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认识简单机械杠杆(ly)


序号 钩码1质 动力 量/ kg /N
1 0.05 0.49 2 0.10 0.98 3 0.15 1.47
动力 臂/cm
5
5
5
钩码2质 量/ kg
0.05 0.05 0.05
阻力 /N 0.49 0.49 0.49
阻力臂 /cm
5 10 15
分析数据,得出结论:
动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1 l1 = F2 l2
◆实际上,使用任何机械都不能省功,
动力在做功过程中消耗的能量转化成了机械能。
例题: 铁路检修时,有时会用到一种工具,叫道 钉撬,尺寸如图所示,若向下用200N的力, 道钉撬对道钉产生多大的力?
解:根据杠杆平衡条件 F1×l1
F2= F1× l1
=
200N×
l2 1.2m 0.06m

F2×F3l2 得
杠杆的三种类型: 省力杠杆—— l1>l2 的杠杆, F1<F2
例如:扳手、起子等
费力杠杆—— l1<l2 的杠杆, F1>F2
例如:钓鱼杆、理发剪等
等臂杠杆—— l1=l2的杠杆, F1=F2
例如:天平
你认为下列图中的杠杆,哪个是省力杠 杆?哪个是费力杠杆?哪个是等臂杠杆? 依据是什么?




杠杆在阻力和动 力的作用下,保 持静止或匀速转 动的状态—— 杠杆平衡状态
设计实验方案1 器材:杠杆和支架,钩码,刻度尺,线
步骤:
1)把杠杆的中央支在支架上,调节杠杆两端的 平衡螺母,使杠杆在水平位置处于平衡状态。
2)在杠杆的两端分别挂不同数量的钩码,移动 悬挂位置,使杠杆在水平位置重新平衡,记 录有关数据。
改变力的方向,使动力臂变大
F3 l1’ F1
l1
F2
◆当动力的方向与杠杆垂直时,动力臂最大。 阻力一定时,所用动力最小。
杠杆绕着转动的固定点O——支点

使杠杆转动的力F1——动力 阻碍杠杆转动的力F2——阻力
杆 的 五
支点到动力作用线的距离l1——动力臂 支点到阻力作用线的距离l2——阻力臂
要 素
(力的作用线:
过力的作用点,
沿力的方向画
的直线)
F
1
l1
O
l2
F2
你能找出下列杠杆中的五要素吗?
ll22 O
F1
F2
F2
杠杆平衡条件除了可用 “动力×动力臂 =阻力×阻力臂” 表示外,还可用什么表示方式?
动力 阻力臂 阻力 = 动力臂
F1 F2 =
l2 l1
动力= 阻力× 阻力臂 动力臂
F1 = F2× l2 l1
杠杆平衡公式: 动力×动力臂=阻力×阻力臂
我们周围可以发现很多使用杠杆的 例子,你认为杠杆是省力、费力还 是既不省力也不费力?为什么?




