第12讲简单机械

1、第第12讲简单机械讲简单机械 第第1212讲讲 简单机械简单机械考点考点 38探究：杠杆平衡条件探究：杠杆平衡条件考点自主梳理1认识“杠杆”(1)定义：在_的作用下能绕着_转动的硬棒。(2)五要素：动力 F1、动力臂 l1、阻力 F2、阻力臂 l2、支点 O。(3)力臂定义：从_到_的距离。力力固定点固定点支点支点力的作用线力的作用线第第1212讲讲 简单机械简单机械2探究：杠杆平衡条件(1)理解平衡： 杠杆平衡是指杠杆_或_转动。(2)进行实验：调节杠杆两端的_，使杠杆在_平衡，这样做的目的是排除_对实验的影响； 说明： 杠杆的调平方法是左倾_， 右倾_。实验过程中给杠杆两端挂上不同的钩码，

2、移动钩码位置，使杠杆再次_平衡，目的是便于从杠杆上直接读出_。(3) 实 验 结 论 ： 杠 杆 的 平 衡 条 件 是 ：_。写成公式为_。(4)评估交流：不同的物理量不能进行加减运算，但可以乘除。要多次进行实验，得出普遍结论。静止静止匀速匀速平衡螺母平衡螺母水平位置水平位置杠杆自重杠杆自重右调右调左调左调水平水平力臂力臂动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂F F1 1l l1 1F F2 2l l2 2第第1212讲讲 简单机械简单机械 考点考点 39杠杆分类与力臂作图杠杆分类与力臂作图杠杆类别杠杆类别力臂关系力臂关系力的关系力的关系特点特点生活举例生活举例省力省力杠杆杠杆l1_l2F

3、1_F2省力、费省力、费_撬棒、羊角锤、撬棒、羊角锤、抽水机压柄、铡刀、抽水机压柄、铡刀、独轮车独轮车费力费力杠杆杠杆l1_l2F1_F2费力、省费力、省_镊子、筷子、钓鱼镊子、筷子、钓鱼竿、理发剪刀竿、理发剪刀等臂等臂杠杆杠杆l1_l2F1_F2不省力、不省力、不费距离不费距离天平、跷跷板天平、跷跷板2 2杠杆力臂作图杠杆力臂作图 作图步骤：作图步骤：(1)(1)找支点；找支点；(2)(2)画力的作用线画力的作用线( (用虚线用虚线) )；(3)(3)画力臂画力臂( (用虚线，过支点向力的作用线画垂线用虚线，过支点向力的作用线画垂线) )；(4)(4)标力臂标力臂( (大括号或背向箭头大括号

4、或背向箭头) )。距离距离距离距离第第1212讲讲 简单机械简单机械 考点考点 40滑轮及其他简单机械滑轮及其他简单机械名称定滑轮动滑轮滑轮组实质_杠杆_杠杆力的关系(F， G)_FG2_距离关系(s，h)sh_作用改变力的_省一半的力既可以省力，又可以改变力的方向等臂等臂省力省力F FG Gs s2h2hs snhnh方向方向FGn第第1212讲讲 简单机械简单机械省力省力距离距离长长第第1212讲讲 简单机械简单机械 考点考点 41滑轮组的组装与绕线滑轮组的组装与绕线第第1212讲讲 简单机械简单机械2滑轮组的组装与设计滑轮组的组装与设计的步骤一般为：(1)确定绳子股数 n：根据距离关系求

5、出：nsh；根据力关系求出：nG物G动F(n 取整数，只“进”不“舍”)；根据效率求出：nG物F。(2)找“起点”：根据“奇动偶定”的原则来确定起点的位置。所谓“奇动偶定”是指对于滑轮组而言，若有奇数股绳子承担物重，则绳子的起点在动滑轮上；若有偶数股绳子承担物重，则绳子的起点在定滑轮上。绕绳时根据绳子股数 n 确定了起点后，从里向外绕。第第1212讲讲 简单机械简单机械B1 如图如图 122 所示所示，在已调节水平位置平在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码衡的杠杆的左边挂一个钩码 ，下列操作中能使杠杆在水平位下列操作中能使杠杆在水平位置置重新平衡的是重新平衡的是 ()图图 122A在位置

