杠杆原理的计算公式!在线等!!!!!!!!!

杠杆原理的计算公式!在线等!!!!!!!!!,第1张

F1L1=F2L2

力乘以力臂等于力乘以力臂

杠杆平衡条件:F1l1=F2l2。

力臂:从支点到力的作用线的垂直距离

杠杆平衡是指杠杆处于静止状态下或者匀速转动的状态下

扩展资料:

杠杆可以让“小力”做出“大力”能做的功。

任何机械所输出的能量,都不可能比输入它的能量还多,这是“能量守恒定律”的要求。因此,对于一个理想的机械,它的“能量输出”最多与“能量输入”是相等的,这个时候,机械所输出的功,等于输入它的功。

可以想象一个用杠杆来翘起物体的例子。在过程中,杠杆所输出的功,是“物体的重量”与“物体被抬起的高度”(或者说“输出距离”)的乘积。而输入杠杆的功,则是人所施加的“力”与“向下压的距离”(或者说“输入距离”)的乘积。

在理想的情况下,“输出的功”与“输入的功”相等,也就是“物体的重量”与“输出距离”的乘积,等于“力”与“输入距离”的乘积。这就意味着,在物体的重量一定的前提下,“力”的大小取决于“输入距离”与“输出距离”的比例。

通过调整“力”和“物体”与“支点”的相对远近,使“输入距离”大于“输出距离”,或者对于上面的例子来说,只要让下压的距离稍大于物体需要被抬起来的距离,那么用“小力”所做出来的功,便完全可以等同于一个“大力”所做的功。能够看出,这就是杠杆省力的背后的原因。

参考资来源:‍杠杆原理

第十二章《力和机械》复习提纲

一、弹力

1、弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。

2、塑性:在受力时发生形变,失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。

3、弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关

二、重力:

⑴重力的概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是:地球。

⑵重力大小的计算公式G=mg 其中g=98N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为98N。

⑶重力的方向:竖直向下 其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。

⑷重力的作用点——重心:

重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点

☆假如失去重力将会出现的现象:(只要求写出两种生活中可能发生的)

① 抛出去的物体不会下落;② 水不会由高处向低处流③ 大气不会产生压强;

三、摩擦力:

1、定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。

2、分类:

3、摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。

4、静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平衡求得

5、在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

6、滑动摩擦力:

⑴测量原理:二力平衡条件

⑵测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。

⑶ 结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。

7、应用:

⑴理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。

⑵理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。

练习:火箭将飞船送入太空,从能量转化的角度来看,是化学能转化为机械能太空飞船在太空中遨游,它 受力(“受力”或“不受力”的作用,判断依据是:飞船的运动不是做匀速直线运动。飞船实验室中能使用的仪器是 B (A 密度计、B温度计、C水银气压计、D天平)。

四、杠杆

1、 定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明:①杠杆可直可曲,形状任意。

②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。

2、 五要素——组成杠杆示意图。

①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。

②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。

③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。

说明 动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反

④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。

⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。

画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签

⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)。

3、 研究杠杆的平衡条件:

① 杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。

② 实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。

③ 结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:

动力×动力臂=阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1

解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)

解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

4、应用:

名称 结 构

特 征 特 点 应用举例

省力

杠杆 动力臂

大于

阻力臂 省力、

费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀

费力

杠杆 动力臂

小于

阻力臂 费力、

省距离 缝纫机踏板、起重臂

人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆

等臂

杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力

不费力 天平,定滑轮

说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。

五、滑轮

1、 定滑轮:

①定义:中间的轴固定不动的滑轮。

②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆

③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G

绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动

的距离SG(或速度vG)

2、 动滑轮:

①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,

也可左右移动)

②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍

的省力杠杆。

③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)

3、 滑轮组

①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)

④组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

九年级物理第十三章力和机械知识点

第一节 弹力 弹簧测力计

一、弹力

物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。

1、物体受力发生形变,不受力时又恢复原来的形状的特性叫弹性。(如轻压直尺它发生形变,撤去压力,直尺恢复原状;把橡皮筋拉长,松手后,橡皮筋又恢复原状;压缩弹簧,松手后,弹簧也能恢复原状等等)

2、物体形变后不能自动恢复原来的形状的特性叫塑性。(如橡皮泥用力捏后松手它不能恢复原状;面团用力握后松手它也不能恢复原状)

