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1、5 人与机械n1、什么是杠杆？杠杆一定是直的吗？请你举几个杠杆的例子，并且分辨一下它们哪些属于省力杠杆、哪些属于费力杠杆、哪些属于等臂杠杆？n2、什么是杠杆的五要素？怎么画力的作用线？什么叫力臂？怎么画力臂？力臂的长短与哪些因素有关？n3、什么情况是杠杆处于平衡状态？杠杆的平衡条件是什么？自学提纲：n5-1 杠杆n一、杠杆的定义及其五要素：n1、在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆杠杆。n杠杆即可以是直的，也可以是弯曲的。n例如天平、活塞式抽水机、剪刀、指甲刀、钳子、跷跷板等n2、杠杆的五要素：n支点支点O固定点n动力动力F1使杠杆转动的力n阻力阻力F2阻碍杠杆转动的力n动力臂动力臂L1支
2、点到动力作用线的距离n阻力臂阻力臂L2支点到阻力作用线的距离n一般为了研究的方便，可以忽略杠杆的重力，此时称杠杆为“轻杆”。“轻杆”即重力不计的杠杆。思考题：如图所示，电线杆所受重力为G，重心到A端的距离是LA，到B端的距离是LB，则在抬起电线杆A端时，支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂各是什么？n1、画出F1、F2的力臂。巩固练习：巩固练习：2、试分析指甲剪的杠杆五要素。n结论：力臂的长短不但跟力的作用点有关，还力的方向有关。n思考：这三种情况下的F大小相同吗？3、如图所示，O为支点，轻杆中间挂一重物G，如果在另一端加一个力F，方向分别是AC、AB、AD，试画出三种情况下的F的力臂。n实验探究
3、n杠杆平衡时力与力臂的关系n1、如图的实验装置中，哪里是支点？如果在没挂钩码时，发现右端下倾，则应将杠杆右端的平衡螺母向_边调整，可以使杠杆处于水平平衡状态。n2、实验时总共有8个钩码，每个钩码重1N，杠杆上每格都等距。当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆处于水平平衡状态？n方案1：_n方案2：_n如果使用量程为5N的弹簧测力计竖直向上拉，则怎样可以使杠杆处于水平平衡状态？n方案3：_n方案4：_n二、杠杆的平衡条件：n1、我们把杠杆静止或匀速转动时，称杠杆处于平衡状态。n2、杠杆平衡条件：n动力动力臂=阻力阻力臂n表达式:F1L1=F2L2 或n即“力与力臂成反比”n思考:如图杠杆处
4、于水平平衡状态。若在A处再挂一个钩码，要使杠杆恢复平衡，下列方案中可行的是:方案1：在B处再挂一个钩码方案2：在C处再挂一个钩码方案3：在D处再挂一个钩码方案4：把C处的两个钩码移到D处方案5：把C处的两个钩码移到B处,在D处再挂一个钩码n三、杠杆的种类：n当L1L2时，F1F2，为省力杠杆，但费距离n当L1F2，为费力杠杆，但省距离n当L1=L2时，F1=F2，为等臂杠杆巩固练习:1、下列杠杆中属于省力杠杆的是 ；属于费力杠杆的是 ；属于等臂杠杆的是 。A、天平 B、食品夹 C、羊角锤D、钓鱼杆 E、跷跷板 F、独轮车G、理发剪刀 H、钳子 I、指甲刀J、扁担 K、镊子 L、瓶启子n2、将8
5、0N的物体挂在1.8m长的杠杆一端，在另一端加16N的动力时杠杆水平平衡，则动力臂与阻力臂之比是 ，动力臂长 m。n3、用一根1m长的轻质木棒，撬动一块重500N的石块，已知OA=20cm，则在B端至少需要用多大的力才能撬动石块？oban4、如图所示，在a端施加一作用力F，使杠杆在水平位置平衡，则（）nA、一定省力 B、一定费力 nC、一定即不省力也不费力nD、可能省力，可能费力，还可能不省力也不费力AB5、（1）如图所示中 的杠杆是否平衡？（2）若将两端的钩码浸没入水中，杠杆是否平衡？若不平衡,杠杆_端下降。（3）若将两边的钩码各加挂一个，杠杆_端下降，若要杠杆再次平衡，应怎样做?6、如图所
