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杠杆及其应用
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初二物理竞赛班·第 6 讲·学生版
(1)杠杆：能绕某固定点转动一根硬棒. (2)杠杆五要素： 1. 支点：杠杆绕着转动的点(图中 O 点). 2. 动力：使杠杆转动的力(图中的 F1). 3. 阻力：阻碍杠杆转动的力(图中的 F2). 4. 动力臂：从支点到动力作用线的距离(图中 l1). 5. 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(图中 l2). (3)杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时, 都叫杠杆平衡. 杠 杆 的 平 衡 条 件 1. 调节杠杆两端的螺母, 使杠杆在不挂钩码时平衡. 2. 给杠杆两端挂上不同数量的钩码, 移动钩码的位置, 使杠杆平 衡. 3. 把支点右边的钩码重量当作 F1, 支点左边的钩码重量当作阻力 F2; 量出杠杆平衡时的动力臂 l1 和阻力臂 l2. 4. 改变力和力臂的数值, 再做几次试验, 分析数据得到： ☆杠杆的平衡条件是 动力 ??动力臂 = 阻力??阻力臂 或写做 F ??l ???F ???l 1 1 2 2 根据杠杆平衡的条件：F1l1＝F2l2 可知： ①省力杠杆：动力臂大于阻力臂,即 l1＞l2, 动力小于阻力,F1＜F2. (省力杠杆费距离) 这种常见的杠杆有：抽水机的手柄、剪铁皮的剪刀、钳子、铡刀、独轮车、起瓶盖的起 子、动滑轮、滑轮组等等. ②费力杠杆：动力臂小于阻力臂, 即 l1＜l2, 动力大于阻力, F1＞F2. (费力杠杆省距离) 这种常见的杠杆有：理发的剪刀、钓鱼杆、镊子等等. ③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂, 即 l1＝l2, 动力等于阻力, F1＝F2. 这种常见的杠杆有：天平、定滑轮等等. 杠 杆 的 种 类
模块一 杠杆的认知——找力臂
【例1】如图所示, 用力 F 使杠杆在水平位置静止, 请画出 F 的力臂 L．
【例2】 如图所示是铡刀铡草时的示意图. 请在图中画出作用在铡刀上的动力 F1、阻力 F2 的力
臂.
【例3】如图所示, 当人曲臂将重物端起时, 人的前臂可以看作一个杠杆．请在示意 图上画出 F1
和 F2 的力臂．
模块二 杠杆平衡条件的判定
【例4】小宁想探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系. 实验过程中, 小宁保持阻 力为 3N, 阻力臂
为 0.2m 不变, 然后改变动力臂 L1 和动力 F1, 并保持杠杆水平平衡, 分 别测量出动力臂 L1 和动力 F1 的数据如下表所示. 请你根据实验条件和实验数据帮助小 宁归纳出动力 F1 跟动力臂 L1 的关系: 在 的条件下, F1 = .
L1/m F1/N
0.3 0.25 2 2.4 0.2 3 0.15 4 0.1 0.05 6 12
【例5】 如图所示, 杠杆上刻度间隔都相等,为探究杠杆在水平位置平衡
的条件, 已在 A 点悬挂 2 个质量相同的钩码, 则在杠杆的 B 点 需要悬挂 个与 A 点悬挂的质量相同的钩码.
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【例6】 同学们利用实验共同验证“杠杆的平衡条件”. 实验中使用的杠杆刻线均匀, 每个钩码的
质量都相等.
(1)杠杆初始状态如图甲所示, 为使杠杆处于水平平衡状态, 此时应将杠杆右端的平衡 螺母向右调节, 也可以将杠杆左端的平衡螺母向??????调节.
(2)杠杆调节完毕后, 莉莉在杠杆支点两侧挂的钩码如图乙所示, 如果此时莉莉不再支 撑杠杆, 杠杆不能静止在水平位置. 同学们给出了自己的判断和建议： ①小红说, 把右侧的钩码减掉一个, 杠杆就平衡了. ②小林说, 把左侧的钩码向左移动一格, 杠杆就平衡了. ③小健说, 在左侧的钩码下增加一 个钩码, 杠杆就平衡了.
④小东说, 在右侧的钩码下增加一 个钩码, 并向左移动一格, 杠杆也可 以平衡. 你认为都有谁说对了?????(填序号).
【例7】小芳用如图所示的装置研究杠杆的平衡条件. 小芳在杠杆左端第四 格处挂了两个钩码,
左端第二个格处用弹簧测力
计竖直向上拉使杠杆水平平衡. 测得此时弹簧测 力计的示数为 4N. 她反复做了几次实验, 分析得 出杠杆的平衡条件为: 动力?支点到动力作用点 的距离=阻力?支点到阻力作用点的距离. 请你只 利用这套装置设计实验说明小芳的说法是不准确 的. 请你写出实验步骤和实验现象.
模块三 省力、费力杠杆的判定
【例8】 图中所示的各种用具在使用中,属于省力杠杆的是(
)
托盘天平
A
钢丝钳 B
镊子 C
钓鱼竿 D
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第6讲 杠杆及其应用 学生版
