杠桿的平衡條件:
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
即
在杠桿平衡時(shí),動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍,動(dòng)力就是阻力的幾分之幾。
利用杠桿平衡條件來(lái)分析和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題,一般遵循以下步驟:
(1)確定杠桿支點(diǎn)的位置。
(2)分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力,明確其大小和方向,并盡可能地作出力的示意圖。
(3)確定每個(gè)力的力臂。
(4)根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解。
例:如圖所示,AOB為一機(jī)械設(shè)備的簡(jiǎn)化示意圖,我們可以把它看成杠桿(自重不計(jì)),已知AO= 2OB。固定D點(diǎn),使OB處于水平位置,此時(shí)B端掛一重為40N的物體,要使杠桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),至少需在A端施加F=____N的力,在圖上畫出此時(shí)力F的方向。
解析:要想得到施加在A點(diǎn)的最小力,就要找到最大力臂,由圖可知,最大力臂應(yīng)是OA,故過(guò)A點(diǎn)作們的垂線,方向斜向下即為最小力。據(jù)杠桿平衡條件得:F?OA=G?OB,代入數(shù)值為F×2OB=40N×OB,解方程得F=20N。
答案:20 力F的方向如圖
實(shí)驗(yàn)法探究杠桿平衡條件:
實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使其在水平位置上平衡,目的是使杠桿的重心落在支點(diǎn)上,從而消除杠桿的重力對(duì)平衡的影響。當(dāng)杠桿水平平衡時(shí),O點(diǎn)距懸掛鉤碼處的距離便是力臂,而且可用杠桿上的“格數(shù)”代替力臂大小。
例:我們都做過(guò)“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有掛鉤碼時(shí),若杠桿左端下傾,則應(yīng)將右端的平衡螺母向____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。實(shí)驗(yàn)前使杠桿水平平衡的目的是____.
(2)實(shí)驗(yàn)中,用圖所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距),但老師卻提醒大家不要采用這種方式。這主要是因?yàn)樵摲N方式( )
A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作
B.需要使用太多的鉤碼
C.力臂與杠桿不重合
D.力和力臂數(shù)目過(guò)多
(3)圖中,不改變支點(diǎn)O右側(cè)所掛的兩個(gè)鉤碼及其位置,保持左側(cè)第____格的鉤碼不動(dòng),將左側(cè)另外兩個(gè)鉤碼改掛到它的下方,杠桿仍可以水平平衡。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使其在水平位置平衡,目的是方便地測(cè)量力臂。調(diào)節(jié)方法是將平衡螺母向杠桿偏高的一端調(diào),即哪端輕向哪端調(diào)。
(2)探究杠桿平衡條件時(shí),用的力和力臂數(shù)目過(guò)多,每個(gè)力都會(huì)給杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)影響,給探究過(guò)程帶來(lái)麻煩。
(3)根據(jù)杠桿平衡條件,即
,所以l1=2(格)。
答案:(1)右方便地測(cè)量力臂(2)D(3)2
利用杠桿平衡條件求最小力的方法:
由公式可知,當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí),動(dòng)力臂越長(zhǎng),動(dòng)力越小。當(dāng)動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí),動(dòng)力最小。要求最小動(dòng)力,必須先畫出最大動(dòng)力臂。
1.尋找最大動(dòng)力臂的方法
(1)當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)確定后,支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的線段即為最大動(dòng)力臂;
(2)動(dòng)力作用點(diǎn)沒(méi)有規(guī)定時(shí),應(yīng)看杠桿上哪一點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn),則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即為最大動(dòng)力臂。
2.作最小動(dòng)力的方法
(1)找到最大動(dòng)力臂后,過(guò)作用點(diǎn)作動(dòng)力臂的垂線;
(2)根據(jù)實(shí)際,動(dòng)力能使杠桿沿阻力作用的反方向轉(zhuǎn)動(dòng),從而確定動(dòng)力的方向。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chuzhong/258789.html
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