专题17 简单机械

1、考点一考点一 杠杆杠杆1、定义定义：在物理学中，把在力的作用下能绕：在物理学中，把在力的作用下能绕_转动的硬棒叫做杠杆。转动的硬棒叫做杠杆。2、杠杆五要素杠杆五要素：（1）支点）支点O：杠杆绕着转动的固定点叫做：杠杆绕着转动的固定点叫做_；（2）动力）动力F1 ：使杠杆转动的力叫：使杠杆转动的力叫_；（3）阻力）阻力F2：阻碍杠杆转动的力叫：阻碍杠杆转动的力叫_；（4）动力臂）动力臂L1：_到到 _的距离；的距离；（5）阻力臂）阻力臂L2：_到到 _的距离；的距离；固定点固定点支点支点动力动力阻力阻力动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线支点支点支点支点F1F2画力臂AOBL1L2一找点二划

2、线三要从点到线作垂线一找点二划线三要从点到线作垂线【例例1】（2012淮安）如图淮安）如图1是用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，是用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，O是支点，请在是支点，请在图中作出它的动力臂图中作出它的动力臂l1和阻力臂和阻力臂l2。【例【例2】（2012茂名）如图茂名）如图2所示，重为所示，重为G的物体放在水平面上，用力的物体放在水平面上，用力F使其翻转，使其翻转，请画出物体重力示意图和力请画出物体重力示意图和力F的力臂。的力臂。【例【例3】（2012哈尔滨）如图哈尔滨）如图3所示，工人用撬棍撬起石块，所示，工人用撬棍撬起石块，O为支点。为支点。(1)画出阻力画出阻力F2的力臂的力

3、臂l2；(2)画出工人在画出工人在A点施加的最小动力点施加的最小动力F1的示意图。的示意图。【例【例3】（2012娄底）如图娄底）如图4所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，O为支点，为支点，F1表示表示手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂的力臂l2；3、杠杆平衡状态：、杠杆平衡状态：_或或_.4、杠杆平衡的条件：、杠杆平衡的条件： _ = _ ， 即：即：F 1L1=F2L2。静止静止匀速转动匀速转动动力动力动力臂动力臂阻力阻力阻力臂阻力臂【例例4】在在“探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件”的的实验中：实验

4、中：在实验时，使杠杆在在实验时，使杠杆在_位置平衡，其目的是位置平衡，其目的是_;没挂钩码时，杠杆静止在如图甲所示位置，实验前应将平衡螺母向没挂钩码时，杠杆静止在如图甲所示位置，实验前应将平衡螺母向_适当适当调节直到杠杠水平平衡，目的是调节直到杠杠水平平衡，目的是_；实验中共有实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点点2格格A处有处有3个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码（一种方法即可），你的方法是：挂上钩码（一种方法即可

5、），你的方法是：_；实验中改变支点两侧钩码的位置和个数，用同样的方法做三次实验，得到三组实验中改变支点两侧钩码的位置和个数，用同样的方法做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是：数据并进行分析，这样做的目的是：_；在老师的指导下，同学们通过实验得出了正确的结论是：在老师的指导下，同学们通过实验得出了正确的结论是：_。 水平水平便于直接读出力臂便于直接读出力臂右右消除杠杆自重对平衡的影响消除杠杆自重对平衡的影响3格处挂格处挂2个钩码个钩码多次实验避免偶然性，得出普遍规律多次实验避免偶然性，得出普遍规律动力动力X动力臂动力臂=阻力阻力X阻力臂阻力臂【例【例5】（2012德州）如右图是小龙

6、探究德州）如右图是小龙探究“杠杆平衡条件杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持水平平衡，衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持水平平衡，拉力拉力F的变化情况是（的变化情况是（ ）A变小变小 B变大变大 C不变不变 D无法确定无法确定【例例6】如右图所示，轻质杠杆如右图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重中点悬挂一重G=60N的物的物体，在体，在A端施加一竖直向上的力端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则，杠杆在水平位置平衡，则F=_N；保持；保持F的方向不变，将杠杆

7、从的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到位置匀速提到B位位置的过程中，力置的过程中，力F将将_（填填“变大变大”、“不变不变”或或“变变小小” ” ）B 30 不变不变 5、三种杠杆：、三种杠杆：杠杆类型杠杆类型特征特征优点优点缺点缺点应用应用省力杠杆省力杠杆省力省力起子，撬棒等起子，撬棒等等臂杠杆等臂杠杆l1=l2天平天平费力杠杆费力杠杆费力费力钓鱼杆、镊子钓鱼杆、镊子等等L1L2费距离费距离L1L2省距离省距离【例例7】下列器件中，属于省力杠杆的是（下列器件中，属于省力杠杆的是（ ）B 【例例8】下下图中的杠杆中，属于费力杠杆是（图中的杠杆中，属于费力杠杆是（ ）A铡刀铡刀 B瓶盖起子瓶盖起子