费力杠杆
等臂杠杆
你认为下列图中的杠杆,哪个是省力杠 杆?哪个是费力杠杆?依据是什么?
省省力来自力杠杠


费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆不省力,人们为什么 还要设计和使用它呢?
如图,如果钓鱼人的右手向上移动 0.5cm,鱼则被提起很高一段距离。
◆使用费力杠杆虽 然费了力,但动力 移动的距离比阻力 移动的距离小,达 到费力省距离的目 的。
你还能举出生活和生产中,用到杠杆的一 些常用工具,并分别找出它们的5要素吗?
l2 F2
F1
O
l1
l1
F2
O F1
l2
F2
l1 O
l2
课后观察:
家庭中使用的脚 踏式垃圾桶中, 有几个杠杆,请 你找出来并分别 找出它们的5要素。
用杆秤和天平称 量物体的质量时, 都是在它们处于 水平静止时才进 行读数。这是为 什么呢?
——杠杆平衡条件
实验中,在未挂钩码和挂钩码后都调节杠 杆成水平位置平衡而不使它处于斜倾状态 平衡的目的是什么?
◆在”研究杠杆平衡”的实验中, 1、未挂钩码时调节杠杆成水平位置平衡的目的:
使杠杆的重力不影响杠杆的平衡。
2、挂钩码后,使杠杆在水平位置重新平衡的目的: 使力臂可以直接从杠杆上的刻度读取。
1、在力的作用下, 杠杆会转动;
2、转动时;杠杆上 有一点是不动的。
有它 什们 么都 共是 同杠 特杆 点, 呢它 ?们
根据你看到的现象,你能说出 “杠杆是什么”吗?若要制作 杠杆,对材料有什么要求?
杠杆——在力的作用下,能绕某一固定点转动的 硬棒。 使用时尽量不能发生形变。
杠杆的形状,可以是直的,也可以是弯曲的。
6cm
F1
= 4000N 根据力的相互作用得 F3 =F2 = 4000N F2
1.2m
答:略
利用杠杆平衡条件来计算时,力臂的单位可以用m,也可 以用其它长度单位(cm、dm、mm)。只要让l1和l2的 单位相同就可以了
如果这样不能把道钉撬出,在 保持F1=200N不变,作用点也 不变的情况下,采用什么方法 可以增大道钉撬对道钉的作用 力?
如果你想省距离而不是省力,你应当选用 __费__力___杠杆。
1、杠杆中的动力和阻力是否都做功? 2、使用省力杠杆能否既省力又省功? 3、动力在做功的过程中消耗的能量转
化成了什么形式的能?
省力杠杆能省力但不省功。功=力×距离, 使用省力杠杆动力变小,但是动力移动的距离 变大,通过计算可得,动力和动力移动距离的 乘积不会变小。
如果要把一大堆沙移到10 米远的地方,你会怎样做? 用什么来搬你觉得轻松点?
像铲子、手推车等一些能使工作变得简 单、轻松的装置,人们称为“机械”。
筷子、小勺、螺丝、剪刀、开瓶器 可以称做机械吗?为什么?你还能 说出其他一些简单机械吗?
六种基本的简单机械:斜面、楔、螺丝、 杠杆、轮轴和滑轮。
有它 什们 么都 共是 同杠 特杆 点, 呢它 ?们
省力杠杆能省力,是否意味着在任何情 况下,使用它都是最好的?为什么?
如图,如果要增 加铡刀阻力处的 距离10cm,铡刀 把手就要向上提 起更高一段距离。
◆使用省力杠杆 虽然省了力,但 动力移动的距离 比阻力移动的距 离大,省了力但 费了距离。
三种杠杆的特点
◆三种杠杆的特点: 省力杠杆:动力臂>阻力臂(l1>l2), F1<F2,
我们的身体中有不少骨也构成了杠杆,在肌 肉的牵拉下使人能够完成各种不同的动作。
你能找到身体中的一些杠杆吗?
F1 肱二头肌
O
F2
1、课本P79活动,并结合图 解释有关现象。
F2
2、请将你的头部抬起、双脚 踮起,想一想你的头部或
F1 脚板是否可看成杠杆?
3、分析做俯卧撑的同学向
上运动时身体杠杆的五要素。
l1 l1
画力臂的方法是:
F1
1)先找支点O;
2)确定并画力的示意图;沿 力的方向画力的作用线
(用虚线) ; 3)用三角板作支点到力的作用
线的垂线(虚线),画出垂足; 4)用大括弧勾出支点到垂足的
距 动力离臂,和并阻用力字臂母表l1和示l2。表示
o l2
l1
o l1
l2
F2
F1
你能找出并画出上列杠杆中的五要素吗?

F1 F2 =
l2 l1

F1 = F2× l2 l1
可得:
当l1>l2 时, F1<F2,即:使用这种杠杆时可省力;
当l1<l2 时, F1>F2,即:使用这种杠杆时费力;
当l1=l2 时,F1=F2,即:使用这种杠杆既不省力 也不费力
杠杆平衡公式: F1 l1 = F2 l2
根据上面的讨论,你认为可把杠杆 分成哪几类?依据是什么?
动力移动的距离>阻力移动的距离。 省力费距离。 费力杠杆:动力臂<阻力臂(l1<l2), F1>F2, 动力移动的距离<阻力移动的距离。 费力省距离。 等臂杠杆:动力臂=阻力臂( l1=l2), F1=F2, 既不省力也不费力,既不省距离也不 费距离
如果你想省力而不是省距离,你应当选用 省__力___杠杆。
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