、裁衣剪刀、理发剪刀、铁锹、笤帚、起重机吊臂、肱二头肌、缝纫机蹋板
注意:省力和省距离不能兼顾
经典例题:
1、如图所示,用力F将球形重物滚上台阶时,可以把它看成一个杠杆,那么( )
2、室内有一种装垃圾的桶,如图所示,使用时用脚踩踏板,桶盖开启,松开脚时,盖由于受到重力作用,而自动盖上,则开启盖子时,根据图中所示结构可知( )
,且为省力杠杆
,且为费力杠杆
,且