杠杆杠杆的应用.doc

杠杆 杠杆的应用
² 学习目标
1.知道什么是杠杆，能从常用的工具中辨认出杠杆。
2.理解力臂的概念，能在实例中确认并画出动力臂和阻力臂。
3.会用实验进行研究，并归纳出杠杆的平衡条件。理解杠杆的平衡条件。
4.理解省力杠杆的结构和使用特点，能用来解释简单的实际问题。
6.理解费力杠杆的特点，能用来解释简单的实际问题。
7.理解等臂杠杆不省力也不费力的原因。
8.知道天平是个等臂杠杆以及它的称量原理。知道秤的称量原理。
² 学习重点
1.杠杆的平衡条件。
2.三种杠杆的分类及其特点。
² 学习难点
1.力臂的概念，会画力臂。
2.能用杠杆的平衡条件解决一些实际问题。会判断杠杆的种类。
² 知识讲解
一、杠杆
1.定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。
注意：（1）在力的作用下不变形。（2）形状多种多样。
2.一根硬棒能成为杠杆的条件：
（1）要有力的作用；（2）能绕某固定点转动，两个条件却一不可。
3.杠杆的五要素：
支点：杠杆绕其转动的点，通常用O表示。
动力F1：使杠杆转动的力。（有时也可以不是一个力）
注：在实际确定动力时,要看使用杠杆工作时,为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力。
阻力F2：阻碍杠杆转动的力。（有时也可能不是一个力）
注：和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力。
动力臂l1：支点到动力作用线的距离；
注：动力作用线就是通过动力作用点,沿动力的方向所画的直线。动力臂就是从支点到动力作用线所画的垂线长,也就是几何学中的点到线的距离，而决不是从支点到动力作用点的距离。
阻力臂l2：支点到阻力作用线的距离。
4.杠杆的平衡条件
杠杆平衡指的是杠杆静止不动或匀速转动。
在研究杠杆平衡时，总是让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂（可直接读出），但在实际中，杠杆也可能是倾斜着平衡的。
杠杆的平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示：F1×l1=F2×l2。
或写成比例式:F1/F2=l2/l1
5.杠杆力臂的画法：
要正确画出杠杆上各力的力臂，就要明确力臂的概念，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，是解决杠杆问题的关键，然后按下列步骤画出力臂。
（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O；
（2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长；
（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线（或实线）表示，标出字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。
例如：

二、杠杆的应用
1.杠杆的种类
（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫省力杠杆，省力杠杆能够省力，但要费距离。
例如：钢丝钳、手推车等。
（2）费力杠杆：阻力臂大于动力臂的杠杆叫费力杠杆，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离。
例如：理发剪刀，缝纫机脚踏板等。
（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫等臂杠杆，等臂杠杆既不省力，也不费力；既不省力距离，也不费距离。
例如天平。
2.天平和杆秤
（1）天平
天平是等臂杠杆，天平在平衡时，应满足杠杆的平衡条件，由于l1=l2，G1 l1=G2l2，故有G1=G2。即砝码重力等于被测物体重力，同一位置，g相同，所以m砝=m物，砝码质量等于被测物体质量。
（2）杆秤
杆秤也是称量质量的工具，如图所示，设货物质量为M，秤砣质量为m，称量时杠杆平衡：

Mg·OA=mg·OB，式中OA是秤钩到提纽的距离，m是秤砣的质量，这两个量都是不变的，即，OB＝OA·M/m，OB跟M成正比，就是说，货物质量越大，OB就越大，杆秤上的刻度是均匀的。
除了天平和杆秤以外，还有很多测量质量的工具，如案秤、磅秤等。