杠杆原理什么意思
作图题是物理中考的必考题型之一,而杠杆作图在其中出现的频率是比较高的.许多同学在作图时往往由于概念不清,或者审题不明,会出现一些无谓的失误,造成失分.实际上,杠杆作图题就那么几种类型,只要同学们清楚有关杠杆的基本概念,审清题意,此类作图题完全可以轻松解决.类型一:已知力与支点,作力臂
例1 如图1所示,O为支点,杠杆在力F的作用下静止,请在图中画出力F的力臂l.
解析 此类型作图题比较简单,只要理解力臂的概念“从支点到力的作用线的垂直距离”就能准确画出,如果不能直接作垂线,则只要将力的作用线延长即可,注意延长线要用虚线.
例2 如图2所示,杠杆AO可绕支点O转动,在B点悬挂一重物G,细绳固定于A点,绕过定滑轮在力F的作用下,使杠杆绕O点沿逆时针匀速转动,请画出此杠杆的动力臂l1.
解析 本题虽然也已知支点和力,但是要注意图中的力F并不是杠杆的动力,常见错误就是有同学会直接作O点到图中力F的垂线段.动力的定义是“使杠杆转动的力”,故受力物体必须是杠杆,作用点应在杠杆上.本题必须先作出动力F1,才能准确作出动力臂l1.
类型二:已知支点和力臂,作动(阻)力
例3 如图3所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,l1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂l2及力F1.
例4 如图4所示,请画出动力臂为l1的动力F1的示意图.
解析 此类型题在解决时,不仅要让力的作用线和已有的力臂垂直,还要注意力的作用点要画在杠杆上,以及标出力的方向.例3的动力和阻力在支点的同侧,所以两力的方向相反,而例4的动力和阻力在支点的两侧,故两力方向大致相同.
类型三:生活中的杠杆
例5 如图5为从井中取水的装置,如图所示,其在力F1的作用下工作,请画出此时作用于B点的力F2.
例6 如图6用羊角锤拔木板中的钉子,作出此时的阻力F2.
解析 现在的很多同学有一个共同点,就是严重缺乏生活体验,对于以上的工具,大多数同学都没有见过.所以同学们有机会最好找些实物感受一下,也可以利用身边的物品,如铅笔、小刀、塑料尺来模拟题中的装置,先准确找到支点,再作出力与力臂.
类型四:作出最小力
例7 在图7中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图和这个力的力臂l(要求保留作图痕迹).
例8 如图8所示,画出使轻质杠杆AB在图示位置静止时,作用于A点的所用最小力F的示意图.
解析 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小.若要作出使杠杆保持平衡的最小动力,就必须先找出最大动力臂.
(1)寻找最大动力臂的方法:①动力的作用点确定的时候,则支点到动力作用点之间的线段即为最大动力臂;②动力的作用点没有确定时,应观察杠杆上哪一点离支点最远,则这一点到支点的距离即为最大动力臂.
(2)作最小动力的方法:①找出最大动力臂后过动力作用点作动力臂的垂线;②根据杠杆平衡的实际情况确定动力的方向,最后标上箭头和字母F或F1.
类型五:人体中的杠杆
例9 如图9所示,某同学在做运动时,可将他视为一个杠杆,支点为O,他的重心在A点,请画出此“杠杆”的动力F的示意图.
解析 当人在进行一些体育锻炼或劳动时,人体或人体的某一部分也可以看作是杠杆,比如做俯卧撑.结合杠杆力与力臂的概念思考,动力的作用点应在杠杆上,故地面对手的支持力为动力F.
例题参考答案:
延伸拓展:滑轮和轮轴——变形的杠杆
例10 如图10有一动滑轮提升重物,要求在图中标明支点O,画出F1、F2的力臂l1、l2.
例11 如图11辘轳就是轮轴的一种,它的侧面图如图所示,辘轳也可以看成是变形的杠杆,辘轳绕着转动的轴心就是支点,辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮,作用在把手上的力为动力F1,井筒对轴向下的拉力是阻力F2,请在辘轳的侧面图上画出辘轳的杠杆示意图.通过示意图可以发现辘轳是 杠杆.
变式训练:
1.在图12、13中,画出动力F1的力臂和阻力F2的示意图.
2.如图14中ABO可看成杠杆,O为支点,请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图.
