一、杠杆
1、定义:一根硬棒,在力的作用下绕着固定点转动,这根硬棒叫做杠杆。
判断一个物体是不是杠杆,需要满足三个条件,即硬物体(不一定是棒)、受力(动力和阻力)和转动(绕固定点)。
杠杆可以是直的,也可以是弯的,甚至是任意形状的,只要在力的作用下能绕固定点转动,且是硬物体,都可称为杠杆。
2、杠杆的五要素:
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。
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(实线与虚线都行,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:
①杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
②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。
③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
这意味着,作用在杠杆上的两个力(动力和阻力)的大小跟它们的力臂成反比
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。)
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(即连接支点和力的作用点作为最长力臂);②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用:三种杠杆:
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