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文档简介
一、杠杆简单机械杠杆的五要素:1.支点(O):杠杆绕着转动的点。2.动力(F1):使杠杆转动的力。3.阻力(F2):阻碍杠杆转动的力。4.动力臂(L1):从支点到动力作用线的距离。5.阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的距离。
a、力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画的一条直线。b、距离:点到直线的垂线段的长度。这些概念很重要①、找支点;②、找动力、阻力,画力的作用线;③、从支点向力的作用线画垂线即为力臂。力臂的画法:答案:C怎样画杠杆的力臂例:F1OL1L2F3F2L3
杠杆的力臂______在杠杆上(一定或不一定);力臂_______为0(可或不可);不一定可F4作出动力臂与动力臂。练习:实验探究:杠杆的平衡条件1提出问题:杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系?2猜想与假设:假设一:假设二:假设三:假设四:F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1
·L1=F2
·L2思考与讨论★杠杆两端装置两只可调节的螺母,能起什么作用?※为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?归纳结论★作用是调节杠杆自身的平衡※便于测量力臂,减少杠杆自身重对实验的影响二、杠杆的平衡条件:实验结论:杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂即:F1L1=F2L2或
注意:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。上式的意义是:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。例如用抽水机抽水时,加在抽水机手柄上的力是150牛,如果动力臂是60厘米,阻力臂5厘米,即动力臂是阻力臂的4倍,动力就是阻力的四分之一。由此可知抽水机的柄受到的阻力是600牛。F1L1=F2L22.在“研究杠杆平衡条件”实验中(1)实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母A向
调(填“左”或“右”)(2)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向
(填“左”或“右”)移动___
格。(3)图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将
。(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)右右2顺时针转动【考题研究】1.下面是小华同学在复习有关简单机械的知识时所作的归纳,其中正确的是(
)A.杠杆必须是直的硬棒
B.杠杆平衡条件为:F1L2=F2L1
C.根据杠杆平衡条件,L1>L2的杠杆为省力杠杆;
L1<L2的杠杆为费力杠杆
D.定滑轮既不省力又不省距离,所以它无使用价值2.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,杠杆仍能保持平衡的是(
)A.左右两边砝码组各向内移动一格
B.左右两边砝码组各减少一只
C.左右两边砝码组各减少一半砝码
D.左右两边砝码组各向外移动一格【解析】因为力与力臂成正比,两方法的动力臂均为阻力臂的两倍,阻力相等,则动力也相等,所以本题应选D。答案:D四、应用题:杆秤例4:一根杆秤,如果秤砣磨损一部分,用它测得的质量将比被测物体的实际质量()A.偏大B.偏小C.相等D.无法判断OGFL1L2物重秤砣据杠杆平衡原理:G*L1=F*L2其中L1与G不变;当F变小,即秤砣质量减小,使得L2要增大,即称的读数增大,即测得的质量增大。A3.用来启动瓶盖的起子是
杠杆,剪铁丝用的钢丝钳是____
杠杆,钓鱼用的鱼竿是
杠杆,天平是
杠杆。(填“省力”,“费力”或“等臂”)4.用铁棍撬起一块重500N的石头,已知动力臂是1m,阻力臂是20cm,撬起该石头至少要用
N的力。5.如图所示,为使杠杆平衡,力F1、F2、F3三次分别作用在A点,其中最小的力是
。AF1F2F3
