在生活中人們要使用各種各樣的工具,大到復(fù)雜的機(jī)器人,小到吃飯用的筷子,在物理學(xué)中都被稱之為“機(jī)械”。
玉兔號(hào)月球車筷子
(月球車圖片來(lái)自騰訊)
其中象杠桿、滑輪、輪軸等構(gòu)造非常簡(jiǎn)單的工具,通常把它們稱為“簡(jiǎn)單機(jī)械”。
平時(shí)我們接觸最多的工具,象指甲剪刀、衣服夾子、剪子、鉗子等等都屬于簡(jiǎn)單機(jī)械。
指甲剪刀衣服夾
鉗子剪子
通過(guò)觀察小圖片情景,想想看,圖片中工具有什么共同特點(diǎn)?
【舉手提問(wèn)】
什么是杠桿?杠桿的“三點(diǎn)兩臂”指的是什么?如何畫(huà)杠桿的力臂?【新課學(xué)習(xí)】
一、什么是杠桿?
在物理學(xué)中把在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。
例如:用撬棒撬石塊,撬棒被稱為“杠桿”
人類很早就開(kāi)始使用杠桿了,象使用杠桿搬動(dòng)巨大的石塊,使用杠桿舂米等等。
搬運(yùn)巨石舂米器具
杠桿的形狀多種多樣,有的是直桿,也有的是曲桿。例如:羊角錘、專用鉗子等。
羊角錘專用鉗子
人們把多個(gè)杠桿靈活組合,更為廣泛地發(fā)揮他們的作用。例如:挖掘機(jī)、吊車等。
挖掘機(jī)吊車
二、杠桿的“三點(diǎn)兩臂”
為了了解杠桿的作用,我們先要熟悉描述杠桿的幾個(gè)名詞。
1.杠桿的“三點(diǎn)”
杠桿的“三點(diǎn)”指的是杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力。
杠桿三點(diǎn)示意圖
三點(diǎn)的定義:
支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),用符號(hào)O表示。
動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用符號(hào)F1表示。
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用符號(hào)F2表示。
2.杠桿的“兩臂”
杠桿的“兩臂”指的是動(dòng)力臂和阻力臂。
力臂的定義:
動(dòng)力臂:支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離,用符號(hào)L1表示。
阻力臂:支點(diǎn)到阻力作用線的距離,用符號(hào)L2表示。
杠桿力臂示意圖
三、杠桿力臂的畫(huà)法
杠桿力臂作圖是描述杠桿的重要***,找到杠桿支點(diǎn)、明確力的作用線是作圖的基礎(chǔ),理解從杠桿支點(diǎn)到力(動(dòng)力或阻力)作用線的距離是作圖的關(guān)鍵。
[反思]
1.杠桿長(zhǎng)不一定是力臂長(zhǎng),當(dāng)杠桿跟動(dòng)力或阻力作用線方向垂直時(shí),力臂跟杠桿長(zhǎng)度相同。
如下圖,動(dòng)力臂L1<杠桿長(zhǎng)OA,
阻力臂L2=杠桿長(zhǎng)OB.
2.表示***:
力臂常用用雙箭頭表示,也可以用大括號(hào)描述。
雙箭頭大括號(hào)
3.力的作用線:
力的作用線是否正向或反向延長(zhǎng),要看原圖表示力大小線段的長(zhǎng)度.
不用延長(zhǎng)反向延長(zhǎng)
【中考真題訓(xùn)練】
(2019河南)圖中開(kāi)瓶器開(kāi)啟瓶蓋時(shí)可抽象為一杠桿,不計(jì)自重.圖中能正確表示它工作示意圖的是()(2019鹽城)在圖中畫(huà)出力F的力臂.3.(2019廣東省卷)
如圖所示,拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上,請(qǐng)畫(huà)出行李箱受到的重力G的示意圖,以及拉力F對(duì)0點(diǎn)的力臂L.
4.(2019西寧)
如圖所示,畫(huà)出杠桿A端所掛物體重力的示意圖和杠桿B端所受力F的力臂L.
5.(2019岳陽(yáng))請(qǐng)畫(huà)出圖中杠桿動(dòng)力F的力臂L.
6.(2019威海)
如圖所示是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖,其中手柄AOB是一個(gè)杠桿,杠桿在動(dòng)力F的作用下繞◎點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿在B點(diǎn)受到阻力的示意圖和F1的力臂。
7.(2018甘肅省卷)
如圖所示為釣魚(yú)竿釣魚(yú)的示意圖,0為支點(diǎn),請(qǐng)畫(huà)出F1、F2的力臂L1和L2.
參考答案:1.B
2圖3圖
4圖5圖
6圖7圖