《杠桿》學(xué)習(xí)指導(dǎo)
山東省高唐縣琉寺中學(xué) 李洪生
1.力臂的概念。力臂是本節(jié)的難點(diǎn)。對(duì)力臂的理解,注意以下幾點(diǎn):
?。?span>1)力臂是指支點(diǎn)到力(動(dòng)力或阻力)作用線的距離,而不是從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。
?。?span>2)當(dāng)作用在杠桿上的力的方向改變時(shí),其力臂的大小一般也將發(fā)生改變。
?。?span>3)力臂不一定在杠桿上。
(4)若力的作用線過支點(diǎn),則它的力臂為零。
(5)畫力臂三步驟:找支點(diǎn)、畫出力的作用線、作支點(diǎn)到力的作用線的垂線(有時(shí)需要將力的作用線進(jìn)行正向或反向延長(zhǎng))。
2.經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn),探究的過程中要注意以下幾點(diǎn):
?。?span>1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案①選取實(shí)驗(yàn)工具②寫出實(shí)驗(yàn)步驟③設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格等
?。?span>2)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡時(shí),依照“右高右旋,左高左旋”的方法,即杠桿右邊高則螺母向右移,杠桿左邊高則向左移,直至杠桿水平平衡。注意杠桿水平平衡一旦調(diào)好,不得隨意再旋轉(zhuǎn)平衡螺母,否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
?。?span>3)實(shí)驗(yàn)中,每次改變動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂后都要使杠桿保持水平平衡,這樣動(dòng)力臂和阻力臂都可以直接讀出。動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)度單位不一定要用米,只要兩個(gè)力臂的長(zhǎng)度單位統(tǒng)一就可以了。
3.根據(jù)已學(xué)過的杠桿知識(shí),注意觀察生活中各種形狀的杠桿,如指甲剪、釣魚竿、剪刀、筷子、天平、獨(dú)輪車等。并能按照動(dòng)力臂與阻力臂長(zhǎng)短的關(guān)系分析和判斷是省力杠桿、費(fèi)力杠桿還是等臂杠桿。根據(jù)杠桿平衡條件,生活中使用時(shí)要注意兩點(diǎn):
(1)要省力就要多移動(dòng)距離;
?。?span>2)要省距離就要費(fèi)力,省力又省距離的杠桿是沒有的。
例1 關(guān)于力臂,下列說法中正確的是( )
A.從動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離叫做動(dòng)力臂
B.力臂就是杠桿的長(zhǎng)度
C.從支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫做阻力臂
D.力臂一定在杠桿上
解析:力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,簡(jiǎn)單地說,就是“點(diǎn)到線”的距離,而不是“點(diǎn)”到“點(diǎn)”的距離。力臂不一定是杠桿的長(zhǎng)度,也不一定在杠桿上。
答案:C
點(diǎn)評(píng):力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離。如圖(a)、(b)所示,雖然力的作用點(diǎn)A相同,但力的方向不同,畫出力臂也不同。
例2 張華和爸爸在公園玩蹺蹺板,張華重250N,爸爸重750N。當(dāng)爸爸離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸0.5m時(shí),張華應(yīng)該坐在哪里才能使蹺蹺板平衡?
解析:利用杠桿平衡條件解題,首先要弄清動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂。本題中阻力為爸爸對(duì)杠桿的力F2=750N,阻力臂為L2=0.5m,動(dòng)力為張華對(duì)杠桿的力F1=250N,動(dòng)力臂即為張華離轉(zhuǎn)軸的距離。
解:根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2,得
L1=L2=×0.5m=1.5m
答:張華應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸1.5m處。
跟蹤練習(xí)
1.(2010德州)如圖1所示,要使杠桿處于平衡狀態(tài),在A點(diǎn)分別作用的四個(gè)力中,最小的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
2.(2010鎮(zhèn)江)在圖2中畫出物體A所受重力的示意圖和拉力F所對(duì)應(yīng)的力臂L。
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