省力省力费力等臂100F2杠杆与滑轮练习:一、判断施力最小问题:原理:根据杠杆原理F1*L1=F2*L2;要使施力最小即力臂最长。例1.如图为一圆柱油桶,要使B点离开地面,应施加的最小力方向如何?作图说明。DCABF1L1应视油桶为一杠杆,找出支点及动力作用点,要想B点离开地面必须绕A点转动,则A为支点;想施加的力最小,必须动力臂最长,即为AC,则C为动力作用点,过C与AC垂直的那条线为动力作用线,如右图。二、有关杠杆的计算问题:例2:假期里,小兰和爸妈一起参加了一个家庭游戏活动,要求是家庭成员中的任意两名成员分别站在如右图所示的木板上,恰好使木板平衡。(1)若小兰和爸爸体重分别为400N和800N,小兰站在离中央支点2m的一侧,爸爸应站在离支点多远处才能使木板平衡?(2)若小兰和爸爸已成功站在木板上,现在他们同时开始匀速想向而行,小兰速度为0.5m/s,爸爸的速度为多少菜能使木板水平平衡不被破坏?据杠杆平衡原理:F1*L1=F2*L2可得:L2=F1*L1/F2;代入数据可得L2=1m设小兰和爸爸行走速度为v1和v2,行走时间为t,要保证杠杆水平平衡,则有F1*(L1-v1*t)=F2*(L2-v2*t)代入数据可求得v2为0.25m/s。三、转动中的杠杆平衡问题:例3:如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终与直杆垂直的力F使直杆有竖直位置慢慢匀速转动到水平位置,则整个过程中F的大小将()A.不变B.变小
C.变大D.无法确定CF据杠杆平衡原理:可知F*L1=F2*L2F2=G由公式可知由甲到乙位置L2在逐渐增大,而F2和L1不变使F也逐渐增大。F甲乙OF2F2‘L2L2’类型结构特点优点缺点应用举例省力杠杆L动>L阻省力费距离起钉锤瓶盖起子费力杠杆L动<L阻省距离费力筷子、镊子等臂杠杆L动=L阻不省力、不费力、不省距离、不费距离天平三、杠杆的分类:F下F上CDBA例1.如图所示的两种剪刀,如果要用来剪铁皮,应选
种剪刀,在理发时应选用
种剪刀。例2.如图所示,用撬撬起大石头,向上、向下都可以,那一种方式更省力?请你具体说明原因。甲乙甲乙7.如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计。则(
)A.GA=GB
B.GA<GB
C.GA>GB
D.无法判断
8.小明在进行小制作时,需要剪一块较硬的白铁皮。在工具箱中的四中剪刀中请你为他选用一种最实用的剪刀(
)GAGBABO1.如右图所示的均匀木条AOB,AO=OB,在O点系一绳并挂起,先使AO保持水平,然后放手,则在刚放手的瞬间,木条将会()A.A端向上运动B.A端向下运动C.保持平衡不动D.不能确定2.如右图所示,重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直,现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角,在棒转动的过程中()A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变大C.动力逐渐变大D.动力逐渐减小BGGL1L2BCG*L1>G*L2;所以A向下倾GL1L2F*L1=G*L2;即F=L2/L1*G其中L1逐渐变短,L2逐渐变长;使得F也逐渐变大练习一ABCDAB
CD下列哪个杠杆是省力的()AA练习二BCDABC下列哪个杠杆是省距离的()DD课堂练习1.画出动力臂和阻力臂2.如果使用撬棒的动力臂是100cm,阻力臂是30cm,当用60N的动力时,能撬动重______N的物体.3.如图所示,重为9N的物体挂在B处,O为支点,要想使杠杆保持水平平衡,在A处施加的最小的力是_____N,方向_____.2003竖直向上4.如图所示,用一根木棒撬大石头,没有撬动,为了撬动大石头,应将垫在木棒下的小石块向_____移动,这实质上是增大了_____,同时又减小了_____.5.如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,当A端挂重GA的物体,B端挂重GB的物体时,杠杆处于平衡状态,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重不计,则()A.GA=GBB.GA<GBC.GA>GBD.无法判定左动力臂阻力臂B6.如图所示,一个直杠杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,力F大小的变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大A7、C8.如图所示,前后两人抬一个大而均匀的重木箱上楼.①作出木箱的受力示意图②以木箱重心为支点,画出每个力的力臂.比较两人用力F前F后.③要使两人用力相等,应怎样抬?【答案】①见图6-1-7.②见图6-1-7,F前<F后.③抬成水平状态.第二节滑轮
提问:使用定滑轮有什么好处?定义:不随物体运动的滑轮叫定滑轮。使用定滑轮不省力,但能改变动力的方向定滑轮实质上是一个等臂杠杆。实质:OL1L2定义:随物体运动的滑轮叫动滑轮实验探究:使用动滑轮有什么好处?