3、任何物体只要发生弹性形变,就一定会产生弹力。(如书放于桌面,书和桌子都发生了弹性形变,只不过这种形变量很小,我们不易观察,那么书和桌子之间就存在着相互作用的弹力,我们平常称它们为压力和支持力。)我们平时说的压力、支持力、拉力、弹力、张力等等都是由于物体发生弹性形变而产生的,这些力实质上都是弹力。

4、弹力产生于直接接触的物体之间,并以物体产生弹性形变为先决条件,不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。

二、弹簧测力计

1、原理:弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长。

弹簧测力计只有在弹性形变范围内,它的伸长量才跟它受到的拉力成正比。如果超出弹性形变范围,它就要损坏。

2、使用方法

(1)使用前观察:指针是否指零刻线、量程、分度值。

(2)使用时注意

①不要超过它的量程。

②拉动时要避免与外壳摩擦,以免影响测量的准确程度(尽量保证弹簧测力计内弹簧伸长的方向与所测得力在同一条直线上,即可避免上述摩擦)。

③读数时,视线要与刻度板表面垂直。

第二节 重力

一、重力的概念

宇宙间任何两个物体之间都存在互相吸引的力,这就是万有引力。大到天体之间,小到灰尘之间,以及地球与它附近的物体之间都存在万有引力。万有引力的大小与物体的质量有关,正是万有引力把地球和其他行星束缚在太阳系中,围绕太阳运转。

我们把由于地球的吸引而使物体受到的力,叫重力。重力符号为G,单位为N。

1、地球附近的一切物体,无论是固体、液体还是气体,都受到地球的吸引。重力通常叫做重量。

2、由于物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,其他物体对地球也有吸引作用,而重力特指地球对其他物体的吸引力。

3、重力的施力者是地球,受力者是物体。

4、我们身边的物体,质量比太阳、行星、月球小得多,它们之间的万有引力非常小,小到我们不能察觉,比起地球对它的重力来说,就可以忽略不计了。

二、重力的三要素

1、重力的大小

(1)物体所受重力的大小与质量成正比,其关系为 或 ,g=98N/kg。

(2)重力的大小可用弹簧测力计测出。

注意: (或 )中的g为重力与质量的比例常数,数值为98N/kg,意思是在地面附近质量为1kg的物体,受到的重力是98N。

在粗略计算时g可取10N/kg。

利用 计算时,要注意式中各量的单位,m的单位是kg,g的单位是N/kg,G的单位是N。

2、重力的方向

由于重力作用的效果是将物体拉向地面,因此重力的方向总是竖直向下的。

利用重力的方向总是竖直向下的这一特性,可以制成重垂线来检查墙壁是否竖直,也可以在水平仪上悬挂一个重垂线,检查物体表面是否水平。

3、重力的作用点

重力在物体上的作用点叫重心。

(1)重心的位置

物体的重心位置与物体的形状、材料是否均匀有关。对于材料均匀、形状规则的物体、重心在它的几何中心上;例如均匀细棒的重心在棒的中点,均匀球的重心在它的球心。

(2)重力与质量的区别和联系

重力虽与质量有关,但它与质量是完全不同的两个概念。它们的区别是本质上的,绝不可混为乙谈,它们的联系则仅在数值上。下面的表格有较为全面的归纳。

重力 质量

符号(名称字母) G m

定 义 由于地球的吸引而使物体受到的力 物体含有物质的多少

别 特 点 ①有大小、方向、作用点三要素

②同一物体在地球上不同的位置所受重力是不同的(同一物体在高纬度地区和低海拔地区受到的重力较大,在低纬度和高海拔地区受到的重力较小)

③重力的方向总是竖直向下的 ①只有大小

②同一物体质量部随物体的形状、状态、位置的改变而改变(为一定值)

③没有方向

单 位 N kg

测量工具 弹簧测力计 天平

联 系 (g=98N/kg)

第三节 摩擦力

一、摩擦力

1、定义:两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力。

2、产生的条件:(1)两个物体要相互接触;(2)两物体要发生相对运动;(3)两物体之间要有正压力。

3、作用效果:阻碍物体间的相对运动。

4、方向:与物体相对运动方向相反。

5、施力物体:是相互接触的物体。

6、摩擦的种类:滑动摩擦、滚动摩擦等。

(1)滑动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦;滚动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。

