一、杠桿
1、定義:在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。
①杠桿可直可曲,形狀任意。
、谟行┣闆r下,可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下,來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如:魚桿、鐵鍬。
2、五要素
、僦c(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O表示。
②動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F1 表示。
、圩枇Γ鹤璧K杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F2 表示。
(說(shuō)明:動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點(diǎn)在杠桿上。動(dòng)力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反)
④動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母L1表示。
⑤阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母L2表示。
3、畫力臂方法:一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽
、 找支點(diǎn)O;
、 延長(zhǎng)力的作用線(虛線);
⑶ 畫力臂(實(shí)線雙箭頭,過(guò)支點(diǎn)垂直于力的作用線作垂線);
⑷ 標(biāo)力臂 研究杠桿的平衡條件:
杠桿平衡是指:杠桿水平靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)前:應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以方便的從杠桿上量出力臂。
結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。寫成公式F1L1=F2L2 也可寫成:F1/F2=L2/L1
解題指導(dǎo):分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問(wèn)題,必須要畫出杠桿示意圖;弄清受力與方向和力臂大;然后根據(jù)具體的情況具體分析,確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問(wèn)題(如:杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化,沿什么方向施力最小等。)
解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問(wèn)題:此類問(wèn)題中阻力×阻力臂為一定值,要使動(dòng)力最小,必須使動(dòng)力臂最大,要使動(dòng)力臂最大需要做到
①在杠桿上找一點(diǎn),使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn);
、趧(dòng)力方向應(yīng)該是過(guò)該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。
二、滑輪
1、定滑輪:
、俣x:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。
②實(shí)質(zhì):定滑輪的實(shí)質(zhì)是:等臂杠桿
、厶攸c(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。
、軐(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G
繩子自由端移動(dòng)距離SF(或速度VF)=重物移動(dòng)的距離SG(或速度VG)
2、動(dòng)滑輪:
、俣x:和重物一起移動(dòng)的滑輪。(可上下移動(dòng),也可左右移動(dòng))
、趯(shí)質(zhì):動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是:動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
③特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。
a) 理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力)則:
b) F=G/2只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=(G物+G動(dòng))/2;
c) 繩子自由端移動(dòng)距離是2倍重物移動(dòng)的距離S(或vF)=2h(或vG)
3、滑輪組
①定義:定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。
、谔攸c(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向
、劾硐氲幕喗M(不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力)拉力F=G/n。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F=(G物+G動(dòng))/n 繩子自由端移動(dòng)距離是n倍的重物移動(dòng)的距離,SF(或vF)=nhG(或vG)
、芙M裝滑輪組方法:首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng))/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。
三、斜面
斜面:與水平方向有不為零的夾角的平面叫做斜面。
斜面有省力作用。如橋梁的引橋、盤山公路。斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械,使用斜面的好處是省力,斜面高度一定時(shí),斜面越長(zhǎng),使用它就越省力。計(jì)算:斜面長(zhǎng)L、斜面高h(yuǎn)、物體重G、拉力F。則:Gh=Fs.(不計(jì)摩擦的理想斜面)
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