动滑轮的特点:使用动滑轮可以省一半力,但却要费一倍的距离,不能改变拉力的方向。实质:动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆。L2L1OFGabc9.如图所示,滑轮重为1N,重物G重5N,则弹簧测力计a的读数为
N;弹簧测力计b的读数为
N;弹簧测力计c的读数为
N;拉力F为的大小
N。30303030五.有关滑轮及滑轮组:如图所示,物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,那么拉力F为_____N,物体A与地面间的摩擦力为_____N。FA510
5.如下图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动,所用的拉力分别为F1,F2,F3,那么,下列关系式中正确的是:(
)
A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F2>F1>F3D.F2<F1<F3F1=fF3=2fF2=1/2fD4.如图12-5-1所示,货物重300N,现使用滑轮或滑轮组匀速提升重物,试确定各图中各力的大小(滑轮重和摩擦不计),F1=
N,F2=
N,F3=
N。3001501005.上题中,如果每个滑轮重20N,则各拉力F的大小分别为F1=
N,F2=
N.F3=
N(不计摩擦)320107160FA5.如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为G的物体。为使杠杆平衡,应在杠杆上的
点施加一个作用力,才能使作用力最小,该最小作用力与物重G的比值是
。6.小杰同学用图中装置拉动物体A,沿水平面以0.5m/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为5N。若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和滑轮与绳间摩擦,那么物体A受到的地面的阻力为____N;若拉动物体A沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数应___5N。(填“大于”、“小于”或“等于”)A1:410等于由定滑轮和动滑轮组合成滑轮组提问:使用滑轮组的优点是什么?滑轮组的特点:既能省力又能改变力的方向.使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。6.如图12-5-2所示,如果货物在500N的拉力作用下匀速上升,则货物重
N.(动滑轮自重和摩擦不计)7.如图12-5-3所示,如果货物G重100N,匀速向上的拉力F为40N,则动滑轮重
N.(不计摩擦)1000209.如图12-5-5所示,在水平地面上的物体A在拉力F的作用下向左匀速运动,已知物体A受到的摩擦力为30N,GA=100N,则绳子对A的拉力F′=
N,作用在绳子自由端的力F=
N301514.人站在地面上,用如图12-5-8所示的滑轮组将重物提起,画出最省力的绕法。分析:解此题的关键是看清题目的要求,不仅要考虑省力,同时要考虑到人在下面拉。所以画图时应从人手开始画。15.用如图12-5-9所示的滑轮组将一重为300N的物体提起,如果使用的动滑轮重30N(绳子自重和摩擦均不计)。①F至少是多少才能匀速提起物体?②若物体被提升1.5m,需将绳子向上拉多少米?③若再拉一个物体G′,拉力F增大到130N才能将物体匀速提起,则重物G′重多少?解:如图所示,滑轮及绳子质量和摩擦都不计,人重为G1,平板重G2,要使长木板处于平衡状态。问(1)人用多大的力拉绳子(2)人对木板的压力为多大?ABG1F拉F支G2F压FBFA以人作为研究对象:有F拉+F支=G1以木板作为研究对象:有FA+FB=G2+F压其中F拉=FB;F支=F压;FA=2FB两式相加即得:4FB=G1+G2;可得FB=1/4(G1+G2)可得:F拉=FB=1/4(G1+G2);F压=F支=G1-F拉=1/4(3G1+G2)1.使用定滑轮时,沿竖直方向向下拉;跟沿斜的方向向下拉,所用拉力的大小______,这是因为它的力臂_____。2.动滑轮实质上是一个____杠杆,使用动滑轮可以_____,但不可以______________。3.滑轮组是把定滑轮和动滑轮_____使用的装置,使用时既可以省____,又可以___________。不变相等省力省力改变力的方向一起力力的方向使用滑轮组在竖直方向上提起重物时,滑轮组用n段绳子吊着动滑轮和重物,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的n分之一。(适用于不计摩擦且一根绳子组成的滑轮组)使用滑轮组水平拉动重物时,绳子拉力主要克服的将不再是动滑轮和重物的重力,而是物体与地面之间的滑动摩擦阻力。这时滑轮重较小将被忽略。如下图示。此时拉力应为:9.在水平桌面上放一个重300N的物体,物体与桌面的摩擦力为60N,如图所示,若不考虑绳的重力和绳的摩擦,匀速移动物体时,水平拉力F=_____N。F306.如图所示是使用动滑轮提起重力为G物体的两种方法,则拉力与物体重力的关系(滑轮重不计)则:F1=
、F2=
。7.使用一个动滑轮和一个定滑轮的滑轮组最多能省
的力。8.如图所示,用四个滑轮组分别提起重为G的物体。如果不计摩擦和动滑轮的重力,那么拉绳子的力F1、F2、F3、F4的大小为
.GF1F2GG3/4F1>F2=F4>F3点拨:滑轮组的绕法:一般有两种,一种是绳子的固定端在定滑轮上,如图甲所示。另一种是绳子的固定端在动滑轮上,如图乙所示。当绳子的有效段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;当绳子的有效段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上.即“偶定奇动”。在缠绕滑轮组时,要先确定绳子的有效段数n.甲乙例题1:一根绳子的最大承受的力为1000牛,怎样组装滑轮组才能将500Kg的货物提起。(g=10N/kg)解:G=mg=500kg×10N/kg=5000Nn=G/F=5000N/1000N=5(段)
例2.如图所示,有4个滑轮组,如果都用80牛的拉力匀速提升重物,若不计绳重、滑轮重和摩擦,所能提升的重物分别为G1=__
牛、G2=__
_牛、G3=______牛、G4=______牛.32040040320图9.2—21.图中
是动滑轮,
是定滑轮。从图中可以看出,当物体移动时,动滑轮在空间中的位置是
,定滑轮在空间的位置是
。(填“改变的”“不变的”)2.用如图示滑轮组甲和乙,提起同样重的物体时,忽略动滑轮的重力和摩擦力,
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