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1、1/4简单机械知识点总结杠杆杠杆一、杠杆1、定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。1“硬棒不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。2杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2、杠杆的七要素1支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定的。2动力：使杠杆转动的力，用“F1表示。3阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2表示。4动力作用点：动力在杠杆上的作用点。5阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。6动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1表示。7阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2表示。
2、注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。3、杠杆示意图的画法：1根据题意先确定支点 O；2确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；3从支点向力的作用线画垂线，并用 l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。如下图，以翘棒为例。第一步：先确定支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O表示。如图甲所示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，那么人应向下用力，
3、画出此力即为动力用“F1表示。这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，那么阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2表示如图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1“l2，“l1“l2分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。F2F1l1l2F2F12/4二、杠杆的平衡条件1、杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。2、杠杆的平衡条件实验1首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如下图，当杠杆在水平位置平衡时，力臂 l1和
4、 l2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。3、杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，或 F1l1=F2l2。杠杆如果在相等时间能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡。而杠杆静止不动的平衡那么属于“静平衡。三、杠杆的应用1、省力杠杆：动力臂 l1阻力臂 l2，那么平衡时 F1F2，这种杠杆使用时可省力即
5、用较小的动力就可以克制较大的阻力，但却费了距离即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大。2、费力杠杆：动力臂 l1阻力臂 l2，那么平衡时 F1F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力动力大于阻力，但却省距离可使动力作用点比阻力作用点少移动距离。3、等臂杠杆：动力臂 l1=阻力臂 l2，那么平衡时 F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。一根本方法对于滑轮或滑轮组的拉力F或机械效率，一般分为三种状态：a.理想状态：即不计滑轮的重、绳重、摩擦力，此时
6、，拉力，机械效率。b.半理想状态：只计，不计，此时拉力，机械效率。c.实际状态：只计 G动、G绳、Gf，此时拉力，机械效率。二滑轮组打捞问题如下图，设动滑轮对重物的拉力为 T，绳子自由端的拉力为 F，半理想那么l1l2OOl1l23/41物体在水中，有2出水前有n 为动滑轮上绳子的股数出水后，有3物体在水中拉力做的有用功4机械效率：其中是绳自由端移动的距离，h 为物体上升的高度三“倒下的滑轮1.使用动滑轮，要搞清谁是动力，谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时，设物体与地面间的摩擦力为 f，假设拉力作用在绳的自由端，有，那么可省力一半，如图a所示；假设拉力作用动滑轮轴上，有，如
7、图b，这时反而费力。可见，对水平使用动滑轮是否省力，一定要注意动力作用在何处。2.绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为：，其中分别指绳的自由端移动的距离、速度，分别指动滑轮或物体移动的距离、速度，是指动滑轮上绳子的股数。3.当滑轮沿水平方向拉物体时，可忽略动滑轮重。4.求机械效率时，有用功一般指克制摩擦阻力做的功，即。5在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。四根据要求设计滑轮组1根据要求确定动滑轮上绳的段数。2根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉 2 段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。设想如果需要 n 段绳n 为偶数那么就需要n2
8、个动滑轮和n2个定滑轮。穿绳组装时，绳的固定端要固定在滑轮下的挂钩上这叫做“偶定，假设不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即()n 12个定滑轮。如果 n 为奇数，那么需要n 12个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上 这叫做“奇动，这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即n 12个定滑轮。上述方法叫“奇动偶定。4/4图 6图 7例 5.如图 8 所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为 2m 的实心圆柱体从水下提起，圆柱体的密度为，水的密度为，滑轮组的机械效率是 70%。g 取 10N/kg，滑轮和绳子的重力忽略不计求：1圆柱体在水中所受的浮力。2假设圆柱体从 H16m 深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力 F 所做的功。3如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为 400N，那么物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？图 8图 9