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课件网) 第十二章 简单机械 第1节 杠杆 课堂任务1 最小力问题 探究实验：使杠杆平衡的最小力。 ①实验步骤：按照下图组装实验仪器，将杠杆调至水平平衡状态，然后在A点悬挂砝码，用弹簧测力计在B点施加向下的拉力，使杠杆达到水平平 衡状态，改变拉力的角度，记 录使杠杆平衡的拉力的大小。 ②实验数据：F2＝1 N，l2＝0.2 m。 次数 测力计与水平夹角θ 力臂l1/m 拉力F1/N 1 90 ° 0.2 1 2 45 ° 0.14 1.4 3 60 ° 0.17 1.2 ③实验结论：由三次实验数据可知，在阻力F2和阻力臂l2固定不变的情况下，动力F1的方向与杠杆夹角为_____°的时候，动力的数值最小，最省力。 90 ④拓展深化：在上图中，当F1与杠杆夹角为90°时，F1的力臂为线段_____的长度，请在图中作出其他方向的两个拉力的力臂OC和OD， OB 如图所示： 通过作图可以看出，OB为直角三角形OBC和OBD的斜边，而且其他角度的拉力的力臂永远是_____(填“直角边”或“斜边”)，因此我们可以证明力臂OB为最_____力臂，对应的力F1为最_____拉力。 直角边 长 小 结论：在阻力和阻力臂固定不变的情况下，当_____点和_____点的连线作为力臂时，该力臂为最_____力臂，其对应的拉力为使杠杆平衡的最小力。 支 力的作用 长 例1 (1)如图甲所示，O为支点，若要保持杠杆处于图中的平衡状态，请画出作用在A所需要的最小的动力的方向。 如图甲所示： (2)如图乙所示，用羊角锤起钉子，请过B点画出起钉子所需最小动力F1及其力臂l1。 如图乙所示： 课堂任务2 杠杆的动态平衡 探究实验：杠杆平衡条件的实验拓展。 已知每个钩码重力为G，杠杆每小格长度为l，按照如图所示安装实验装置。 ①如图(a)所示杠杆处于平衡状态，因为：2G×3l＝3G×2l，符合杠杆平衡条件。 ②如图(b)所示，将两边各去掉一个钩码，则杠杆向_____侧倾斜，因为：1G×3l_____2G×2l。 右 < ③如图(c)所示，再将杠杆左侧1格处增加3个钩码，则杠杆向_____侧倾斜，因为：1G×3l＋3G×1l_____2G×2l。 左 > ④若要使图(c)中杠杆再次平衡，可在右侧1格处增加_____个钩码(提示：1G×3l＋3G×1l＝2G×1l＋2G×2l)，或在右侧2格处增加_____个钩码(提示：1G×3l＋3G×1l＝3G×2l)。 2 1 结论：杠杆平衡条件公式的等号成立意味着杠杆的平衡，若杠杆不平衡，杠杆将向力和力臂乘积更_____的一侧倾斜。 大 例2 如图所示杠杆处于平衡状态，若杠杆两侧钩码各向外侧移动一格，杠杆将会( ) A. 左端下降 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断 B 变式1 一根轻质杠杆OAB可绕O点转动，在杠杆的中点A挂一重物G，在杠杆的另一端B施加一个方向始终保持水平的力F，如图所示，力F使杠杆从图示位置慢慢抬起至水平位置的过程中，力F和它的力臂lF、重力G和它的力臂lG的变化情况是( ) A. F变大，lF变长 B. F变小，lF变长 C. G不变，lG变短 D. G不变，lG变长 D 课堂任务3 杠杆的综合应用 例3 如图所示，将长为1.2 m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左、右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3 m。在A处挂一个重为30 N的物体。 (1)为了防止A端下沉，B端挂的物体的重力至少为多少？ (2)为了防止B端下沉，B端挂的物体的重力最多为多少？ 解析：该题的难点在于A端下沉和B端下沉时杠杆的支点不同，导致两次分析时各力臂的长度也不相同。 (1)木棒A端下沉，支点为台面_____侧边缘，此时A端拉力的力臂lA＝_____m，B端拉力的力臂lB＝_____m，根据杠杆平衡条件：30 N×lA＝GB×lB，解得GB＝_____N。 (2)木棒B端下沉，支点为台面_____侧边缘，此时A端拉力的力臂lA′＝_____m，B端拉力的力臂为lB′＝_____m，根据杠杆平衡条件：30 N×lA′＝GB′×lB′，解得GB′＝_____N。 左 0.3 0.9 ... ...