6、示，每个钩码重为G，将杠杆两边的钩码都浸没在水中，此时杠杆平衡。若将钩码从水中取出，则杠杆（）A、仍保持平衡B、不平衡，左边下沉C、不平衡，右边下沉D、无法确定bOa7、一根粗细均匀的杠杆ab，在其端点分别施加竖直向下的力F1、F2且F1F2，杠杆此时在水平位置平衡。若使F1、F2同时增大5牛，则杠杆是否平衡？若不平衡，则哪端下降？若使F1、F2同时向支点移动L，则杠杆是否平衡？若不平衡，则哪端下降？F1F2aob8、已知杠杆AB中OA:OB=3:4，物块甲与物块乙分别挂在杠杆A、B两端，且甲、乙的体积之比为2:1，甲的密度为6103Kg/m3,则乙的密度是多少？甲甲乙乙OABn9、如图A是边
7、长为0.1m的正方体，当GB=4N时，杠杆水平平衡，此时A对桌面的压强是300Pa，求物体A的密度。(g=10N/kg)若将B向右移动1格，物体A受到的拉力会_。10、如图所示，等臂杠杆两段悬挂边长均为1分米的a、b两个正方体，当杠杆在水平位置平衡时，B对地面的压强为200帕，求物体B与物体A密度之差为多少?(g=10N/kg)BAOabn11、用如图的器材可以测定金属块的密度，实验步骤如下：n1、将金属块挂在轻杆的A端，将钩码挂在B处，杠杆正好水平平衡；n2、将金属块没入水中，将将钩码移到C处，杠杆仍旧水平平衡；n3、用刻度尺测量出OB、BC的长度L1、L2；n4、则金属=_。n12、要测量
8、托盘天平的游码的质量，可以这样：n用刻度尺测出两托盘之间的距离L1，测出标尺最远两刻度之间的距离L2；n从标尺上读出最大刻度为5克；n游码的质量m0=_。桔槔（ji go）俗称“吊杆”辘轳n定义:由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械叫做轮轴。半径较大者是轮，半径较小的是轴。小知识:轮轴轮轴的原理：轮轴实质是可以连续旋转的杠杆使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径。轮轴的支点在轴的中心线，动力臂是轮半径R，阻力臂是轴半径r，所以轮轴公式是：。由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离的杠杆;反之,当动
9、力作用于轴时，轮轴为费力省距离的杠杆。轮轴的应用：在实际应用中有许多外形不同的轮轴，不一定都有明显的轮和轴，有的只能转动很小的角度。日常生活中常见的扳手、自来水龙头的扭柄、汽车的驾驶盘、自行车踏板、风筝线车、辘轳、绞盘、石磨、手摇卷扬机等都是轮轴类机械。阿基米德发明的有史以来最早的水泵：n龙骨水车龙骨水车亦称“翻车”、“踏车”，是一种用于排水灌溉的机械。n龙骨水车约始于东汉，三国时发明家马钧曾予以改进，此后一直在农业上发挥巨大的作用。用于井中取水的龙骨水车是立式的，水车的传动装置有平轮和立轮两种以转换动力方向。n水车磨坊及磨坊石水车磨坊及磨坊石：早期的水车磨坊的转轮水平地在河流中转动，转轮的轴
10、心直接推动磨坊石，并没有齿轮的设置，后期的水车磨坊的转轮为直立设置，而其轴心没于磨坊石的上方利用锯齿轮推动磨坊石。n1、什么是定滑轮？什么是动滑轮？它们的特点分别是什么？它们的实质分别是什么？n2、滑轮组中F与G、s与h的关系分别是什么？有没有既省力又省距离的滑轮组？n3、什么叫机械传动？有哪几种常见的机械传动，它们各自有什么样的传动特点？什么是传动比？自学提纲：实验探究定滑轮和动滑轮的特点 1、按图示连接器材，并将绳头与弹簧测力计连接；2、用弹簧测力计匀速拉绳头，注意弹簧测力计的方向，比较F与G的大小关系。注意事项：匀速拉动保证F不变；取相同的钩码以保证物重相同（便于比较拉力）n5-3 滑轮
