2017年中考物理复习提纲:杠杆
来源 :中华考试网 2016-10-21
中杠杆
定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:① 一个物体可以成为杠杆,必须满足两个条件:① 受到力的作用;② 能绕固定点转动。
② 杠杆可直可曲,形状任意。
③ 有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
五要素──组成杠杆示意图。
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。
杠杆示意图画法:① 确定支点;② 确定动力和阻力,画力的作用线;③ 画力臂;④ 标出各个物理量。
画图技巧
力的作用线是沿力的方向所画的直线。力的作用线用虚线表示。
力臂不是支点到力的作用点的距离。力臂用实线表示,在画力臂时,如果力的作用线太短,可用虚线将力的作用线延长。力臂部分要用大括号标出来。
检验所画力的方向是否正确的最简单方法是,看动力和阻力使杠杆转动的效果是否相反。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们一定使杠杆转动的方向相反:当动力、阻力在支点两侧时,它们的方向大致相同;当动力、阻力在支点一侧时,它们的方向大致相反。
确定杠杆支点的方法是根据平时的体验,判断杠杆绕着哪点转动,则这一点就是支点。如:鱼竿、铁锹的支点都在后手的位置上。
研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
实验:
【实验设计】
如图,调节杠杆两端的螺母(和天平的调节方法相同),使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆保持水平并静止。记下动力、阻力,测量动力臂和阻力臂。改变力和力臂的数值,再做两次实验。
根据表格中的数据进行分析,例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算,找出它们之间的关系
【实验表格】
实验次数 |
动力F1/ |
动力臂l1/m |
阻力F2/ |
阻力臂l2/m |
1 |
||||
2 |
||||
3 |
【实验结论】杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
l 杠杆平衡公式: F1L1=F2L2 也可写成:F1 /F2=L2 /L1。
l 杠杆平衡条件(又叫杠杆原理):希腊 阿基米德
【注意事项】
① 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:便于在杠杆上直接测出力臂的大小。
② 多次实验的原因:只做一次实验,获得的结论具有偶然性,不能反映普遍规律,所以要多次实验。
③ 不同物理量之间不能进行加、减运算。
应用:
名称 |
结 构特 征 |
特 点 |
应用举例 |
省力 杠杆 |
动力臂大于 阻力臂 |
省力、 费距离 |
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 |
费力 杠杆 |
动力臂小于 阻力臂 |
费力、 省距离 |
缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、 理发剪刀、钓鱼杆 |
等臂 杠杆 |
动力臂等于 阻力臂 |
不省力 不费力 |
天平,定滑轮 |
说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,
当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
根据杠杆平衡条件判断杠杆平衡的方法:
① 计算动力与动力臂的乘积、计算阻力与阻力臂的乘积;
② 比较两个乘积的大小,若相等则杠杆平衡;若不相等,则杠杆不平衡,杠杆将向乘积较大一方偏转。
利用杠杆平衡条件判断力的大小变化的方法是:
① 找出杠杆的支点和作用在杠杆上的力及力臂;
② 依据题意,确定力和力臂中哪些量的大小不变,哪些量大小变化;
③ 应用F1l1=F2l2判断出力或力臂的变化。
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:
在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;② 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。