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄寚閫氳繃鍔涚殑浣滅敤锛屽皢鍔涢噺浠庝竴涓偣浼犻掑埌鍙︿竴涓偣锛屼粠鑰屽疄鐜扮墿浣撶殑绉诲姩鎴栧钩琛$殑涓绉嶇墿鐞嗗師鐞銆傝鍘熺悊鍩轰簬鍔涚煩鐨勬蹇碉紝鍗冲姏鍜屽姏鐨勮浆鍔ㄦ晥搴旂殑涔樼Н銆傞氳繃宸у杩愮敤鏉犳潌鍘熺悊锛屼汉浠彲浠ョ敤杈冨皬鐨勫姏閲忓幓椹卞姩杈冨ぇ鐨勮礋杞斤紝鎴栬呴氳繃鏀瑰彉鍔涚殑鏂瑰悜鏉ュ疄鐜版煇浜涙搷浣溿備笅闈㈣缁嗚В閲婃潬鏉嗗師鐞嗙殑鐩稿叧鍐呭銆備竴銆佹潬鏉嗙殑鍩...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄竴绉嶇墿鐞嗗鐨勫師鐞锛鎸囩殑鏄氳繃涓瀹氱殑鏀偣锛屽埄鐢ㄥ姏鐨勪綔鐢紝浣垮緱杈冨皬鍔涘彲浠ヤ骇鐢熻緝澶х殑鍔涚煩锛屼粠鑰屽疄鐜板姏閲忕殑鏀惧ぇ鎴栧钩琛$殑鏁堟灉銆杩欑鍘熺悊涓昏娑夊強鍒板姏鐭╃殑姒傚康锛屽嵆閫氳繃鍔涚殑搴旂敤鐐瑰拰鍔涚殑闀垮害浠ュ強浣滅敤瑙掑害鐨勪笉鍚岃屼骇鐢熶笉鍚岀殑杞姩鏁堟灉銆傚湪鐗╃悊瀛︿腑锛屾潬鏉嗗師鐞琚箍娉涚敤浜庤В閲婂悇绉嶆満姊拌缃殑宸ヤ綔鍘熺悊銆備笅闈...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鐨勬剰鎬濇槸鎸囷紝鍦ㄦ潬鏉嗕笂鏂藉姞涓瀹氱殑鍔涢噺锛岄氳繃鏉犳潌鐨勪綔鐢紝鍙互鏀惧ぇ杩欎釜鍔涢噺锛屼娇鍏朵綔鐢ㄥ湪鍙︿竴绔骇鐢熸洿澶х殑鏁堟灉銆傝繖涓師鐞嗘秹鍙婂埌鍔涘涓殑鍔涚煩鍘熺悊锛屽嵆鍔涘拰鍔涜噦鐨勪箻绉喅瀹氫簡鍔涚殑浣滅敤鏁堟灉銆傛潬鏉嗗師鐞嗗箍娉涘簲鐢ㄤ簬鍚勭鏈烘瑁呯疆鍜屽伐鍏蜂腑锛屼汉浠氳繃璁捐鍜岃繍鐢ㄤ笉鍚岀殑鏉犳潌绯荤粺鏉ュ疄鐜颁笉鍚岀殑鍔熻兘鍜岀洰鐨勩備笅闈㈣繘琛岃缁...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄氳繃鏀瑰彉鍔涜噦鐨勯暱搴︽潵鏀瑰彉浣滅敤鍔涚殑鏁堟灉銆傛潬鏉嗗師鐞嗭紝涔熺О涓衡滄潬鏉嗗钩琛℃潯浠垛濓紝鏄竴绉嶇畝鍗曟満姊板師鐞锛岃浣挎潬鏉嗕繚鎸佸钩琛★紝浣滅敤鍦ㄦ潬鏉嗕笂鐨勪袱涓姏鐭╋紙鍔涗笌鍔涜噦鐨勪箻绉級澶у皬蹇呴』鐩哥瓑锛屽嵆鍔ㄥ姏脳鍔ㄥ姏鑷=闃诲姏脳闃诲姏鑷傦紝瑕佷娇鏉犳潌杈惧埌骞宠 锛屽姩鍔涜噦鏄樆鍔涜噦鐨勫嚑鍊嶏紝闃诲姏灏辨槸鍔ㄥ姏鐨勫嚑鍊嶏紝鏉犳潌鍘熺悊鐨勬湰璐ㄦ槸鍔...
绛旓細鏉犳潌鍙堝垎绉拌垂鍔涙潬鏉嗐佺渷鍔涙潬鏉嗗拰绛夎噦鏉犳潌锛鏉犳潌鍘熺悊涔熺О涓衡滄潬鏉嗗钩琛℃潯浠垛銆傝浣挎潬鏉嗗钩琛★紝浣滅敤鍦ㄦ潬鏉嗕笂鐨勪袱涓姏鐭╋紙鍔涗笌鍔涜噦鐨勪箻绉級澶у皬蹇呴』鐩哥瓑銆傚嵆锛氬姩鍔浢楀姩鍔涜噦=闃诲姏脳闃诲姏鑷傦紝鐢ㄤ唬鏁板紡琛ㄧず涓篎1路 L1=F2路L2銆傚紡涓紝F1琛ㄧず鍔ㄥ姏锛孡1琛ㄧず鍔ㄥ姏鑷傦紝F2琛ㄧず闃诲姏锛孡2琛ㄧず闃诲姏鑷傘備粠涓婂紡鍙湅鍑猴紝瑕佷娇...
