杠杆.docx
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杠杆
杠杆
一,考点、热点回顾
1、杠杆
(1)定义:
一根硬棒在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
(2)五要素:
支点(O)绕着的固定点;动力臂(L1)支点到动力作用线的距离;
动力(F1)使杠杆转动的力;阻力(F2)阻碍杠杆转动的力;阻力臂(L2)支点到阻力作用线的距离。
注意:
在画力臂时先找到作用点,如下图,然后再画出支点到作用力线的距离,作用力的线必要时需要延长,延长部分用虚线表示。
动力臂越长越省力。
(3)平衡条件:
F1×L1=F2×L2
(4)种类和应用:
分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆三种。
三种都有利也有弊。
种类
特征
优缺点
应用举例
省力杠杆
L1>L2
省力但费距离
锤子,起子,动滑轮
费力杠杆
L1<L2
费力但省距离
钓鱼杆,筷子,镊子
等臂杠杆
L1=L2
既不省力也不省距离
天平,定滑轮
注意:
省力杠杆中动力臂越长越省力。
当动力作用在杠杆末端且方向与杠杆相互垂直时,最省力
2、滑轮及滑轮组
(1)、定滑轮
①相当于等臂杠杆,支点是滑轮的轴,力臂是滑轮的半径。
②特点:
不省力,但能改变力的方向。
注意:
定滑轮省力,但是可以改变方向,这给我提供了很多方便,比如,人站在低处就可以把物体从低处运送到高处。
(2)、动滑轮:
①相当于省力杠杆,动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆,
②特点是省一半力,但不能改变力的方向。
注意:
和动滑轮的区别就在于动滑轮可以省力,但是不能像定滑轮一样人站在低处把物体从低处运送到高处。
(3)、滑轮组:
通过组合达到同时拥有定滑轮和动滑轮的有优点。
注:
物理中类似的组合还有显微镜、望远镜
(1)绕线:
(奇动偶定)。
当绕在动滑轮上是奇数条线时,把线的一头系在动滑轮上,简称“奇动”如图2;当系在动滑轮上是偶数条线时,把线的一头系在定滑轮上,然后开始绕线,简称“偶定”如图1。
四、滑轮组
,
(其中
:
吊着滑轮绳子的段数,
:
物重和动滑轮重,
:
物体移动的距离,
:
绳子自由端拉力,
:
绳子自由端移动的距离)
1.绳子绕法------奇动偶定
1.按左图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子绕法。
图中G表示物重,G′表示动滑轮重,F表示人对绳子的拉力。
(不计绳重及摩擦)
F=
F=
F=
注意:
省力倍数是看动滑轮上绕线条数,比如上图1中动滑轮上是2条线,所以省一半的力。
(2)计算滑轮组拉力的公式:
(n为动滑轮上的绳子的条数)
A、不考虑摩擦和滑轮重时F=G物/n
B、考虑滑轮重时F=(G物+G动)/n
C、拉力的移动距离S=nh
3、斜面:
斜面越长越省力.实例:
盘山公路、螺丝钉、楼梯、引桥
三、经验之谈:
在画力臂示意图时一定要先找出动力、阻力的作用点,然后过支点作两个力作用线的垂线,从支点到力作用线的这条垂线就是力臂。
根据比较L1、L2我们便知道是省力杠杆还是费力杠杆。
滑轮组是考试的热点,平时一定要多练习滑轮组中线的饶法,绕法和省力一定是联系起来的,按照要求答题,记住口诀:
奇动偶定。
二,典型例题
例题1、如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(∠DBO=30°)
例题2、图是使用道钉撬的示意图,请在图中画出最省力的力的示意图,并作出相应的力臂。
例题3、 如图所示,O为杠杆的支点,现在B端挂一质量为m的物体,在杆的中点A施加一适当大小和方向的力,可使杠杆OB在水平位置平衡,那么能使杠杆平衡的力是(不计杠杆自重)( )
A.
B.
C.
D.
三、课堂练习
一、选择题
1、图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。
拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。
当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢复原状。
在使用过程中,手把和夹爪分别是 ( )
A.省力杠杆,费力杠杆
B.费力杠杆,省力杠杆
C省力杠杆,省力杠杆
D.费力杠杆,费力杠杆
2、如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在此过程中这个直杆( )
A.始终是省力杠杆 B.始终是费力杠杆
C.先是省力杠杆,后是费力杠杆 D.先是费力杠杆,后是省力杠杆
3、如右图,旅游登山时蔓背囊中的物品有轻有重,应该怎样摆放更科学呢?
