杠桿杠桿的應(yīng)用

杠桿 杠桿的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是杠桿，能從常用的工具中辨認(rèn)出杠桿。2.理解力臂的概念，能在實(shí)例中確認(rèn)并畫出動力臂和阻力臂。3.會用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，并歸納出杠桿的平衡條件。理解杠桿的平衡條件。4.理解省力杠桿的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)，能用來解釋簡單的實(shí)際問題。6.理解費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)，能用來解釋簡單的實(shí)際問題。7.理解等臂杠桿不省力也不費(fèi)力的原因。8.知道天平是個(gè)等臂杠桿以及它的稱量原理。知道秤的稱量原理。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.杠桿的平衡條件。2.三種杠桿的分類及其特點(diǎn)。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.力臂的概念，會畫力臂。2.能用杠桿的平衡條件解決一些實(shí)際問題。會判斷杠桿的種類。 知識講解一、杠桿1.定義：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒叫杠桿。注意：（1）在力的作用下不變形。（2）形狀多種多樣。2.一根硬棒能成為杠桿的條件：（1）要有力的作用；（2）能繞某固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，兩個(gè)條件卻一不可。3.杠桿的五要素：支點(diǎn)：杠桿繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)，通常用O表示。動力F1：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。（有時(shí)也可以不是一個(gè)力）注：在實(shí)際確定動力時(shí),要看使用杠桿工作時(shí),為了達(dá)到預(yù)期目的,需要杠桿向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動,能使杠桿向需要方向轉(zhuǎn)動的力,不論是哪個(gè)物體施加的力,就是作用在杠桿上的動力。阻力F2：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。（有時(shí)也可能不是一個(gè)力）注：和確定動力時(shí)的方法相同,由力的轉(zhuǎn)動效果來決定,阻礙杠桿向需要方向轉(zhuǎn)動的力就是阻力。動力臂l1：支點(diǎn)到動力作用線的距離；注：動力作用線就是通過動力作用點(diǎn),沿動力的方向所畫的直線。動力臂就是從支點(diǎn)到動力作用線所畫的垂線長,也就是幾何學(xué)中的點(diǎn)到線的距離，而決不是從支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離。阻力臂l2：支點(diǎn)到阻力作用線的距離。4.杠桿的平衡條件杠桿平衡指的是杠桿靜止不動或勻速轉(zhuǎn)動。在研究杠桿平衡時(shí)，總是讓杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了便于測量力臂（可直接讀出），但在實(shí)際中，杠桿也可能是傾斜著平衡的。杠桿的平衡條件的表達(dá)式：動力動力臂=阻力阻力臂，用字母表示：F1l1=F2l2?；?qū)懗杀壤?F1/F2=l2/l15.杠桿力臂的畫法：要正確畫出杠桿上各力的力臂，就要明確力臂的概念，力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，是解決杠桿問題的關(guān)鍵，然后按下列步驟畫出力臂。（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O；（2）畫好動力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長；（3）再從支點(diǎn)O向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線（或?qū)嵕€）表示，標(biāo)出字母l1或l2，分別表示動力臂或阻力臂。例如：二、杠桿的應(yīng)用1.杠桿的種類（1）省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿叫省力杠桿，省力杠桿能夠省力，但要費(fèi)距離。例如：鋼絲鉗、手推車等。（2）費(fèi)力杠桿：阻力臂大于動力臂的杠桿叫費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)了力，但可以省距離。例如：理發(fā)剪刀，縫紉機(jī)腳踏板等。（3）等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿叫等臂杠桿，等臂杠桿既不省力，也不費(fèi)力；既不省力距離，也不費(fèi)距離。例如天平。2.天平和桿秤（1）天平天平是等臂杠桿，天平在平衡時(shí)，應(yīng)滿足杠桿的平衡條件，由于l1=l2，G1 l1=G2l2，故有G1=G2。即砝碼重力等于被測物體重力，同一位置，g相同，所以m砝=m物，砝碼質(zhì)量等于被測物體質(zhì)量。（2）桿秤桿秤也是稱量質(zhì)量的工具，如圖所示，設(shè)貨物質(zhì)量為M，秤砣質(zhì)量為m，稱量時(shí)杠桿平衡：MgOA=mgOB，式中OA是秤鉤到提紐的距離，m是秤砣的質(zhì)量，這兩個(gè)量都是不變的，即，OBOAM/m，OB跟M成正比，就是說，貨物質(zhì)量越大，OB就越大，桿秤上的刻度是均勻的。除了天平和桿秤以外，還有很多測量質(zhì)量的工具，如案秤、磅秤等。