在生活中人们要使用各种各样的工具,大到复杂的机器人,小到吃饭用的筷子,在物理学中都被称之为“机械”。

玉兔号月球车 筷子

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(1)

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(2)

(月球车图片来自腾讯)

其中象杠杆、滑轮、轮轴等构造非常简单的工具,通常把它们称为“简单机械”。

平时我们接触最多的工具,象指甲剪刀、衣服夹子、剪子、钳子等等都属于简单机械。

指甲剪刀 衣服夹

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画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(4)

钳子 剪子

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画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(6)

通过观察小图片情景,想想看,图片中工具有什么共同特点?

【举手提问】

  1. 什么是杠杆?
  2. 杠杆的“三点两臂”指的是什么?
  3. 如何画杠杆的力臂?

【新课学习】

一、什么是杠杆?

在物理学中把在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。

例如:用撬棒撬石块,撬棒被称为“杠杆”

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(7)

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(8)

人类很早就开始使用杠杆了,象使用杠杆搬动巨大的石块,使用杠杆舂米等等。

搬运巨石 舂米器具

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画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(10)

杠杆的形状多种多样,有的是直杆,也有的是曲杆。例如:羊角锤 、专用钳子等。

羊角锤 专用钳子

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画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(12)

人们把多个杠杆灵活组合,更为广泛地发挥他们的作用。例如: 挖掘机、吊车等。

挖掘机 吊车

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画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(14)

二、杠杆的“三点两臂”

为了了解杠杆的作用,我们先要熟悉描述杠杆的几个名词。

1.杠杆的“三点”

杠杆的“三点”指的是杠杆的支点、动力和阻力。

杠杆三点示意图

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三点的定义:

支点:杠杆绕着转动的点,用符号O表示。

动力:使杠杆转动的力,用符号F1表示。

阻力:阻碍杠杆转动的力,用符号F2表示。

2.杠杆的“两臂”

杠杆的“两臂”指的是动力臂和阻力臂。

力臂的定义:

动力臂:支点到动力作用线的距离,用符号L1表示。

阻力臂:支点到阻力作用线的距离,用符号L2表示。

杠杆力臂示意图

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(17)

三、杠杆力臂的画法

杠杆力臂作图是描述杠杆的重要方法,找到杠杆支点、明确力的作用线是作图的基础,理解从杠杆支点到力(动力或阻力)作用线的距离是作图的关键。

[反思]

1.杠杆长不一定是力臂长,当杠杆跟动力或阻力作用线方向垂直时,力臂跟杠杆长度相同。

如下图,动力臂L1<杠杆长OA,

阻力臂L2=杠杆长OB.

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(18)

2.表示方法:

力臂常用用双箭头表示,也可以用大括号描述。

双箭头 大括号

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(19)

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(20)

3.力的作用线:

力的作用线是否正向或反向延长,要看原图表示力大小线段的长度.

不用延长 反向延长

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(21)

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(22)

【中考真题训练】

  1. (2019河南)图中开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重.图中能正确表示它工作示意图的是( )
  2. (2019盐城)在图中画出力F的力臂.

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(23)

3.(2019广东省卷)

如图所示,拉杆式行李箱在拉力F的作用下静止在斜坡上,请画出行李箱受到的重力G的示意图,以及拉力F对0点的力臂L.

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(24)

4.(2019西宁)

如图所示,画出杠杆A端所挂物体重力的示意图和杠杆B端所受力F的力臂L.

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5.(2019岳阳)请画出图中杠杆动力F的力臂L.

画杠杆力臂方向的画法(杠杆及力臂的画法)(26)

6.(2019威海)

如图所示是一种活塞式抽水机的示意图,其中手柄AOB是一个杠杆,杠杆在动力F的作用下绕◎点匀速转动,请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂。

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7.(2018甘肃省卷)

如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,0为支点,请画出F1、F2的力臂L1和L2.

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参考答案:1. B

2图 3图

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4图 5图

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6图 7图

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