11、 n一、定滑轮和动滑轮：n1、定义：n定滑轮滑轮的轴固定不动n动滑轮滑轮的轴随物体移动n2、特点：n使用定滑轮能改变力的方向，但不改变力的大小；n使用动滑轮不能改变力的方向，但省力。n3、实质：n定滑轮相当于等臂杠杆n动滑轮相当于L1=2L2的省力杠杆 n实验探究n滑轮组中F与G、s与h的关系n1、按图示组成滑轮组，注意绳的绕法；n2、用弹簧测力计匀速拉绳头，注意弹簧测力计的方向，读出F与G的数据并记录；n3、用刻度尺测量绳头移动的距离s与钩码上升的高度h的数据并记录。n4、换不同数量的钩码，重复2、3步。注意保证钩码上升的高度h相同。n二、滑轮组：n将定滑轮和动滑轮连接在一起使用，即组成“滑
12、轮组”。n用滑轮组提升重物，有几根绳子承担物重G，拉力F的大小就是物重的几分之一；n同时，拉力的作用点移动的距离s是重物上升的高度h的几倍。推论由于时间相同，则v绳=nv物 n1、甲图中，F1 F2 F3n2、乙图中，G=400N，G轮=20N，则F=N才能拉动物体。巩固练习：巩固练习：n3、已知GA=8N，GB=10N，则物体B对地面的压力是_N。n4、用力F匀速拉动滑轮上升，其中物体B没有离开地面。已知GA=8N，GB=10N，则F=_N。n水平滑轮组（忽略绳与滑轮之间的摩擦）中力之间的关系：思考题：习题课（滑轮）n一、滑轮组的绕绳：n总结方法：n若出单数，绳头固定在动滑轮上；若出双数，绳
13、头固定在定滑轮上。n若只有一个动滑轮，则最少有2股绳承担物重，最多有3股绳承担物重。n二、利用滑轮组关系式求有关的量：1、物重300N，滑轮重及摩擦不计，则拉力F至少多大才能提起重物？若重物被提高0.1m，则拉力的作用点移动的距离是多少？若动滑轮重30N，F=110N，则物重是多少？2、用一个滑轮组提重物，当用力F拉绳子2m时，重物升高0.5m，若物重300N，动滑轮重20N，所用力F是多大？请设计一个滑轮个数尽量少的滑轮组。3、如图示，忽略滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，已知G=2000N，则F=？若B为800N，则B对地面的压力是多少？n4、如图示，不计绳重及摩擦，VA=10-2m3，=2.
14、5*103kg/m3，g=10N/kg，G滑轮=15N。求：当物体被匀速上提,未出水面时，F=？5-4 机械传动 n一、定义：机械传动就是机械运动的传递 n二、种类：n1、皮带传动皮带传动:依靠传动带与轮间的摩擦及其转动来实现机械传动 n优点简单、噪声小、有柔韧性n缺点传递功率小，易打滑 n2、齿轮传动齿轮传动：由主动齿轮和被动齿轮直接吻合传递运动的装置n优点传递运动可靠、平稳n缺点转动不平稳、制造复杂、噪声大、不能远距离传递 n正齿轮（大小齿轮转轴平行）n斜齿轮（大小齿轮转轴相交成90，也叫圆锥齿轮）n蜗轮蜗杆（两轴即不平行也不相交，此时蜗杆是运动的，能防止倒转）n齿轮齿条转动（可把直线运动
15、变为旋转运动或相反，齿轮可在齿条上移动）n3、链传动链传动：用链条将两个有特殊齿形的轮子连接（介于前二者之间）n优点可远距离传递动力、传递准确、工作环境要求不高n缺点链条摩擦后易脱落、安装维修要求高 n4、螺旋传动螺旋传动：可将螺杆的旋转运动变为螺母的直线运动。螺杆转一圈，螺母移动一个螺距n优点结构简单、工作平稳、传动精度高 n三、传动比i：n在带传动中，设主动轮半径为R1、转速为n1，被动轮半径为R2、转速为n2n在相同时间内，两轮边缘通过相同的距离，则2R1n1=2R2n2。即齿轮传动中传动比为：Z轮齿数 杠杆力臂平衡条件种类滑轮定滑轮特点动滑轮特点滑轮组n、关于力臂的分析：n例1：如图示，杠杆自重为G，当杠杆从与竖直方向的夹角为增大到的过程中，F和G的力臂怎样变？拉力F怎样变？n、关于杆秤的分析：n例2：如图示，若秤砣增大，则显示的数值比重物的实际大还是小？若秤盘底下吸上一块磁铁，则显示的数值比重物的实际大还是小？n、关于滑轮的分析：n例3：如图示，已知GA=20N，GB=30N，求B对地面的压力。n例4：如图示，已知GA=30N，GB=15N，G滑轮=2N，求弹簧测力计的示数。