( )
A.把重的物品放在背囊下部。
B.把重的物品放在背囊上部。
C.从取拿方便考虑,把常用的放上部。
D.随意摆放都可以。
4、人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动。
如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力。
由图可以看出,这是一个 ( )
A、费力、省距离的杠杆
B、省力、费距离的杠杆
C、既费力,也费距离的杠杆
D、既省力,也省距离的杠杆
5、将一圆柱体油桶推上台阶,现分别在A、B和C点用力,力的方向如图所示,则最小的推力是 ( )
A.FA B.FB C.FC D.一样大
6、如图所示,在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体,B端挂―个重为GB的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计,则
A.GA=GB B.GAGB D.无法判断
7、如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F= N;保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将(填“变大”、“不变”或“变小”)。
8、如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计。
则( )
A.GA=GB
B.GA C.GA>GB
D.无法判断
9、用钓鱼杆钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼。
鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。
对钓鱼过程的下列几种解释,错误的是( )
A.鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼杆的拉力会增大
D.钓鱼杆是一种费力杠杆
10、 如图是自卸车的示意图,车厢部分视为杠杆,则下列分析正确的是( )
A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重是阻力 B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力
C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省力 D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力
11、
如图所示,一根重木棒在水平动力(拉力)F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂的乘积为M,则( )
A.F增大,l增大,M增大
B.F增大,l减小,M减小
C.F增大,l减小,M增大
D.F减小,l增大,M增大
12、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的中央。
如图所示,则甲、
乙两人所用的力F甲与F乙的关系是()
A.F甲=F乙 B.F甲>F乙C.F甲
13、把一个油桶绕着支点C推上台阶,在无滑动时,最省力的施力方向是:
A.M; B.N; C.P ; D.三种方法力大小是一样的.
14、重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直,现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角,在棒转动的过程中:
A.动力臂逐渐变大; B.阻力臂逐渐变小;
C.动力逐渐变大; D.动力逐渐减小.
15、F的方向始终竖直向上,在匀速提升重物G的过程中:
A.F大小不变; B.F逐渐变大;
C.F逐渐变小; D.F先逐渐变小后逐渐变大.
16、象图那样,用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地抬起,在抬起的过程中,力F大小将:
A.不变; B.渐渐变小; C.渐渐变大; D.先变小后变大.
17、如图所示,杠杆OA的B点挂着一重物,A端用绳子吊在滑环M下,此时OA 恰好成水平,且A点与圆弧架PQ的圆心重合,那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中,绳子对A端拉力的大小将:
A,保持不变;B,逐渐增大;C,逐渐减少;D,由大变小再变大。
二、实验,探究题
18、用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后,直铁丝在水平位置处于平衡状态;若将右端折叠一段:
(1)可能出现的现象是_____________________;
(2)你猜想此现象的依据是______________________。
19、 如图杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥就是―个杠杆,它的支点是 点,在匀速拉起吊桥时,它属于一个_____________杠杆。
参考答案
一、选择题
1、A
2、C
3、B
4、A
5、B
6、B
7、30 不变_
8、B
9、B
10、点拨 在卸车时,车厢(杠杆)将绕着图中C点(支点)转动,而使车厢(杠杆)转动的动力是液压杆施的竖直向上的力,阻碍车厢(杠杆)转动的阻力是竖直向下的货物重力。
若要使杠杆省力(即动力<阻力=,应有CA<CB,也就是说货物A应放在车厢后部。
答 选C
11、点拨 如图中由竖直位置转到水平位置的过程中,动力臂L逐渐减小,而木棒的重不变,重力的力臂LG逐渐增大.由杠杆的平衡条件M=FL=GLG,而水平动力F=
,由上述两式可知M增大,L减小,F增大。
答 选C
12、A
13、B
14、.C
15、A
16、B
17、D
二、实验,探究题
18、解析:
解题关键是应将问题进行归类、分析,可以把这根用细线吊起的直铁丝看成是一个杠杆,要运用杠杆原理判断,看折叠以后左右两段杠杆的力和力臂的乘积谁大,谁就下沉。
答案:
(1)可能出现的现象是:
左段下沉
(2)依据:
由于它粗细均匀,且开始时在水平位置处于平衡状态,所以支点位于直铁丝的重心且为它的几何中心,支点左右两段的重心到支点的距离相等,若将右端折叠一段,则支点右段的重心向支点方向移动,支点右段的力臂变小,支点左段的力与力臂的乘积大于支点右段的力与力臂的乘积,从而破坏了平衡,因此左段下沉。
三、填空题
19、C 省力
四、课后练习
一、填空题
1.杠杆静止不动时的状态叫做杠杆的_______.