6、在位置 2 挂挂 6 个相同的钩码个相同的钩码B在位置在位置 4 挂挂 2 个相同的钩码个相同的钩码C在位置在位置 4 挂挂 4 个相同的钩码个相同的钩码D在位置在位置 6 挂挂 2 个相同的钩码个相同的钩码第第1212讲讲 简单机械简单机械 2学校旗杆顶端装有一个定滑轮，在升旗仪式中学校旗杆顶端装有一个定滑轮，在升旗仪式中() A该滑轮可以省力该滑轮可以省力 B该滑轮可以省功该滑轮可以省功 C该滑轮可以改变力的方向该滑轮可以改变力的方向 D做的功都是有用功做的功都是有用功C第第1212讲讲 简单机械简单机械D第第1212讲讲 简单机械简单机械C4 如图如图 124 所示所示，用下列装置提升同

7、用下列装置提升同一重物一重物，若不计滑轮自重及摩擦若不计滑轮自重及摩擦 ，则最省力的是则最省力的是 ()图图 124第第1212讲讲 简单机械简单机械D5 如图如图 125 所示所示，活塞式抽水机手柄可以活塞式抽水机手柄可以看作是绕看作是绕 O 点转动的杠杆点转动的杠杆 ，它在动力它在动力 F1和阻力和阻力 F2的作用下的作用下，处于平衡状态处于平衡状态 ，则则()图图 125AF1 OCF2 OABF1 ODF2 OBCF1 OEF2 OADF1 OEF2 OB第第1212讲讲 简单机械简单机械图略图略第第1212讲讲 简单机械简单机械互动探究与方法归纳D例例 1如图如图 127 所示所示，

8、小华用苹果和橘子小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端， 放放手后手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是 ()图图 127A苹果的重力苹果的重力B橘子的重力橘子的重力C杆对橘子的支杆对橘子的支 持力持力D苹果对杆的压力苹果对杆的压力 解析解析 D使杠杆转动的力称为动力，阻碍杠杆转动的力使杠杆转动的力称为动力，阻碍杠杆转动的力称为阻力，动力和阻力都是作用在杠杆上的力，故此时动力是称为阻力，动力和阻力都是作用在杠杆上的力，故此时动力是苹果对杠杆的压力，阻力是橘子对杠杆的压力，故苹果

9、对杠杆的压力，阻力是橘子对杠杆的压力，故D正确。正确。第第1212讲讲 简单机械简单机械 (1)杠杆可以是直的，也可以是弯的。杠杆可以是直的，也可以是弯的。 (2)动力和阻力都是杠杆受到的力，而不是杠杆对其他物体的作用力。动力和阻力都是杠杆受到的力，而不是杠杆对其他物体的作用力。第第1212讲讲 简单机械简单机械例 2 衣服夹是一种常用物品， 图 128 给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法正确的是()图 128A当用手将其捏开时，它是费力杠杆B当用其夹住物品时，它是费力杠杆C无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆D无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆B第第1212

10、讲讲 简单机械简单机械解析B由图 129 可知，当用手捏开和夹住物品时，支点位置不变，动力和阻力的位置发生了变化。用手捏开夹子时，动力臂大于阻力臂，此时的夹子是省力杠杆；夹子夹住物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。图 129第第1212讲讲 简单机械简单机械 判断省力、费力杠杆的方法有三种：比较动力臂与阻力臂的大小，动判断省力、费力杠杆的方法有三种：比较动力臂与阻力臂的大小，动力臂大于阻力臂是省力杠杆。比较动力与阻力的大小，动力小于阻力是省力臂大于阻力臂是省力杠杆。比较动力与阻力的大小，动力小于阻力是省力杠杆。比较动力作用点与阻力作用点的移动距离，动力作用点移动的距力杠杆。比较动力作用点与阻