8、 C手推车手推车 D铁锨铁锨【例例9】（2012威海）如右图所示的是常用指甲刀的实物及威海）如右图所示的是常用指甲刀的实物及结构示意图，下列说法中不正确的是（结构示意图，下列说法中不正确的是（ ）A杠杆杠杆ABC是一个省力杠杆是一个省力杠杆B杠杆杠杆D处刀刃较薄，是为了增大压强处刀刃较薄，是为了增大压强C杠杆杠杆ABC上有粗糙的花纹，是为了增大摩擦上有粗糙的花纹，是为了增大摩擦D指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个费力杠杆指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个费力杠杆D D【例例10】如图所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向如图所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向上举起时，下列说法中

9、正确的是上举起时，下列说法中正确的是( ( ) )A前臂是省力杠杆，阻力臂变大前臂是省力杠杆，阻力臂变大 B前臂是省力杠杆，阻力臂变小前臂是省力杠杆，阻力臂变小C前臂是费力杠杆，阻力臂变大前臂是费力杠杆，阻力臂变大D前臂是费力杠杆，阻力臂变小前臂是费力杠杆，阻力臂变小【例例11】室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定（定（ ）A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费

10、力杠杆桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆， 一个是费力杠杆一个是费力杠杆DD 考点二考点二 滑轮滑轮1、定滑轮、定滑轮 （1）定义：轴）定义：轴 _ 的滑轮。的滑轮。（2）实质：是一个）实质：是一个 _杠杆。杠杆。（3）特点：）特点：不省力：若不计摩擦和绳重，则拉力不省力：若不计摩擦和绳重，则拉力F=G物；物； 若考虑摩擦和绳重，则拉力若考虑摩擦和绳重，则拉力FG物物.不省距离，也不费距离：绳子末端移动的距离不省距离，也不费距离：绳子

11、末端移动的距离s等于等于 物体上升的高度物体上升的高度h，即，即s=h.可以改变力的方向。可以改变力的方向。固定不动固定不动等臂等臂【例【例12】在使用定滑轮时，沿如右图所示三个在使用定滑轮时，沿如右图所示三个方向用力拉起重物，三个力的大小是方向用力拉起重物，三个力的大小是 ( )AF1最大最大 BF2最大最大 CF3最大最大 D三个力一样大三个力一样大D 2、动滑轮、动滑轮（1）定义：轴）定义：轴 _ 的滑轮。的滑轮。（2）实质：是）实质：是 _杠杆。杠杆。（3）特点：）特点： 能省力：能省力：若不计摩擦、绳重和动滑轮重，则拉力若不计摩擦、绳重和动滑轮重，则拉力F=G物物2； 若考虑动滑轮重

12、，则拉力若考虑动滑轮重，则拉力F=（G物物+G动）动）2.费距离：绳子末端移动的距离费距离：绳子末端移动的距离s等于物体上升的高度等于物体上升的高度h的的2倍，倍， 即即s=2h.不可以改变力的方向不可以改变力的方向随物体一起运动随物体一起运动动力臂是阻力臂动力臂是阻力臂二倍二倍的的省力省力【例【例13】（2012安徽）如图所示，利用动滑轮来提升一个重安徽）如图所示，利用动滑轮来提升一个重280N物体，拉力物体，拉力F竖直向上。竖直向上。（1）若忽略滑轮重，绳重和摩擦，则拉力）若忽略滑轮重，绳重和摩擦，则拉力F=_N；（2）若忽略，绳重和摩擦，滑轮重）若忽略，绳重和摩擦，滑轮重20N，则拉力，

13、则拉力F=_N；140150【例例14】（2012包头）如图所示，用三种方法拉动同一物包头）如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的，这三个力的作用点移动距离分别是作用点移动距离分别是S1、S2、S3，移动速度分别为，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮重及摩擦，则（，不计滑轮重及摩擦，则（ ）A. F1:F2:F32:1:4、S1:S2:S32:1:4B. F1:F2:F32:1:4、S1:S2:S32:4:

14、1C. F1:F2:F32:4:1、v1:v2:v32:1:4D. F1:F2:F32:1:4、v1:v2:v32:4:1BD3、滑轮组、滑轮组（1）、构成：用绳子将）、构成：用绳子将 和和 串绕而成。串绕而成。（2）、特点：）、特点： （填（填“能能”或或“不能不能”）改变力的方向。）改变力的方向。能省力（能省力（n：与动滑轮相连的绳子股数，：与动滑轮相连的绳子股数，F：绳端的拉力）：绳端的拉力）A.若不计动滑轮的重量和摩擦，滑轮组用若不计动滑轮的重量和摩擦，滑轮组用n段绳子吊起重物，段绳子吊起重物， 提起重物所用的力提起重物所用的力F=G物物n.B.若不计摩擦，滑轮组用若不计摩擦，滑轮组用

15、n段绳子吊起重物，提起重物所用段绳子吊起重物，提起重物所用 的力的力F=(G物物+G动滑轮动滑轮)n.费距离：绳端移动的距离费距离：绳端移动的距离S，重物上升的高度，重物上升的高度h，S=nh.定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮能能（3）滑轮组绕线规律：）滑轮组绕线规律：“奇动偶定奇动偶定” “一动一定一动一定”“”“先内后外先内后外”“”“先小后大先小后大”“”“不重复绕、不不重复绕、不交叉绕交叉绕”当承担物重的绳子的股数当承担物重的绳子的股数n为奇数时，绳子是系在动滑轮的钩子上；为奇数时，绳子是系在动滑轮的钩子上；当承担物重的绳子的股数当承担物重的绳子的股数n为偶数时，绳子是系在定滑轮的钩子上；为偶

16、数时，绳子是系在定滑轮的钩子上；（4）给滑轮组绕线的步骤：）给滑轮组绕线的步骤：根据题意算出绳子股数：根据题意算出绳子股数： （除不断的结果采用：进一法。）（除不断的结果采用：进一法。） 根据根据n的奇偶性，利用的奇偶性，利用“奇动偶定奇动偶定”规律，确定绳子起始端的位置。规律，确定绳子起始端的位置。根据是否要改变用力方向，确定绳子自由端最后穿出的滑轮：根据是否要改变用力方向，确定绳子自由端最后穿出的滑轮：要改变用力的方向，绳子末端从要改变用力的方向，绳子末端从_滑轮穿出；滑轮穿出；不要改变力的方向，绳子末端从不要改变力的方向，绳子末端从_滑轮穿出。滑轮穿出。 FGGnFGn动物物或定定动动【

17、例例15】如右图所示，用一根结实的绳子在如右图所示，用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两根光滑木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了。这幅漫画说两位大力士竟撞在一起了。这幅漫画说明了明了_。 【例【例16】如右图所示的各种情况中，用同样大小的力如右图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（）（）A B C D滑轮组可以省力滑轮组可以省力C【例例17】（2012宜宾）如图所示，用宜宾）如图所示，用F为为30N的拉力，通过的拉力，通过滑轮组拉着重为滑轮组拉着重为300

18、N的物体，在水平面上以的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向的速度向左做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为左做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为 N。（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力）摩擦力）【例【例18】某人用某人用100牛的力提起了牛的力提起了350牛的重物，那么他可能牛的重物，那么他可能使用了（使用了（ ）A一个定滑轮一个定滑轮 B一个动滑轮一个动滑轮 C一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D一支杠杆一支杠杆90D【例【例20】（2012东营）一根绳子能承受的最大拉力为东

19、营）一根绳子能承受的最大拉力为500N，一个人站在地上，想用这根绳子把一个人站在地上，想用这根绳子把1800N的重物提高的重物提高20m，请，请在右上图中画出绳子的绕法。在右上图中画出绳子的绕法。【例【例21】(2012达州达州)请你在图请你在图16中画出用滑轮组提升重物的最中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法。省力的绕绳方法。【例例22】电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如左图须对高压线施加恒定的

20、拉力。为此，工程师设计了如左图所示的恒拉力系统，其简化原理图如右图所示。实际测量所示的恒拉力系统，其简化原理图如右图所示。实际测量得到每个水泥块的体积为得到每个水泥块的体积为1.510-2m3，共悬挂，共悬挂20个水泥块。个水泥块。已知水泥块的密度为已知水泥块的密度为2.6103kg/m3，g取取10N/kg。（1）请指出右图中的动滑轮、定滑轮；）请指出右图中的动滑轮、定滑轮；（2）每个水泥块的重力是多少？）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？）滑轮组对高压线的拉力是多大？考点三考点三 其他简单机械其他简单机械1、轮轴、轮轴（1）构成）构成 ：由：由 _和和 _ 组成，组成，且能绕共同轴线旋转的简单机械。且能绕共同轴线旋转的简单机械。（2）应用：门把手、方向盘、辘轳、卷扬机等。）应用：门把手、方向