【杠杆的概念】
杠杆的定义:在力的作用下能绕固定点O转动的硬杆。 这根硬棒是杠杆。
【杠杆五要素】
下面详细解释一下这五个要素分别是什么
(1)支点:杠杆可绕其转动的O点;
(2)功率:使杠杆转动的力F1;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2;
(4)动力臂:支点O到动力F1作用线的距离L1;
(5)阻力臂:支点O到力F2作用线的距离L2;
如上图所示,力F为功率,物体的重力为阻力。 通过实验可知,当杠杆处于平衡状态时,其力量F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2满足:F1L1=F2L2;
【杠杆平衡】
当力和阻力对杠杆旋转的影响相互抵消时,杠杆将处于平衡状态。 这种状态称为杠杆平衡,但杠杆平衡并不是力的平衡。
杠杆是静止的还是匀速旋转的称为杠杆平衡。
[等臂杠杆]
从杠杆平衡条件F1L1=F2L2可以看出,当L1=L2时,F1=F2;
此时,功率和电阻的大小相等。 这种杠杆称为等臂杠杆。
与省力杠杆和省力杠杆相比,等臂杠杆既不省力,也不省距离。
常见的省力杠杆有天平和定滑轮。
【省力杠杆】
如果杠杆的动力臂大于阻力臂,则该杠杆是省力杠杆。
由杠杆余额条件F1L1=F2L2可知:
F1=F2L2/L1
显然,功率臂大于阻力臂,即当L1>L2时,F1>F2
此时,功率小于电阻。
[轻松杠杆]
如果动力臂小于阻力臂,则该杠杆是作用力杠杆。 这也可以使用数学关系来证明。
由杠杆余额条件F1L1=F2L2可知:
F1=F2L2/L1
显然,功率臂小于阻力臂,即当L1<L2时,F1<F2
【杠杆的应用】
生活中我们随处可见利用杠杆原理的工具什么是杠杆原理,比如下图
[等臂杠杆]
天平利用等臂杠杆原理,即动力臂与阻力臂相等,来测量物体的质量。由于动力臂与阻力臂相等,所以重力全部集中在左边。右托盘是相等的。 根据重力与质量的关系(G=mg),测得的质量等于重物的质量加上游戏的质量。
【省力杠杆】
使用撬棍举起岩石是典型的省力杠杆。 本质上,我们希望用更少的力量举起一块重石头。
省力杆虽然省力,但也付出了距离的代价。
[轻松杠杆]
使用鱼竿钓鱼意味着使用费力的杠杆作用
【实践】
如图所示,轻质杠杆的支点在O点,左边A处挂着两个钩子,右边B处挂着一个物体。 杠杆在水平位置保持平衡。 如果 A 下面挂有另一个钩子什么是杠杆原理,则必须将物体移至 C 以水平平衡杠杆。 若BC=5cm,AO=15cm,每个钩码的质量m为50g,求OB的长度和物体的质量M。
【解答】解决办法:
(1)当左侧A挂两个钩子代码,右侧B挂一个对象时:
∵ 杠杆水平平衡,
∴2mg×OA=Mg×OB,
即:100g×15cm=M×OB,_____①
(2)当A下方再挂一个钩码时,将物体移至C处。
∵ 杠杆水平平衡,
∴3mg×OA=Mg×OC=Mg×(OB+BC),
150g×15cm=M×(OB+5cm)﹣﹣﹣﹣﹣②
(3) 由①②联立方程组求解:
OB=10cm,M=150g.
答:OB的长度是10cm,物体的质量是150g。
在分析杠杆平衡问题时,不能仅以力的大小来判断。 你必须考虑基础知识才能有理有据地解决问题。 不要凭主观感受来解决问题。 您必须熟悉杠杆平衡的条件并使用它。