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文档简介

1、小明 学物理明明白白看杠杆星期天,阴,小明的心情像窗外的天空一样阴霭登录QQ小明:“枯藤昏鸦,小桥人家,西风瘦马,断肠人走天涯”愚鱼:喂喂,出了什么事愁成这样?好好一首词让你拆的七零八落的,就不怕半夜里东篱先生提着斧子来找你吗?小明:,今天学完了“杠杆平衡条件”做题的时候发现又是分析,又是计算,分析时感觉无从下手,而且答案老是做错!呜愚鱼: _!其实做错题是好事,因为失败的越多,与成功的距离就越近!小明:是不是说,每做错一道题,我就向重点高中迈进了一步,哈哈,这样说我就放心喽!愚鱼:我是说发现问题,并解决问题之后!如果躺在错误上睡大觉,那是向地狱迈进了一步!其实有很多同学在杠杆平衡条件的应用上

2、都会遇到类似的问题,关键是对于杠杆的基础知识-五要素没有真正的理解;把握好了杠杆的五要素,在处理应用平衡条件的定性分析和定量计算,几乎就是简单的数学运算了!一、支点-“转转就能找到我”小明:支点,就是杠杆绕着旋转的固定点,应该不是问题吧!问题一:判断图1所示杠杆的支点:指甲刀:_,_,_;站牌:_;起子:_手推车前轮遇到障碍物_ 指甲刀ABC的支点是C,下面两个杠杆的支点是F 站牌的支点:I;起子的支点:K 小推车支点:S支点的判断方法:让杠杆按照使用的情况转动起来,杠杆中不动的点,就是支点了!愚鱼:反应很快!准确的找到支点,就为分析动力、阻力和力臂扫清了障碍!_!二、动力、阻力-“冤家宜结不

3、能解”问题二:图2中,人用向上的力把石头撬起,画出杠杆受到阻力的示意图(沿虚线方向);在图3中画出抽水机B点所受阻力F2的示意图。小明:图2中阻力的方向不是向上就是向下,到底判断的依据是什么?愚鱼:说说看,什么是动力、阻力?小明:动力:杠杆受到的,使杠杆转动到的力。阻力:杠杆受到的,阻碍杠杆转动的力愚鱼:从定义中可以看出两点:1)、动力和阻力都是杠杆受到的力,不是杠杆施加的力2)、动力和阻力的作用效果使杠杆向相反的方向(逆时针、顺时针)转动!小明:哈哈,我知道什么是“冤家宜结不能解”了!分析方法:(以图3为例)a、 确定支点的位置为O点b、 分析动力使杠杆的转动方向(F1使杠杆逆时针旋转)c、

4、 分析阻力使杠杆的转动方向与动力的作用效果(F2使杠杆顺时针旋转),然后确定阻力的方向(F2方向向上)愚鱼:不但要会正确的画出动力、阻力的示意图,还要会画动力、阻力的作用线,方法就是经过力的作用点,沿力的方向画虚线,这是画力臂所必须的!(答案见图4)小明:老师,阿基米德曾经发飙说,给他一个支点他就能撬动地球,其实我想,我们学习物理也是有支点的,那就是对物理概念定义公式要去理解,而不是去死记概念。就像这两道作图题,判断的方法就在定义中!愚鱼:呵呵,学会反思归纳了!其实我们在学习的过程中就应该善于反思、总结。把学习中的一些方法、体会和收获及时的整理出来,会学习的人将来才能“东方不败”!希望你会找到

5、更多的“学习支点”!小明:三、力臂-“点线距离,三步搞定” 1、认识力臂愚鱼:力臂的识别是利用杠杆平衡条件进行计算和分析的基础,先说说什么是动力臂、阻力臂?小明:动力臂-支点到动力作用线的距离;阻力壁:支点到阻力作用线的距离。问题三:如图所示,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是 A错,因为力臂不是支点到力的作用点的距离 B错,因为题目中画的不是支点到力的作用线的垂直距离 C错,虽然力臂画出来了,但是标错了 答案为D小明:老师,我现在已经会识别力臂了,但是考试的时候题目要求做出力臂,力臂的画法我会了,可是为什么还是老是出错呢?2、做力臂愚鱼:那是因为还没有掌握做力臂的方法,几何中我们学过“

