1 杠桿的五要素和平衡條件 固定點(diǎn)O 轉(zhuǎn)動的點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動 F1 阻礙 F2 動力作用線 距離 l1 阻力作用線 距離 l2 提示 畫力臂 1 找支點(diǎn)O 2 畫力的作用線 實(shí)線 3 畫力臂 虛線 過支點(diǎn)且垂直力的作用線 4 標(biāo)力臂 靜止 勻速轉(zhuǎn)動 F1l1 F2l2 2 杠桿的分類 提示 省力杠桿必然費(fèi)距離 省距離杠桿必然費(fèi)力 既省力又省距離的杠桿是不存在的 費(fèi) 費(fèi) 固定不動 移動 等臂 2 省力 力 用力 力 用力 省力 用力 2 2 2 2 力 輪 軸 簡單機(jī)械 杠桿 省力 手離O點(diǎn)遠(yuǎn)點(diǎn) 省力 手向后移或?qū)⒋u塊向前移 后 相互 船槳的軸 費(fèi)力 例1 如圖所示 物體重G 50N OB 0 4m OA 1m 使杠桿在水平位置平衡時 F1的力臂l1 m F1 N 杠桿重忽略不計 點(diǎn)撥 過O作力F1延長線的垂線 支點(diǎn)O到垂足的距離為F1的力臂l1 G的力臂為l2 如圖所示 由直角三角形知識可求出l1 由F1 l1 G l2 可解得F1的值 答案 0 540 方法歸納 1 力臂的作圖步驟 2 最小力的作圖方法 1 在杠桿上找離支點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)作為動力作用點(diǎn) 2 連接動力點(diǎn)與支點(diǎn) 3 過動力點(diǎn)作垂線 4 根據(jù)動力與阻力使杠桿的旋轉(zhuǎn)方向相反來確定動力方向 例2 如圖所示是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式 不計機(jī)械自重和摩擦 其中所需動力最小的是 1 對于實(shí)際生活中的杠桿的支點(diǎn) 動力 阻力的分析 2 動態(tài)杠桿中的力與力臂變化的分析 3 使用滑輪組 人站在吊籃里的繩子段數(shù)的判定 例3 如圖所示AOB是以O(shè)為固定點(diǎn)懸掛在墻壁上的支架 重力忽略不計 在B端吊一盞電燈 若以O(shè)為支點(diǎn) F2是墻壁對支架的阻力 請畫出動力F1的示意圖 動力F1的力臂l1及阻力F2的力臂l2 點(diǎn)撥 AOB可看作杠桿 吊燈對B點(diǎn)的拉力可看作使杠桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的動力F1 則A點(diǎn)處有阻礙其沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力 其阻力F2的方向水平向左 最后再畫力臂 答案 實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件命題點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié) 2 支點(diǎn)在杠桿中間是為了 3 調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡 目的是 4 測量多組數(shù)據(jù)是為了 5 彈簧測力計由豎直拉杠桿 變成傾斜拉杠桿 彈簧測力計示數(shù) 因?yàn)槔Φ牧Ρ?6 分析數(shù)據(jù) 總結(jié)杠桿平衡條件 7 應(yīng)用 利用杠桿平衡條件調(diào)節(jié)杠桿平衡 平衡螺母 減輕杠桿自重對實(shí)驗(yàn)的影響 便于測量力臂 避免偶然性 找到普遍規(guī)律 變大 變小 動力 動力臂 阻力 阻力臂 例 在探究 杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 1 將杠桿的中點(diǎn)置于支架上 當(dāng)杠桿靜止時 發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉 如圖所示 這時應(yīng)將左端的平衡螺母向 選填 左 或 右 端調(diào)節(jié) 直到杠桿在水平位置平衡 目的是 2 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下 請將表格空白處補(bǔ)充完整 3 某同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析 得出杠桿的平衡條件是 動力 動力臂 阻力 阻力臂 你認(rèn)為他的結(jié)論 選填 可靠 或 不可靠 理由是 點(diǎn)撥 1 杠桿左端下沉 應(yīng)將平衡螺母向右端移動 使其在水平位置平衡 目的是為了消除杠桿自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響 此時力臂恰好在杠桿上 便于從杠桿上直接讀出力臂 2 表格中數(shù)據(jù)應(yīng)包括動力 動力臂 阻力 阻力臂幾項(xiàng) 3 該同學(xué)僅根據(jù)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得出結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性 不具有普遍性 實(shí)驗(yàn)結(jié)論不合理 答案 1 右消除杠桿自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響 且便于從杠桿上直接讀出力臂 2 動力臂l1 m 阻力F2 N 3 不可靠根據(jù)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性 方法歸納 探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn) 先將杠桿調(diào)到水平平衡 一是讓杠桿中心在支點(diǎn)上 消除杠桿自重對杠桿平衡產(chǎn)生影響 二是便于力臂的測量 實(shí)驗(yàn)時要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 由多組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論 4 如圖甲所示 實(shí)驗(yàn)時若用彈簧測力計在C處豎直向上拉 改為逐漸向右傾斜時 使杠桿仍然在水平位置平衡 則彈簧測力計的示數(shù)將 選填 變大 變小 或 不變 其原因 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 如果該同學(xué)又進(jìn)行了如圖乙所示的探究 發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計在C點(diǎn)豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時 若每個鉤碼重0 5N 則彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)大于 N 變大 拉力的力臂變小 3