初三物理《杠杆》的知识点

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科创17
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  一、 定义 :在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

  说明:

  ①杠杆可直可曲,形状任意。

  ②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。

  二、 五要素——组成杠杆示意图。

  ①支点:杠杆绕着转动的点,用字母O 表示。

  ②动力:使杠杆转动的力,用字母 F1 表示。

  ③阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母 F2 表示。

  ④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。

  ⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。

  三、 研究杠杆的平衡条件:

  杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:

  动力x动力臂=阻力x阻力臂,写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1

  四、应用:

  名称 结 构

  特 征 特 点 应用举例

  省力

  杠杆 动力臂

  大于

  阻力臂 省力、

  费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀

  费力

  杠杆 动力臂

  小于

  阻力臂 费力、

  省距离 缝纫机踏板、起重臂

  人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆

  等臂

  杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力

  不费力 天平,定滑轮

  五、滑轮

  1、 定滑轮:

  ①定义:中间的轴固定不动的滑轮。

  ②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆

  ③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

  2、 动滑轮:

  ①定义:和重物一起移动的滑轮。

  ②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

  ③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。

  3、 滑轮组

  ①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

  ②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。

  扩展资料

  杠杆原理,又称“杠杆平衡条件”,是一条物理学力学定理。其内容是:要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力x动力臂=阻力x阻力臂,用代数式表示为F1·L1=F2·L2。

  原理提出

  战国时代的墨子最早提出杠杆原理,在《墨子 · 经下》中说“衡而必正,说在得”;“衡,加重于其一旁,必捶,权重不相若也,相衡,则本短标长,两加焉,重相若,则标必下,标得权也”。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的,有不等臂的;有改变两端重量使它偏动的,也有改变两臂长度使它偏动的。

  这里还要顺便提及的是,古希腊科学家阿基米德有这样一句流传很久的名言:“给我一个支点,我就能撬起整个地球!”,这句话便是说杠杆原理。

  阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中也提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”,然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。

阿基米德这些公理是:

  (1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;

  (2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;

  (3)在无重量的.杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下 倾;

  (4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替。

  (5)相似图形的重心以相似的方式分布……

  正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。”阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上的船只顺利下水,在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。

  人体杠杆

费力杠杆几乎每一台机器中都少不了杠杆,就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西,弯一下腰,甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用,了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识,还能学会许多生理知识。

  其中,大部分为费力杠杆,也有小部分是等臂和省力杠杆。

  点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头,从图里可以看出来低头比仰头要省力。

  当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重量,肌肉要花费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以省一定距离。

  当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这是一个省力杠杆,肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。

  如果你弯一下腰,肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆。所以在弯腰提起立物时,正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些,以避免肌肉被拉伤。

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