6、点到直线的距离”,给你一个点,一条任意方向的直线,你能做出“点到直线的距离吗”?小明:当然会,很简单啊!葵花宝典:做力臂三部曲 第一步:找点-找支点 第二步:画线-经过力的作用点,沿力的方向所画的虚线。 第三步:做距离-做点到力的作用线的距离小明:_!“找点画线做距离”,前两步刚才已经解决了,第三步就是一个简单几何问题了,来个题试一试这“七字真言”灵不灵问题四:一个不计质量的轻质杠杆下悬挂一个物体C,在力F1的作用下处于平衡状态图51)、做出杠杆的动力臂和阻力壁2)、如果改用力F2或F3也能使杠杆平衡,做出他们的力臂N秒后,小明:老师,我又发现一个“支点”, 每一个力臂都按照您教的三步走的方法

7、来做,就好做了!其实无论是做题还是做事,越是害怕就越要坚持做,掌握了方法以后我们就会发现,困难并没有原先没有企及的时候看到的那么强大! 愚鱼:我们常说要作一个勇敢的人,这里的勇敢就是要敢于挑战自己!做完F1、F2、F3的力臂难道就没有什么新的发现? 3、分析作用在同一个点方向不同的力的最大力臂小明:作用在杠杆上一个点、方向不同的力,力臂的大小是不同的!愚鱼:什么时候力臂最大呢?小明:当力的方向与杠杆垂直的时候!问题五:图6中,A是支点;图7中,B是支点,在D点施加一个力的作用使杠杆平衡,画出最大的力臂以及动力F的示意图小明:明白了,杠杆有直弯之分,更准确的说法是,当力的方向与支点、力的作用点的

8、连线垂直的时候力臂最大,最大的力臂就是支点与力的作用点连线的距离。(答案见图9)愚鱼:还要会分析在杠杆动态旋转的过程中,分析力臂的变化!4、分析力臂的变化问题六:如图9所示,一根轻质杠杆可以绕O点自由转动,用一个始终水平向右的力从如图的位置将杠杆拉至水平的过程中,拉力的力臂会_,阻力臂会_(t填“变大”,“变小”或“不变”)小明:杠杆的选装是一个动态的过程,如何判断力臂的变化呢?愚鱼:那就更简单了,你根据杠杆旋转的情况选取两个位置,然后分别画出动力臂和阻力臂就可以进行比较了!(图10)愚鱼:还可以继续分析,当力F的方向始终和杠杆垂直向上拉;始终竖直向上拉时动力臂和阻力臂的变化情况! 小明:“我

9、,多想,变成一条小河;轻轻,从,你身边流过!”愚鱼:喂喂!你这梨花体的诗是发给谁的?明明白白看杠杆(2)愚鱼:喂喂!这梨花诗是发给谁的?小明:sorry,发错人了!愚鱼:喂喂!这梨花诗是发给谁的?小明:老师,下次不敢了!刚才小丽上线,问我“梨花”诗怎么写,我就随便敲了一些,结果错发给你了!愚鱼:喂喂!这梨花诗是发给谁的?小明:一心不能二用,我知道了,还不行吗?哦,原来是你搞的自动回复啊,拜托您,取消了吧!愚鱼:呵呵!其实你刚才又找到了一个重要的“支点”-认真学,好好玩!学的专心后才能玩的愉快!否则学的无果玩的无趣!小明:,三句话不离本行!想想也是这个道理!愚鱼:下面 我们 该 学习 杠杆的平衡

10、条 小明:老师,这“梨花体”你上手挺快啊!愚鱼:我晕,刚才回车键被卡住弹不上来了四、杠杆类型-“两种方法轻松断”小明:判断三种杠杆很简单,没问题!愚鱼:我们做题的目的是为了掌握题目背后的知识点、分析此类问题的思路方法,不是为了做题而做题。生活中有哪三类杠杆?各有什么特点?有哪些典型的事例,你能说出来吗?小明:我列出表格,还是让读者来填吧!L1与L2关系F1与F2关系省距离情况典型事例省力杠杆L1_L2F1_F2等臂杠杆L1_L2F1_F2费力杠杆L1_L2F1_F2例题1:以下工具:钢丝钳;镊子;扳手;扫帚;钩鱼杆;瓶盖起子在正确使用情况下属于省力杠杆的是()ABCD小明:答案是A,方法就是根

