1、杠杆定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
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。 2、杠杆五要素——组成杠杆示意图。
l1
O l2
①支点:杠杆绕着转动的点。用字母 O 表示。
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。
F1
F2
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:一找支点、二画线、三连距离、四标签
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)。
3、研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
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。
⑴ 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
⑵ 解题指导: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。)
⑶ 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。
4、应用:
结 构
名称
特 征
特 点 应用举例
动力臂
省力
大于
杠杆
阻力臂
省力、 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢 费距离 丝钳、手推车、花枝剪刀
动力臂
费力
小于
杠杆
阻力臂
费力、 缝纫机踏板、起重臂 省距离 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
动力臂
等臂
等于
杠杆
阻力臂
不省力
天平,定滑轮
不费力
说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离
时,应选费力杠杆。
经典考题
1、图 5 是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端 相连。当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢 复原状。在使用过程中,手把和夹爪分别是 A.省力杠杆,费力杠杆 B.费力杠杆,省力杠杆 C 省力杠杆,省力杠杆 D.费力杠杆,费力杠杆
( )
2、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 杆垂直的力 F 使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在此过程中这个直 (
个始终跟 杆
)
A. 始终是省力杠杆
B. 始终是费力杠杆
D. 先是费力杠杆,后是省力杠杆
C. 先是省力杠杆,后是费力杠杆
3、如右图,旅游登山时蔓背囊中的物品有轻有重,应该怎样摆放更科学 呢?
( )
A.把重的物品放在背囊下部。
B.把重的物品放在背囊上部。
C.从取拿方便考虑,把常用的放上 部。
D.随意摆放都可以。
4、人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。如图所示是手端起 茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。由图可以看出,这是一个 ( )
A、费力、省距离的杠杆
B、省力、费距离的杠杆
C、既费力,也费距离的杠杆
D、既省力,也省距离的杠杆
5、将一圆柱体油桶推上台阶,现分别在 A、B 和 C 点用力,力的方向如图所示,则最小的推力是
A.FA
( )
B.FB C.FC
D.一样大
6、如图所示,在杠杆 AOB 的 A 端挂一个重为 GA 的物体,B 端挂―个重为 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 D.无法判断 7、如图所示,轻质杠杆 OA 中点悬挂一重 G=60N 的物体,在 A 端施加一竖直向上的力 F,杠 杆在水平位置平衡,则 F= N;保持 F 的方向不变,将杠杆从 A 位置匀速提到 B 位置的过程中,力 F 将(填“变大”、“不变”或“变小”)。 10、 如图是自卸车的示意图,车厢部分视为杠杆,则下列分析 正确的是( ) A. B 点是支点,液压杆施的力是动力,货物重是阻力 B.B 点是支点,物体 A 放在车厢前部可省力 C.C 点是支点,物体 A 放在车厢后部可省力 D.C 点是支点,物体 A 放在车厢前部可省力 11、 如图所示,一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以 O点为轴,由竖直位置 ) 逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为 l,动力与动力臂的乘积为 M,则( A.F增大,l增大,M增大 B.F增大,l减小,M减 小 C.F增大,l减小,M增大 D.F减小,l增大,M增大 12、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的。 所示,则甲、乙两人所用的力 F 甲与 F 乙的关系是() 如图 A.F 甲=F 乙 B.F 甲>F 乙 C.F 甲 A. M; B. N ; C. P ; D. 三种方法力大小是一样的. 14、 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.阻力臂逐渐变小; D.动力逐渐减小. C.动力逐渐变大; 15、F 的方向始终竖直向上,在匀速提升重物 G 的过程中: A.F 大小不变; B.F 逐渐变大; D.F 先逐渐变小后逐渐变大. C.F 逐渐变小; 16、象图那样,用始终垂直于与木头的力 F 将木头缓慢地抬起,在抬起的过程中,力 F 大小将: A. 不变; B.渐渐变小; C. 渐渐变大; D.先变小后变大. 17、如图所示,杠杆 OA 的 B 点挂着一重物,A 端用绳子吊在滑环 M 下,此时 OA 恰好成水平,且 A 点与圆弧架 PQ 的圆心重合,那么当滑环 M 从 P 点逐渐滑到 Q 点的过程中,绳子对 A 端拉力的大小将: A,保持不变;B,逐渐增大;C,逐渐减少;D,由大变小再变大。 评卷人 得分 二、实验,探究题 (每空? 分,共? 分) 18、用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后,直铁丝在水平位置处于平衡状态;若将右端折叠一段:( 1)可能出现 的现象是_____________________ ;(2)你猜想此现象的依据是______________________ 。 评卷人 得分 三、填空题 (每空? 分,共? 分) 19、 如图杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上 安装的吊桥就是―个杠杆,它的支点是 拉起吊桥时,它属于一个_____________杠杆。 点,在匀速 评卷人 得分 四、计算题 (每空? 分,共? 分) 20、如图所示,灯重 30 N,灯挂在水平横杆的 C 端,O 为杠杆的支点,水平杆 OC 长 2 m,杆重不计,BC 长 0.5 m, 绳子 BD 作用在横杆上的拉力是多少?(∠DBO= 30°) 评卷人 得分 五、作图题 (每空? 分,共? 分) 21、图是使用道钉撬的示意图,请在图中画出最省力的力的示意图,并作出相应的力臂。 评卷人 得分 六、多项选择 (每空? 分,共? 分) 22、 如图所示,O 为杠杆的支点,现在 B 端挂一质量为 m 的物体,在杆的中点 A 施加一适当大小和方向的力,可使杠杆 OB 在水平位置平衡,那么能使杠杆平衡的力是(不计杠杆自重)( ) A. B. C. D. 参 一、选择题 A 1、 2、C 3、B 4、A 5、B 6、B 7、30 不变_ 8、B 9、B 10、点拨 在卸车时,车厢(杠杆)将绕着图中 C 点(支点)转动,而使车厢(杠杆)转动的动力是液压杆施的竖 直向上的力,阻碍车厢(杠杆)转动的阻力是竖直向下的货物重力。若要使杠杆省力(即动力<阻力=,应有 CA< CB,也就是说货物 A 应放在车厢后部。 答 选C 如图中由竖直位置转到水平位置的过程中,动力臂 L 逐渐减小,而木棒的重不变,重力的力臂 LG 逐渐增 11、点拨 大.由杠杆的平衡条件 M=FL=GLG,而水平动力 F= 答 ,由上述两式可知 M 增大,L 减小,F 增大。 选C 12、A 13、B 14、.C 15、A 16、B 17、D 二、实验,探究题 18、解析:解题关键是应将问题进行归类、分析,可以把这根用细线吊起的直铁丝看成是一个杠杆,要运用杠杆原理 判断,看折叠以后左右两段杠杆的力和力臂的乘积谁大,谁就下沉。 答案:(1)可能出现的现象是:左段下沉 (2)依据:由于它粗细均匀,且开始时在水平位置处于平衡状态,所以支点位于直铁丝的重心且为它的几何中心, 支点左右两段的重心到支点的距离相等,若将右端折叠一段,则支点右段的重心向支点方向移动,支点右段的力臂变 小,支点左段的力与力臂的乘积大于支点右段的力与力臂的乘积,从而破坏了平衡,因此左段下沉。 三、填空题 19、C 省力 四、计算题 20、80N 五、作图题 21、图所示,力的方向、力臂、垂直符号各一分(3 分) 六、多项选择 22、A、B 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
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