11、力作用点的移动距离，动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离即为省力杠杆。离大于阻力作用点移动的距离即为省力杠杆。第第1212讲讲 简单机械简单机械第第1212讲讲 简单机械简单机械 解析解析 根据杠杆平衡条件，动力根据杠杆平衡条件，动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂，当阻力和阻力臂大小不变时，要使动力最小，则对应的动力，当阻力和阻力臂大小不变时，要使动力最小，则对应的动力臂应最大。臂应最大。 杠杆最小力的画法：使用杠杆时，要使动力最小，必须使动力臂最长杠杆最小力的画法：使用杠杆时，要使动力最小，必须使动力臂最长。最长力臂的确定：。最长力臂的确定：A.A.把支点和力的作用点相连作为力臂时

12、最长；把支点和力的作用点相连作为力臂时最长；B.B.在滚在滚动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直径作为力臂时最长；动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直径作为力臂时最长；C.C.对于长方体对于长方体来说，对角线作为力臂时最长。根据支点位置来说，对角线作为力臂时最长。根据支点位置( (支点在中间二力同向，支支点在中间二力同向，支点在一端二力反向点在一端二力反向) )确定力的方向，过力的作用点垂直于力臂作出力即为最确定力的方向，过力的作用点垂直于力臂作出力即为最小力。小力。第第1212讲讲 简单机械简单机械C第第1212讲讲 简单机械简单机械 解析解析 C C 开始时重力力臂为开始时重力力臂为0 0

13、，动力力臂为杆长；当被拉起，动力力臂为杆长；当被拉起后，重力力臂增大，动力力臂减小，根据杠杆平衡条件后，重力力臂增大，动力力臂减小，根据杠杆平衡条件F F1 1l l1 1F F2 2l l2 2可知，动力可知，动力F F逐渐变大。逐渐变大。 分析杠杆动态平衡时，关键是要对比分析出阻力、阻力臂、动力臂三个分析杠杆动态平衡时，关键是要对比分析出阻力、阻力臂、动力臂三个物理量的变化情况，再根据杠杆的平衡条件进行判断。解决这类问题时还可物理量的变化情况，再根据杠杆的平衡条件进行判断。解决这类问题时还可以用极限法，例如此题中开始木棒自然下垂时拉力以用极限法，例如此题中开始木棒自然下垂时拉力F F为零，

14、当木棒被拉至接为零，当木棒被拉至接近水平位置时，动力臂接近为零，此时动力近水平位置时，动力臂接近为零，此时动力F F无限大，故该过程中拉力无限大，故该过程中拉力F F是逐是逐渐变大的。渐变大的。第第1212讲讲 简单机械简单机械考题自主训练C一、选择题一、选择题1如图如图 1213 所示的工具中属于费所示的工具中属于费力杠杆的一组是力杠杆的一组是 ()图图 1213ABCD第第1212讲讲 简单机械简单机械C2如图如图 1214 所示所示，健身员向下摆动脚踝健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时使细绳拉着物体缓慢提升时 ，图中的滑轮是图中的滑轮是 ()图图 1214A定滑轮定滑轮，可省力可

15、省力B动滑轮动滑轮，可省力可省力C定滑轮定滑轮，可改变力的方向可改变力的方向D动滑轮动滑轮，可改变力的方向可改变力的方向第第1212讲讲 简单机械简单机械A第第1212讲讲 简单机械简单机械D4 如图如图 1216 所示所示，杠杆始终处于水平杠杆始终处于水平平衡状态平衡状态， 改变弹簧测力计拉力的方向改变弹簧测力计拉力的方向 ， 使其从使其从。此过程中此过程中，弹簧测力计的示数将弹簧测力计的示数将 ()图图 1216A逐渐变大逐渐变大B逐渐变小逐渐变小C先变大后变小先变大后变小D先变小后变大先变小后变大第第1212讲讲 简单机械简单机械B5 小明小组利用如图小明小组利用如图 1217 所示装置

