下圖是大家熟悉的蹺蹺板游戲,這個游戲背后蘊含的物理知識正是杠桿平衡原理。接下來讓我們一起學(xué)習(xí)吧!
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什么是杠桿呢?
一根硬棒,在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動,那這根硬棒就叫做杠桿!
重點筆記
重點來了!快記哦——
1.支點、動力的作用點、阻力的作用點均在杠桿上。
2.力臂的長度就是支點到力的作用線的垂直距離(最短距離,動力臂與動力的作用線垂直,阻力臂與阻力的作用線垂直)。
3.杠桿的平衡條件為:F動×L動=F阻×L阻
4.杠桿分類總結(jié):
(注:L1為動力臂,F1為動力,L2為阻力臂,F2為阻力)
趣味引申
學(xué)完杠桿平衡原理,再來看蹺蹺板的例子,你和朋友去玩耍蹺蹺板,你的重量就是對杠桿的動力,你朋友的重量則是提供阻力,杠桿通過整個動力臂的長度和阻力臂的長度來分散物重。所以,如果你的朋友是你的兩倍重,你需要坐在離他到支點兩倍距離的地方才能將他翹起。
杠桿是其他簡單機械的基本元素!可以在我們身邊各種各樣的裝置中找到,我們自身包括很多動物身上都在應(yīng)用杠桿的原理來提高存活率!或者讓我們的生活更加便捷!
生活中杠桿原理的用途隨處可見,
對從古至今的生產(chǎn)生活都起到了巨大的幫助,
但是杠桿原理到底有多么強大,咱們用一段趣味視頻小結(jié)一下!
(視頻請在WiFi下觀看,土豪請隨意)
習(xí)題演練
1.請畫出圖中拉力F對支點O的力臂L。
【解析】先找到支點O,再畫出力F的作用線;然后從支點O向力F的作用線做垂線段,用大括號括起來,該垂線段就是我們要做的力臂L,如圖所示:
【答案】
2.試著畫出使杠桿AOB保持平衡的最小拉力F和對應(yīng)的力臂L。
【解析】作最小拉力F,我們應(yīng)找到最大動力臂L,首先找到支點O,再在杠桿上找離支點O最遠的點A,連接OA,即OA為最大動力臂。再向下作OA的垂線段AF即為最小拉力F,OA用大括號括起來,就是我們要做的力臂L,如圖所示
【答案】:
點評:杠桿是一根硬桿,但不一定必須是直桿,本題的例子就很清楚AOB是杠桿但不是直桿,類似的情況一定要仔細分析再用學(xué)習(xí)的方法去畫圖。
3.在探究杠桿平衡條件的實驗中,保證杠桿在水平位置平衡,就可以直接從杠桿上讀出 ,如圖所示,在支點左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼,右側(cè)30cm刻度處用彈簧測力計沿豎直方向下拉杠桿,使其水平平衡,此時彈簧測力計示數(shù)為 N。
【解析】如圖所示,杠桿處于水平位置時,杠桿上的刻度便于讀取力臂的長度;此時彈簧測力計的示數(shù)為動力的大小,鉤碼的重力為阻力.由杠桿平衡原理(F動×L動=F阻×L阻)知,3×0.5N×20cm =F阻×30cm;得F阻=1N.
【答案】力臂 1N
(本期完)
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