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1、精选优质文档-倾情为你奉上第十二章 简单机械一、杠杆（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。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。（2）五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。（3）画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四
2、标签。找支点O；画力的作用线（虚线）；画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；标力臂（大括号）。（4）研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1L1=F2L2也可写成：F1/F2=L2/L1。解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）解决杠杆
3、平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。【习题】1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是（）A.弹簧测力计B.杆秤 C. 台秤 D. 托盘天平2.如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（ ）A . 变小 B . 变大 C. 不变 D.无法确定3.（1）人要顺时针翻转木箱，请画出用力最小时力臂的大小。（2）如图人曲臂将重物端起, 前臂可以看作一
4、个杠杆。在示意图上画出F1和F2的力臂。4. 如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（ ）AF1 BF2 CF3 DF4O5. 如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点A点为重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm（10N/ kg） (1) 该同学所受重力是多少？ (2) 在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L1（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小（4）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？ 4应用：名称结构特征特 点应用举例省力杠杆（ ）力臂大于（ ）力臂省力、（ ）距离撬棒、铡
5、刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆（ ）力臂小于（ ）力臂费力、（ ）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，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。【习题】1. 在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有_，属于等臂杠杆的有_。2. 请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。3如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1，第二种是以A点为支点，
6、在C点用与棒垂直的力F2向上撬。（木棒自重不计）（1）在图中画出F1的力臂。（2）若是石块压在木棒上的D点正好是AB的中点，你认为第_种方法更省力一些，理由是_。二、滑轮 1定滑轮： 定义：中间的轴固定不动的滑轮。 实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。 特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。 绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 【习题】1. 筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时，筷子属于（ ）A.费力杠杆，但省距离 B.省力杠杆，且省距离C.省力杠杆，但费距离 D.等臂杠杆，即不省力也不费力2
7、. 如图，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系（）A.F1最大B.F2最大 C.F3最大 D.一样大2动滑轮： 定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂（ ）倍的（ ）力杠杆。 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G只忽略轮轴间的摩擦则，拉力F=（G物+G动）绳子自由端移动距离SF（或vF）=（ ）倍的重物移动的距离SG（或vG） 3滑轮组 定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 理想
8、的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=（G物+G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）=（ ）倍的重物移动的距离SG（或vG）。组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。三、机械效率： 、有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用= Gh 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功 公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额=f L 3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式
9、：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL 4、机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。W有用W总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测量： 原 理： 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需
10、 刻度尺、弹簧测力计。 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。【习题】1.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G（如图所示），已知物重G=600N，拉力F=250N。求重物升高0.5m时。求：（1）有用功、（2）额外功、（3）动滑轮的重、（4）机械效率。 2、如图所示，斜面长5m，高3 m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。求：（1）小明做的有用功；（2）斜面的机械效率。3、用60牛的拉力，使所受重力为200牛的物体，在1分钟内，沿着水平地面匀速移动了10米，求：(1)拉力对物体做的功；(2)拉力对物体做功时的功率。 4.汽车以15米秒的速度在平直轨道上匀速前进，受到的阻力为3l03牛，求汽车行驶5分钟做的功。 汽车的功率。专心-专注-专业