16、探究所示装置探究“杠杆平衡条件杠杆平衡条件 ”时时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码在杠杆两侧挂上不同个数的钩码 ，移动移动钩码使杠杆在水平位置平衡钩码使杠杆在水平位置平衡 ，这样三次实验后得出结论：动力这样三次实验后得出结论：动力支点到动力作用点的距离阻力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是离。下列能帮助他得出正确结论的操作是 ()图图 1217第第1212讲讲 简单机械简单机械A去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D增加钩码个数，再多次实验使结论更有

17、普遍性第第1212讲讲 简单机械简单机械6园艺师傅使用如图 1218 所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴 O 靠近， 这样做的目的是为了()图 1218A增大阻力臂，减小动力移动的距离B减小动力臂，减小动力移动的距离C增大动力臂，省力D减小阻力臂，省力D第第1212讲讲 简单机械简单机械A第第1212讲讲 简单机械简单机械B第第1212讲讲 简单机械简单机械50二、填空题二、填空题9如图如图 1221 所示所示，一根粗细均匀的一根粗细均匀的杠杆杠杆，等距标注了刻度等距标注了刻度 ，可绕可绕 A 端转动端转动，当在当在 B 处施处施加加30 N 竖直向上的拉力竖直向上的拉力 F 时时，杠

18、杆刚好平衡杠杆刚好平衡 ，则杠杆自重为则杠杆自重为_N。图图 1221第第1212讲讲 简单机械简单机械斜面斜面大大30右右10很多县市都修建有盘山公路很多县市都修建有盘山公路，盘山公路实质上是盘山公路实质上是_(填一种简单机械名称填一种简单机械名称 )，利用它可以省力利用它可以省力 ， 便于汽车便于汽车爬坡。爬坡。弹簧测力计是利用弹簧测力计是利用 “弹簧受到的拉力越弹簧受到的拉力越 _，弹簧弹簧的伸长就越长的伸长就越长 ”的道理制成的。的道理制成的。11用如图用如图 1222 所示的滑轮组匀速向左所示的滑轮组匀速向左拉动重为拉动重为 100 N 的物体的物体 A， 所用拉力所用拉力 F 为为

19、 10 N(不计滑轮重和不计滑轮重和绳重及滑轮和绳之间的摩擦绳重及滑轮和绳之间的摩擦 )， 则则 A 受到地面对它的摩擦力大受到地面对它的摩擦力大小为小为_N，方向向方向向_(选填选填“左左”或或“右右”)。图图 1222第第1212讲讲 简单机械简单机械1.533012 如图如图 1223 所示所示，小明正在做俯卧小明正在做俯卧撑撑，把他的身体看作一个杠杆把他的身体看作一个杠杆 ，O 为支点为支点，A 为重心为重心，他他的体重为的体重为550 N 。地面对手的支持力。地面对手的支持力F 的力臂是的力臂是_m，大小为大小为_N 。图图 1223第第1212讲讲 简单机械简单机械图略图略三、作图

20、题三、作图题13 如图如图 1224 所示的水平杠杆中所示的水平杠杆中 ，O为支点为支点，请画出图中力请画出图中力 F1和和 F2的力臂的力臂 l1和和 l2。图图 1224第第1212讲讲 简单机械简单机械14如图如图 1225 所示所示，用滑轮组提升重用滑轮组提升重物物，用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绕绳方法。用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绕绳方法。图图 1225第第1212讲讲 简单机械简单机械第第1212讲讲 简单机械简单机械第第1212讲讲 简单机械简单机械(1)在挂钩码前，晓月发现杠杆左端低、右端高，她应将杠杆两端的平衡螺母向_调节，使杠杆在水平位置平衡。(2)接着晓月在杠杆的两端挂上不同数量的钩码， 移动钩码 的位 置， 保 持杠 杆在 水平 位置 平衡