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第3节 简单机械2

发布时间:2013-12-10 10:28:32  

在图中画出F1和F2的力臂
L1


L2

F1

F2

如果发现杠杆在两力的作用下向左倾斜了, 你有什么办法让它在水平位置静止?

杠杆平衡条件及应用

?什么是杠杆平衡?
当杠杆在动力和阻力的作用下,处于水平静止状态, 我们说杠杆平衡了。

科学探究的基本过程
“实验探究:杠杆的平衡条件”
1.提出问题 2.猜想与假设 3.制定计划 进行实验 4.分析论证

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?

猜想与假设
假设1 假设2

F1+L1=F2+L2 F1-L1=F2-L2

假设3 假设4

F1/L1=F2/L2
F1×L1=F2×L2

进行实验与收集证据
始请 实同 验学 们 开

L1

O L2

·
F1

为了直接根据 杠杆上的刻度 F2 读出力臂 倾斜状态力 臂比杠杆上 的刻度小

杠杆平衡的条件:

F1×L1=F2×L2
或:

F1

F2



L2

L1

其中: F1、F2 分别为动力和阻力; L1、L2 分别为动力臂和阻力臂

讨论:
(1)若:L1 > L2 ,则:F1 < F2 (2)若:L1 < L2 ,则:F1 > F2 (3)若:L1 = L2 ,则:F1 = F2
∴ 根据L1 、 L2 的大小关系,可将杠杆分为

3

种:

(1)L1 > L2 : 省力杠杆 (2)L1 < L2 : 费力杠杆 (3)L1 = L2 : 等臂杠杆

省 力 杠 杆

F1

L1

L2

∵ F1 ·L1 = F2 ·L2 , 又 L1 > L2 ∴ F1 < F2

F2

省力杠杆(动力臂 > 阻力臂)
O

L2

L1 F1

F2
省力杠杆的特点是:

省力费距离

省 力 杠 杆 的 应 用 :

分析
F2 F1

L1 L2

O

费力杠杆(动力臂< 阻力臂)

费力杠杆(动力臂< 阻力臂)
O

L2

L1

F2
∴费力杠杆的特点是:

F1

费力省距离

我们需要用费力杠杆吗?它有什么好处?

等臂杠杆(动力臂 =阻力臂)
O

L2

L1
L2 = L1

F2 = F1
F2 F1

∴等臂杠杆的特点是: 不省力,不费力 不省距离,不费距离

杠杆类型 杠杆特点
L1>L2

杠杆优点

杠杆缺点

应用

省力杠杆 F1<F2
(动力<阻力) L1<L2

省力

费距离

费力杠杆 F1>F2
(动力>阻力)

省距离

费力

L1=L2

等臂杠杆 F1=F2
(动力=阻力)

既不省力也不省距离

例题:当在杠杆处于平衡状态,并且已知石头对杠杆的 压力为3000N,动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm, 请问动力为多少,它属于哪种类型的杠杆? 已知:F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm 求:F1=? 解:根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2,得 F1 =(F2 × L2)/L1 =(3000N×6cm)/ 180cm = 100N 答:动力为100N。

省力杠杆

省力杠杆能不能省功?动力 在做功过程中消耗的能量 转化成了什么形式的能?

省力杠杆要费距离,所以不 能省功. 动力做功时,消耗的化学能 转化为机械能(和内能).

例1:如图是铁道检修工用的道钉撬,有关尺 寸见图.若在A点竖直向下作用200牛的力, 道钉撬对道钉会产生多大的力?如果还不能 将道钉撬出,在保持手的作用力

和作用点不 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?

想一想

2。一根轻质扁担长1.8m,前后两端分别挂上 重600N和200N的货物,问:人肩应挑在离前端 多远处才能使扁担平衡? L=1.8m

分析:人肩挑处是 扁担的支点O,前 后两货物的重分别 为动力和阻力,要 求的肩处离前端的 距离是动力臂。

L1 O

L2

F1=G1=600N

F2=G2=200N

已知:L = 1.8m F1= 600N F2=200N 求 :L1=? 解 :根据L1+L2=1.8m得出 L2=1.8m-L1-----(1) 根据杠杆的平衡条件: F1L1=F2L2 -----(2) 将(1)代入(2)得 600N X L1=200N X (1.8m-L1) 解之得:L1=0.45m 答 :人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁 担平衡。

1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( D ) A.这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小 B 2.要使右图杠杆保持平衡, D 最省力的方向是( A ) A
C o

方法:先画出力臂,再进行判断

3.下列哪个杠杆是省距离的 ( )
C

A

B D

A

B

C

D

4.判断:动力和阻力可以人为规定。(√ ) 4.把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,杠 3:1 杆平衡时,两端的长度之比是____. 6、各式各样的剪刀都是一对杠杆.要剪开较硬 的物体,使用哪种剪刀最合适? ( B ) A. B. C. D.


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