在做“研究杠杆平衡条件”实验时,把杠杆挂在支架上以后,首先要调节_____使杠杆处在_____位置并保持平衡.
2.杠杆的平衡条件可以用公式表示为_____,从这个公式中可以看出,杠杆平衡时动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的_____.
3.如果使用撬棒的动力臂是100cm,阻力臂是30cm,当用60N的动力时,能撬动重______N的物体.
4.如图12—13所示,重为9N的物体挂在B处,O为支点,要想使杠杆保持水平平衡,在A处施加的最小的力是_____N,方向_____.
图12—13
5.如果作用在杠杆上的动力是100N,动力臂与阻力臂之比是5∶1,那么杠杆平衡时,阻力是_____N.
6.某杠杆匀速提起重物,动力等于重力的四分之三,这个杠杆动力臂与阻力臂之比是_____.
7.如图12—14所示,用一根木棒撬大石头,没有撬动,为了撬动大石头,应将垫在木棒下的小石块向_____移动,这实质上是增大了_____,同时又减小了_____.
图12—14图12—15
8.人的肱二头肌收缩使人曲臂时的情况如图12—15所示,人的前臂是一个_________________力的杠杆,这种结构给人带来的好处是_____.
二、判断题
9.支点到动力作用点的距离就是动力臂.
10.天平是利用杠杆的平衡条件来称出物体质量的.
11.一般杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较近的提纽.
12.支点总是在动力作用点与阻力作用点之间.
13.动力臂和阻力臂不一定都在杠杆本身上.
三、选择题
14.用剪刀剪东西时,如果用剪刀的尖部去剪就不易剪断,而改用剪刀中部去剪就容易些,这是因为
A.增大了动力B.减小了阻力
C.减小了阻力臂D.增大了动力臂
15.室内垃圾桶,平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时,用脚踩踏板,桶盖开启.根据室内垃圾桶结构图12—16可以确定
A.桶中有两个杠杆在起作用,一个省力杠杆,一个费力杠杆
B.桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆
C.桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆
图12—16
D.桶中有两个杠杆在起作用,且都是费力杠杆
16.如图12—17所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来,在B端放一支蜡烛,在AO的中点O′上放两支蜡烛,如果将三支完全相同的蜡烛同时点燃,它们的燃烧速度相同.那么在蜡烛燃烧的过程中,直尺AB将
图12—17
A.始终保持平衡
B.蜡烛燃烧过程中A端逐渐上升,待两边蜡烛燃烧完了以后,才恢复平衡
C.不能保持平衡,A端逐渐下降
D.不能保持平衡,B端逐渐下降
四、实验题
17.在研究杠杆平衡条件的实验中,总是使杠杆在_______位置平衡,这是为了测量_________________简便.在调节杠杆平衡时,发现杠杆右端高,这时应调节______使它向______移动,直到杠杆平衡.在支点两边挂上钩码以后,若杠杆右端下沉,为使杠杆平衡应将_____向______移动.
18.下表是某同学在实验中记录的杠杆平衡的部分数据,表中空格处所缺的数据请你填上.
实验次数
F1(N)
L1(cm)
F1L1(N•cm)
F2(N)
L2(cm)
F2L2(N•cm)
1
0.98
5
10
2
1.96
30
2.94
五、计算题
19.如图12—18所示,将质量为10kg的铁球放在不计重力的木板OB上的A处,木板左端O处可自由转动,在B处用力F竖直向上抬着木板,使其保持水平,已知木板长1m,AB长20cm,求F的大小.
图12—18
20.一根长2.2m的粗细不均匀的木料,一端放在地面上,抬起它的粗端要用680N的力;若粗端放在地上,抬起它的另一端时需要用420N的力,求:
(1)木料重多少?
(2)木料重心的位置.
答案:
一、填空题
1.平衡状态杠杆两端的调节螺母水平
2.F1L1=F2L2几分之一
3.200
4.3竖直向上
5.500
6.4∶3
7.左动力臂阻力臂
8.费肱二头肌收缩较小的距离,手能抬起较大的距离
二、判断题
9.(×)10.(√)11.(√)12.(×)13.(√)
三、选择题
14.C15.A16.A
四、实验题
17.水平力臂平衡螺母右钩码左
18.实验次数1:
4.90.494.9实验次数2:
58.82058.8
五、计算题
19.78.4N
20.
(1)1100N
(2)距细端1.36m