11、据生活经验判断动力和阻力的关系。例如钢丝钳肯定需要省力,用较小的动力克服较大的阻力,所以是省力杠杆。我们用钓鱼杆不指望钓出一条大白鲨来,所以不需要省力;需要尽快把鱼儿拉出水面,是省距离的费力杠杆。说得没错吧?!愚鱼:OK!平时就要都留心生活中的杠杆,判断他们的类型!但是有些杠杆我们没接触过,缺乏生活经验,或者是图形中的杠杆,应该怎么判断呢?例题2:1)、杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图1可知它的支点是 点(填“A”、“B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个_杠杆(填“省力”或“费力”),并在图中画出动力臂L1。2)、图2分别为汽车刹车板和缝纫机的脚

12、踏板,_是省力杠杆,_是费力杠杆。小明:可以把动力臂和阻力臂在图中画出来,比较二者大小关系!这是判断杠杆类型的第二种方法。五、平衡条件“分析计算好轻松”1、分析动力F1的变化例题3:如图3所示,轻质杠杆一端因水平方向力F作用而被逐步抬起至接近水平,在此过程中F的大变化是_,F与其力臂的乘积会_(填“变大”、“变小”“不变”) 小明:动力臂变小,阻力壁变大,所以动力F变大! 愚鱼:说的不错,但要注意两个问题 :分析某个物理量的变化和计算某个物理量的数值一样,都要指出处依据的公式;并且要解出要分析物理量的表达式。如F1L1=GL2 F1=GL2/ L1,只有这样才能更清晰的看到是哪些物理量决定了F

13、1的变化,他们与F1有怎样的正比或反比关系 小明:受教!我知道存在的第二个问题就是没有分析到阻力F2=G不变! 老师,F1变大,L1变小,F1L1的乘积的变化是判断不出来的啊! 愚鱼:想一想,F1还等于什么? 小明:明白了,F1L1=GL2 所以可以转化为分析GL2,G是不变量,只有一个变量L2了,L2变大,所以F1L1变大。 愚鱼:这题还可以拓展分析判断杠杆的类型;或者把力F变为:1)、始终和杠杆垂直2)、始终竖直向上,继续分析上述三个问题! 2、分析最小的动力例题4:如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小

14、的力F的示意图及其力臂L。 小明:这是比较常见的杠杆分析题,掌握了最大动力臂结合杠杆的平衡条件分析已经游刃有余! F1L1=GL2 F1=GL2/ L1 ; G、L2不变,F1与L1成反比,要使F1最小,应该使L1最大。 根据勾股定理可知OC50cm,连接OC,这就是最大的力臂! 动力F1的方向应该和oc垂直,使杠杆顺时针旋转,所以方向如图5所示!愚鱼:从你的熟练程度来看,以前肯定做过,而且不止一次!小明:是啊,你怎么知道! 我晕,怎么又错了!愚鱼:以前就说过,越是熟悉的题目,越要仔细审题,看清楚题设条件与以前做过的题目相比是否发生了改变!否则就会“大意失三中”!小明:愚鱼:OC是作用在C点诸

15、力中最大的力臂,而题目中需要寻找的是作用在杠杆诸点中最大的力臂;这题还是让读者来更正吧,我们看下一种类型的分析!3、判断杠杆转向例题5:如图所示,一根尺子,在中点支起,两边挂上砝码,恰好平衡,在下列情况中,仍能保持平衡的是 左右两边砝码组合向内移动一格左右两边砝码组各减少一只左右两边砝码组合减少一半砝码左右两边砝码组各向外小明:判断杠杆是否平衡的关键就是看F1L1是否等于F2L2,如果相等就平衡,如果不相等,乘积大的那一端就下降!4、数值计算例6:如图4所示,重力不计的杠杆OA,O为支点,在拉力F和重力为30牛的重物P的作用下,恰在水平位置平衡。已知OA=80厘米,AB=20厘米,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。那么拉力F的力臂L=_厘米,拉力的大小F_牛。, 明确O为支点,做出动力臂L1,由几何知识可知L1=OA/2=0.4m阻力壁OB=0.6m; 根据杠杆的平衡条件可知,F1L1=GL2, 可求F1=45N愚鱼:到总结的时候了!关于杠杆的问题,你看到了什么?小明:老师,我发现利用杠杆的平衡条件来分析和计算有关问题,难度并不大,关键是正确的把握杠

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