(2)滚动摩擦是比较复杂的物理现象,不能称作滚动摩擦力。

(3)在压力相同的情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

(4)还有一种摩擦叫静摩擦。两个相互接触哦物体,在外力作用下有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力。如推桌子却没推动,这时在桌子与地面间就产生了静摩擦,它阻碍了桌子与地面间的相对运动趋势,其方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,由于物体仍保持静止状态,所以静摩擦力总与外力平衡,当外力逐渐增大时(但物体仍没有运动起来),静摩擦力也随之增大。当外力增大到某一程度物体运动起来后,在接触面间产生的就不再是静摩擦力。

二、滑动摩擦力大小的决定因素

1、跟压力大小有关:在其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。

2、跟接触面的粗糙程度有关:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。

注意:这里采用的研究方法叫控制变量法。这种方法在今后的学习中经常采用。

本实验的测量原理是:二力平衡条件。如图所示,

物体在水平拉力F的作用下,在水平面上做匀速直线

运动,拉力F和摩擦力F′是一对平衡力,大小相等,

即F′=F,由弹簧测力计的示数即可知道摩擦力的大小。

三、增大和减小摩擦的方法

1、增大有益摩擦的方法:使接触面粗糙、增大压力。例如在汽车轮胎上刻上花纹,以防打滑;啤酒瓶颈握在手中时,如果要下滑,我们只有握得更紧就不会再滑。这两种方法前者就是使接触面粗糙,后者则是增大压力。

2、减小有害摩擦的方法:减小压力,使接触面变得光滑些;用滚动代替滑动;使相互接触的表面分开(如加润滑油和用压缩空气或电磁场使摩擦面脱离接触)。

第四节 杠杆

一、杠杆

1、定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。

(1)“硬棒”不一定是棒,泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体。

(2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。

2、杠杆的七要素

(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定的。

(2)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。

(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示。

(4)动力作用点:动力在杠杆上的作用点。

(5)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点。

(6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“l1”表示。

(7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“l2 ”表示。

注意:无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上的力,但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下,把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力,而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。

力臂是点到线的距离,而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的,其力臂为零,对杠杆的转动不起作用。

3、杠杆示意图的画法:(1)根据题意先确定

支点O;(2)确定动力和阻力并用虚线将其作用线

延长;(3)从支点向力的作用线画垂线,并用l1和

l2分别表示动力臂和阻力臂。如图所示,以翘棒为例。

第一步:先确定支点,即杠杆绕着哪一点转动,用字母“O”表示。如图甲所示。

第二步:确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起,则人应向下用力,画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反,在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动,则阻力是石头施加给杠杆的,方向向下,用“F2”表示如图乙所示。

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,并标明相应的“l1”“l2”, “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂,如图丙所示。

二、杠杆的平衡条件

1、杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。

2、杠杆的平衡条件实验

(1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,力臂l1和l2恰好重合,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了,而图甲杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有乙方便。由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡。

3、杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1l1=F2l2。

杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

三、杠杆的应用

1、省力杠杆:动力臂l1>阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大)。

2、费力杠杆:动力臂l1<阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)。

3、等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距离也不费距离。

既省力又省距离的杠杆时不存在的。

第五节 其他简单机械

一、滑轮

1、滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。如右图所示。

因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可

以用杠杆的平衡条件来分析。

根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2、定滑轮

(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如下左图所示。

(2)实质:是个等臂杠杆。(如下中图所示)

轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件:,可知,因为重物匀速上升可知,则,不省力。

(3)特点:不省力,但可改变力的方向。 S=h

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中F1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G上升的力)。

(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。(如上右图所示)

对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳重和摩擦)

3、动滑轮

(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。(如下左图所示)

(2)实质:是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。(如上中图所示)

图中O可看作是一个能运动的支点,其动力臂l1=2r ,阻力臂l2=r,根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,即F1�6�12r=F2�6�1r,得出 ,当重物竖直匀速向上时,F2=G,则 。

(3)特点:省一半力,但不能改变力的方向。

(4)动力移动的距离是重物移动距离的2倍。(如上右图所示)

对于动滑轮来说:

(1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;

(2)动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动;动力F1的方向与并排绳子平行;不计动滑轮重、绳重和摩擦。

二、滑轮组

1、定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

2、特点:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即 (条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。

