文档介绍：华乐思在线教学直播课堂
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请同学们准备好笔和纸,认真听讲
简单机械
主讲老师:丁光成
北京十一学校物理特级教师。海淀区学科带头人、兼职教研员。兼任中国教育学会教育发展研究中心物理教学顾问,北京师范大学《物理》教材培训专家。辅导的学生先后有30多人在全国和省市学科竞赛中获奖,被评为全国物理竞赛优秀辅导教师。
注意:木棒不是杠杆,工作时撬棍才是。 杠杆不一定是直的,可以是弯曲的,也可以不是棒状的。 固定点可以不是永久的,可以是瞬时的,变化的。
一、基础知识归纳
(1)定义:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒,就是杠杆。
(2)杠杆的五大要素
①支点:固定点 O
②动力:使杠杆转动的力F1
③阻力:阻碍杠杆转动的力F2
注意:动力、阻力都是杠杆受到的力
④动力臂:支点O到动力的作用线的垂直距离。
⑤阻力臂:支点到阻力的作用线的垂直距离
注意:
①力臂是点到线的距离,是特定线段的长度。
②力臂可以沿着杠杆,也可以不沿着杠杆。
③支点在力的作用线上(力的作用线通过支点)力臂为 0,此力对杠杆不起作用。
画力臂的步骤
①标支点 O
②画两力:动力F1,阻力F2
③画两线:动力的作用线,阻力的作用线
④画两臂:动力臂L1 、阻力臂L2 (标字母L1和 L2及垂直符号)
(3)杠杆的平衡条件
①定义:杠杆匀速转动或者静止不动
②公式: 动力×动力臂=阻力× 阻力臂
F1× L1=F2 ×L2
或者: F2/F1=L1/L2 即:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
③注意: F1× L1> F2 ×L2
杠杆不平衡,向F1 L1方向转动
(4)杠杆的分类与应用
①省力杠杆: L1> L2 动力臂大于阻力臂
F1 < F2 省动力
例:开瓶起子、羊角锤起钉子、剪铁皮的剪子、钳子。
②费力杠杆:L1< L2 动力臂小于阻力臂
F1 > F2 费动力
例:镊子、钓鱼杆、用大扫帚扫地
问题:为什么要使用费力杠杆?
注意: 费力少通过距离。省力要多通过距离。
③等臂杠杆:L1= L2 F1 = F2
例:天平,定滑轮.
2、滑轮与滑轮组
(1)定滑轮: 框架固定,轴不移动。
实质:是等臂杠杆;
优缺点:不省力,可以改变用力方向。
应用:国旗杆上的滑轮
(2) 动滑轮:滑轮随物体一起移动。
实质是:动力臂是阻力臂2倍的杠杆。
优缺点: 可以省一半力,但多通过一倍距离,不能改变用力的方向。
应用:起重机
(3) 滑轮组:
由动滑轮、定滑轮组合而成的简单机械
公式: F= G总/n=(G物+G动)/n
绳子自由端移动距离与重物移动距离的关系: s=nh
n: 直接与动滑轮和重物相连的绳子的段数。
优缺点:既能省力又能改变力的方向
(4) 应用:各种起重机,吊车