绛旓細鏉犳潌鍙堝垎绉拌垂鍔涙潬鏉嗐佺渷鍔涙潬鏉嗗拰绛夎噦鏉犳潌锛鏉犳潌鍘熺悊涔熺О涓衡滄潬鏉嗗钩琛℃潯浠垛銆傝浣挎潬鏉嗗钩琛★紝浣滅敤鍦ㄦ潬鏉嗕笂鐨勪袱涓姏鐭╋紙鍔涗笌鍔涜噦鐨勪箻绉級澶у皬蹇呴』鐩哥瓑銆傚嵆锛氬姩鍔浢楀姩鍔涜噦=闃诲姏脳闃诲姏鑷傦紝鐢ㄤ唬鏁板紡琛ㄧず涓篎1路 L1=F2路L2銆傚紡涓紝F1琛ㄧず鍔ㄥ姏锛孡1琛ㄧず鍔ㄥ姏鑷傦紝F2琛ㄧず闃诲姏锛孡2琛ㄧず闃诲姏鑷傘備粠涓婂紡鍙湅鍑猴紝瑕佷娇...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄埄鐢ㄦ潬鏉嗙殑浣滅敤锛岄氳繃璋冩暣鍔涚殑澶у皬鍜屾柟鍚戞潵瀹炵幇鍔涚殑鏀惧ぇ鎴栨柟鍚戠殑鏀瑰彉鐨勫師鐞嗐備竴銆佽缁嗚В閲 鏉犳潌鍘熺悊鏄姏瀛︿腑鐨勪竴涓熀鏈師鐞嗭紝瀹冩弿杩颁簡閫氳繃鏉犳潌鐨勮繍鐢ㄥ彲浠ュ疄鐜板姏鐨勬斁澶ф垨鏂瑰悜鐨勬敼鍙樸傛潬鏉嗙敱涓涓敮鐐瑰拰涓や釜鍔涜噦缁勬垚锛屽叾涓敮鐐规槸鏉犳潌鐨勬棆杞酱锛屼袱涓姏鑷傚垎鍒槸鍔涚殑浣滅敤浣嶇疆鍒版敮鐐圭殑璺濈銆備簩銆佷綔鐢...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄寚鍦ㄤ竴涓潬鏉嗙郴缁熶腑锛屽姏鐨勪綔鐢ㄧ偣璺濈鏉犳潌鐨勯暱搴﹀拰鍔涚殑澶у皬鎴愬弽姣旓紝骞朵笖涓よ呬箣闂村瓨鍦ㄥ姏鐭╁钩琛″叧绯汇傚洜姝わ紝濡傛灉鎯宠鏀瑰彉鏉犳潌绯荤粺鐨勫钩琛★紝鍙互閫氳繃鏀瑰彉鍔涚殑澶у皬鎴栬呬綔鐢ㄧ偣璺濈鏉犳潌鐨勯暱搴︽潵瀹炵幇銆傛潬鏉嗗師鐞嗗彲浠ュ府鍔╂垜浠悊瑙d竴浜涙棩甯哥敓娲讳腑鐨勭幇璞°備緥濡傦紝鍦ㄤ娇鐢ㄩ敜瀛愭暡閽夌殑杩囩▼涓紝濡傛灉閿ゅ瓙鐨勯暱搴﹀彉鐭紝閭d箞...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄浠涔锛熸潬鏉嗗師鐞嗭紝涔熺О涓烘潬鏉嗗钩琛℃潯浠讹紝鏄墿鐞嗗涓殑涓椤归噸瑕佸師鐞嗐傚畠鎻忚堪浜嗗湪鏉犳潌绯荤粺涓紝鍔涚殑浣滅敤鐐硅窛绂绘潬鏉嗙殑闀垮害涓庡姏鐨勫ぇ灏忎箣闂寸殑鍙嶆瘮鍏崇郴锛屽苟涓斾袱鑰呬箣闂村瓨鍦ㄥ姏鐭╁钩琛$殑鍏崇郴銆傜畝鑰岃█涔嬶紝鏉犳潌鍘熺悊鎻ず浜嗗浣曢氳繃鏀瑰彉鍔涚殑澶у皬鍜屽姏鐨勪綔鐢ㄧ偣璺濈鏉犳潌鐨勯暱搴︽潵褰卞搷鏉犳潌绯荤粺鐨勫钩琛°傛潬鏉嗗彲鍒嗕负涓夌绫诲瀷...
绛旓細鏉犳潌鍘熺悊鏄竴绉嶇墿鐞嗗鐨勫師鐞銆傛潬鏉嗗師鐞嗭紝涔熺О涓烘潬鏉嗗畾寰嬫垨鍔涚煩鍘熺悊锛屾槸鎻忚堪鍦ㄥ姏鐨勪綔鐢ㄤ笅鏉犳潌杩愬姩瑙勫緥鐨勫師鐞嗐傜畝鍗曟潵璇达紝灏辨槸褰撴柦鍔犲湪涓や釜绂绘敮鐐逛笉鍚岃窛绂荤殑鍔涙椂锛屼骇鐢熺殑鍔涚煩澶у皬涓庡姏鐨勫ぇ灏忔垚姝f瘮锛屼笌鍔涜噦鎴愬弽姣斻傝繖绉嶇墿鐞嗗師鐞嗭紝鍦ㄦ棩甯哥敓娲讳腑鏈夎澶氬箍娉涚殑搴旂敤锛屼緥濡傚湪寮鐡跺櫒銆佹苯杞﹁捣閲嶆満鍜屽缓绛戝悐杞︾瓑鍣ㄦ...