3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,即s=nh。如下图所示。(n表示承担物重绳子的段数)

n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5

s=2h s=3h s=3h s=4h s=4h s=5h

A B C D E F

4、滑轮组的组装:(1)根据 的关系,求出动滑轮上绳子的段数n;(2)确定动滑轮的个数;(3)根据施力方向的要求,确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是:一个动滑轮应配置一个定滑轮,当动滑轮上为偶数段绳子时,可减少一个定滑轮,但若要求改变力的作用方向时,则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后,绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则,由内向外缠绕滑轮。

三、轮轴

1、定义:由两个半径不同的轮子固定在同一转轴的

装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮,半径较小的轮叫轴。

2、实质:轮轴可看作是杠杆的变形。如右图所示。

3、特点:当把动力施加在轮上,阻力施加在轴上,

则动力臂l1=R,阻力臂l2=r,根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,

即F1R=F2r,∵R>r,∴F1<F2,即使用轮轴可以省力,也可以改变力的方向,但却费了距离。

四、斜面

(1)如图所示斜面是一种可以省力的简单机械,但却费距离。

(2)如上图所示:当斜面高度h一定时,斜面L越长,越省力(即F越小);当斜面长L相同时,斜面高h越小,越省力(即F越小);当斜面L越长,斜面高h越小时,越省力(即F越小)。

27、为了保证起重机在起重时不会翻倒,起重机右边配有一个重物M,现测得重物M的质量为4t,AB为10m,BC为4m,CD为1m。(g取10N/㎏)

问:该起重机可起吊的最大物重为多少(起重机本身的重不计)

 

解析:以点B为支点,BC为4m ,CD=1m,AB=10

因为,M=4t 所以由:F1×L1=F2×L2可得:

GM×BC= G物×AB  即G物=( GM×BC)/ AB=20000N

所以最大重物重量为20000N

28、有一架不等臂天平,当将物体放在左盘中时称得质量为m1=225g,当物体放在右盘中时称得质量为m2=256g,则物体的质量是多少?

解析:设物体的质量为m,天平左臂长为L左,天平右臂长为L右

则,根据杠杆的平衡条件F1×L1= F2×L2可得:

m g × L左  = m1 g × L右         1

m2 g × L左 = m g × L右        2

1/2可得:m/m2=m1/m

           m2=m1× m2 =225×256=152×162(57600)

所以:m=240 g

杠杆原理公式:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即:F1×L1=F2×L2。

式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂,杠杆原理也叫做“杠杆平衡条件”。

要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。力臂从支点到力的作用线的垂直距离,通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的,便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。

运用

1)剪较硬物体

要用较大的力才能剪开硬的物体,这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。

2)剪纸或布

3)剪树枝

修剪树枝时,一方面树枝较硬,这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。

例题讲解

1用一撬棍撬石头,石头对棍的阻力为1000N,动力臂为150cm,阻力臂为15cm,求人所用的力。

解:

2已知动力臂是阻力臂的20倍,阻力为20000牛,只需几牛的动力就可以克服阻力

解:

3一重为1000N的重物挂在杠杆支点左侧20厘米处,小明最多只有500N的力气,在支点右侧30厘米处能否使利用杠杆举起重物,如不能,还要将杠杆加长多少厘米

知识点。

关于支点:找不到支点时,就让物体转一转,杠杆上不转动的那个点就是支点!

关于动力和阻力,有时候并不好区分,此时只需要假设一个是动力,另一个是阻力即可!

最重要也最易错的是画动力臂和阻力臂!一定要注意的是两个力臂都是支点到力的作用线的距离(是点到线的距离),而不是支点到力的作用点的距离!

画力臂的过程,可以分为(一找支点、二画力的作用线、三引垂线、四标垂足和力臂)具体例子如上图所示!

2杠杆平衡的条件:F1×L1=F2×L2

需要注意两点:一是杠杆平衡包括杠杆在动力和阻力作用下处于静止或匀速转动两种情况!

二是无论是在实验前调平衡还是在实验过程中调平衡,都是让杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是一方面使杠杆重心在支点,从而消除自身重力对实验的影响,另一方面是因为此时力臂就在杠杆上,因此便于直接测量出力臂!

3省力杠杆和费力杠杆的判断!

这属于几乎每年中考必考题!看似送分的简单题,但是有时候会因为不会画力臂导致判断失误!

比如下图中关于人体的杠杆中的省力和费力杠杆问题:

4画最小动力问题:

方法是:先找到距离支点最远的点,然后连接此点和支点,再过该点做这条连线的垂线(注意要沿着使杠杆转动的方向画)!

好了,以上就是我的详细介绍了。

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