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杠杆 知识点一、杠杆 1、什么是杠杆？ 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 说明：①“硬棒”不一定是直棒，只要在外力作用下不变形的物体都可以看成杠杆，杠杆可以是直的也可以是任意形状的。 ①一根硬棒能成为杠杆，应具备两个条件：一是要有力的作用；二是能绕固定点转动。两个条件缺一不可。例如：撬棒在没有使用时就不能成为杠杆。杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，固定点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置。 2、杠杆的五要素： 五要素 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 物理含义 杠杆可以绕其转动的点，用“O”表示 是杠杆转动的力，用“F1”表示 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 从支点O到动力F1作用线的距离，用“l1”表示 从支点O到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示 3、八点透析杠杆的五要素 ①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其它位置。同一杠杆，使用方法不同，支点的位置也不可能不同。在杠杆转动时，支点是相对固定的。 ①动力和阻力是相对而言的，不论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体。动力和阻力的作用效果正好相反。 ①动力作用点：动力在杠杆上的作用点。 ①阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。 ①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离。某个力作用在杠杆上，若作用点不变，力的方向改变，力臂一般要改变。 ①力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。 ①力臂的表示与画法：过支点做力的作用线的垂线 l l ①力臂的三种表示方式：选择哪种据个4、力臂的画法： 方式，根人习惯而定。 l 第一步：先确定支点，即杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。 第二步：确定动力和阻力。人的目的是将石头撬起，则人应向下用力，此力即为动力，用“F1”表示。这个力F1的作用效果是使杠杆逆时针转动，阻力的作用效果恰好与动力的作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应沿着顺时针方向转动，则阻力的作用效果杠杆应沿着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的方向向下的压力，用“F2”表示。 第三步：画出动力臂和阻力臂。将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”“l2”。 知识点二、杠杆的平衡条件 1、杠杆平衡：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时，我们就可以认为杠杆是平衡的。 2、实验探究：杠杆的平衡条件 实验器材：杠杆和支架、钩码、刻度尺、线。 实验步骤：①调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。在调节时，如果杠杆的左边下沉，则应将杠杆两端的平衡螺母向右调，如果杠杆的右边下沉，则应将杠杆两端的平衡螺母向左调，简称“左沉右调，右沉左调”。 ②如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两边收到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。 把支点右方的钩码对杠杆施的力当成动力F1，支点左方的钩码对杠杆施的力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、l1、F2、l2的数据填入实验表格中。 ③改变动力F1和动力臂l1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂l2的大小，再做两次实验，将结果填入实验表格 实验 序号 1 2 3 动力F1/N 动力臂l1/cm 动力×动力臂/N·cm 0.5 1.5 2.0 20 20 20 10 30 40 阻力F2/N 1.0 1.0 4.0 阻力臂l2/cm 阻力×阻力臂/N·cm 10 30 10 10 30 40 探究归纳：只有动力×动力臂=阻力×阻力臂，杠杆才平衡 注意：①试验中，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，有两个目的：一是让杠杆的重心刚好在支点，重力的力臂为0，以消除杠杆的重力对实验的影响；二是便于测量力臂（或从带有刻度的杠杆上直接读取力臂）。 ①试验中应改变钩码的个数或位置进行多次试验，得出普遍规律，防止结论的偶然性。 ①在实验过程中绝不能再调节平衡螺母，因为实验过程中再调节平衡螺母，会破坏原有的平衡。 3、杠杆的平衡条件表达式：动力x动力臂=阻力x阻力臂，即动力阻力臂；公式表示为阻力动力臂F1l1F2l2，即F1l1 F2l2应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统一。 4、杠杆转动方向的判断 ①当F1l1F2l2时，杠杆的平衡即被破坏，原来静止的杠杆就要转动起来，原来匀速转动的杠杆将变速转动。 本文来源：https://www.dywdw.cn/32ac3d420b12a21614791711cc7931b764ce7b15.html
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2023-02-24
