6.5 探究杠杆的平衡条件
第1课时 杠杆的平衡条件
知识点一 杠杆
1.杠杆的定义:物理学上,在压力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的,也可以是弯的,甚至可以是任意形状的。
2.杠杆的五要素(如图所示):
(1)支点:杠杆绕着转动的点,叫做支点,用“O”表示;
(2)动力:使杠杆转动的力叫做动力,用“F1”表示;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫做阻力,用“F2”表示;
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂,用“L1”表示;
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂,用“L2”表示;
无论动力还是阻力,它们都是杠杆受到的力,没有绝对的界线。一般把人们施加给杠杆的力或使杠杆转动的力叫做动力,而把在这时阻碍杠杆转动的力叫做阻力。
3.力臂的画法:要正确画出杠杆上各力的力臂,首先要明确力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。画力臂的主要步骤是:①找出支点O;②画力的作用线;③作支点O到力的作用线的垂线段;④标出符号。
温馨提示:一根硬棒成为杠杆,不仅要有力的作用,而且必须能绕某固定点转动,缺少任何一个条件都不能成为杠杆。如:瓶起子在没有使用时就不能称为杠杆,杠杆的形状没有特别的要求。支点可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置。力的作用线是沿力的方向画的一条直线,力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。
例1 如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将质量相等的苹果、桔子分别吊在轻杆的左、右两端,放手后,轻杆马上顺时针转动起来。使轻杆顺时针转动的力是( )
A.苹果的重力
B.桔子的重力
C.吊桔子的绳对轻杆的拉力
D.吊苹果的绳对轻杆的拉力
解析:设苹果和桔子对轻杆的拉力分别为动力和阻力,因为苹果与结子的质量相等,即动力等于阻力,由图知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件知,使轻杆顺时针转动的力是吊桔子的绳子对轻杆的拉力。
答案:C
知识点二 探究杠杆的平衡条件 精练版P11
实验目的:探究杠杆平衡条件
实验器材:杠杆、铁架台、钩码。
实验步骤:调节杠杆在水平位置平衡,在杠杆两边悬挂钩码,移动其悬挂位置,使杠杆平衡,进行多次实验,测出多组数据,从而总结杠杆平衡条件。
实验结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2,同时也可写成=。
实验注意事项:(1)杠杆的平衡调节;(2)实验在杠杆水平平衡状态下进行,使杠杆自身重力对杠杆平衡不产生影响,也方便从杠杆上直接读出力臂;(3)实验应多次进行,测出多组数据,总结杠杆平衡条件,避免一次实验数据的偶然性导致得出错误结论。
例2 甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图甲、乙所示。
(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向________调节。
(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是:_________
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