【學習目标】 1、知道什麼是杠杆及杠杆五要素; 2、會畫杠杆的力臂; 3、理解杠杆的平衡條件及應用,會判斷省力杠杆和費力杠杆。
要點一、杠杆
一根硬棒,在力的作用下能繞着固定點O轉動,這根硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是彎的(硬質的),如羊角錘。
要點诠釋:
1、杠杆的五要素 支點:杠杆可以繞其轉動的點O。 動力:使杠杆轉動的力F1。 阻力:阻礙杠杆轉動的力F2。 動力臂:從支點O到動力F1作用線的距離L1。(點到線的距離是要作垂線的哦) 阻力臂:從支點到O阻力F2作用線的距離L2。(點到線的距離是要作垂線的哦)
2、杠杆的力臂(學習杠杆最重要的是會畫力臂)
力臂的畫法:
(1)明确支點,用O表示
(2)通過力的作用點沿力的方向畫一條直線(延長線)
(3)過支點O作該力的作用線的垂線
(4)用兩頭帶箭頭的線段标示出支點到力的作用線的垂線段,寫上相應的字母L1(或L2)
要點二、杠杆平衡條件
杠杆在動力和阻力的作用下保持靜止或勻速轉動,我們就說杠杆平衡了。
要點诠釋:
1、杠杆的平衡條件是: 動力×動力臂=阻力×阻力臂,或寫為:F1×L1= F2×L2(注意:杠杆的平衡不是單獨由力或力臂決定的,而是由它們的乘積來決定的。)
2、杠杆分類:
(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2。 這類杠杆的特點是動力臂L1大于阻力臂L2,平衡時動力F1小于阻力F2,即用較小的動力就可以克服較大的阻力。但是實際工作是動力移動的距離卻比阻力移動的距離大,即要費距離。如撬起重物的撬棒,開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等,都屬于這一類杠杆。
(2)費力杠杆:L1<L2,F1>F2。 這類杠杆的特點是動力臂L1小于阻力臂L2,平衡時動力F1大于阻力F2,即要用較大的動力才能克服阻力完成工作,但它的優點是杠杆工作時,動力移動較小的距離就能使阻力移動較大的距離。使得工作方便,也就是省了距離。如縫紉機踏闆、挖土的鐵鍁、大掃帚、夾煤塊的火鉗,這些杠杆都是費力杠杆。
(3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2。 這類杠杆的動力臂L1等于阻力臂L2,平衡時動力F1等于阻力F2,工作時既不省力也不費力。如天平、定滑輪就是等臂杠杆。
列表如下:
杠杆種類 |
構造 |
特點 |
應用舉例 | |
優點 |
缺點 | |||
省力 |
L1>L2 |
省力 |
費距離 |
鉗子、起子 |
費力 |
L1<L2 |
省距離 |
費力 |
釣魚杆、理發剪刀 |
等臂 |
L1=L2 |
改變力的方向 |
天平、翹翹闆 |
注意:沒有既省力、又省距離的杠杆。要想省力,就要費距離。以上三類杠杆都有自身的優點和缺點,沒有最好的杠杆,隻有最适合的杠杆。
杠杆的五要素及其平衡條件,都記住了嗎?
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