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1、初中物理 简单机械 杠杆 这三个用具有什 么共同特点 一.杠杆: 1.定义: 在力的作用下能绕固定点转 动的硬棒。 O O O F1F1F1 F2F2F2 O l1 l2 支点 动力 阻力 动力臂阻力臂 2.五要素: 动力: 使杠杆转动的力。用F1表示。 阻力:阻碍杠杆转动的力。用F2表示。 支点: 固定的点。用O表示。 力臂: 从支点到力的作用线的距离。 动力臂：从支点到动力的作用 线的距离。用l1表示。 动力臂：从支点到阻力的作用 线的距离。用l2表示。 L2 L1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 画出图中各力的力臂 （1）找出支点的位置 （2）沿动力、阻力的作用 方向将力
2、的作用线画出 （3）从支点作动力、阻力 作用线的垂线 3.力臂的画法: 画力的作用线； 作垂线； 找支点； 标垂直符号； 画大括号； 标符号。 标力的符号； F1 F2 l1 O 例题1：画出各力的力臂 l2 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 二.杠杆的平衡条件: 挂在哪？ 挂几个？ 实验次数F1l1F1l1F2l2F2l2 1 2 3 挂在哪？ 挂几个？ 例题2：如图所示，球重4N，AO 20cm，直杆长1m，欲使直杆在水平 位置平衡,则F N。 AOB F G 二.杠杆的平衡条件: 动力动力臂=阻力阻力臂 F1l1=F2l2 例题3：如图所示，球重16N，AO 50c
3、m，直杆长2.5m，欲使直杆在水平 位置平衡,则作用在B点的力F ( ) A.可能大于4N B.可能等于4N C.可能小于4N D.无法判断 AOB G 例题4：如图所示，球重4N，木块重 2N, 直杆长1.5m，欲使直杆在水平位置 平衡,则支点O应距离A点 m。 若将支点从此位置向右移动0. 5m，仍 保持直杆在水平位置平衡,则在B点应加 挂 N的重物。 AB G 例题5：如图所示，球重4N，木块重 2N, 直杆长1.2m，欲使直杆在水平位置 平衡,则支点O应距离A点 m。 若将两物体同时向中间位置移动0.1m ，则杠杆 保持在水平位置平衡。 若要其继续保持在水平位置平衡，则 应当 或 或
4、。 BA G 例题6：如图所示，用一作用在A点且 与杠杆垂直的力F将杠杆由现在所在 的位置沿逆时针匀速转动至水平位置 的过程中，关于力F大小的说法中正确 的是 （ ） A.逐渐增大 B.大小不变 C.逐渐减小 D.先减小后增大 A O G 三.杠杆的应用 省力杠杆省力杠杆 ： 动力臂大于阻力臂，动力臂大于阻力臂， 省力，费距离。省力，费距离。 费力杠杆费力杠杆 ： 动力臂小于阻力臂，动力臂小于阻力臂， 费力，省距离。费力，省距离。 等臂杠杆等臂杠杆 ： 动力臂等于阻力臂，动力臂等于阻力臂， 动力等于阻力，可以动力等于阻力，可以 改变用力的方向。改变用力的方向。 例题6：下列各种杠杆中属于省力杠
5、杆 的是 ( ) A.A.用木棒撬石头用木棒撬石头B.B.跷跷板跷跷板 C.C.汽车制动器的脚踏板汽车制动器的脚踏板D. D.裁纸刀裁纸刀 例题7：画出作用在某点使杠杆在如 图所示位置平衡的对应力臂的力的 示意图。 O G l 例题8：画出作用在A点使杠杆在所示 位置平衡的最小的力的示意图和对应 的力臂。 A O G 例题9：如图所示，左端挂一铜球， 右端挂一铁球，两球体积相等，此时 杠杆在水平位置平衡，当将两球同时 浸没在水中时，杠杆的 端将下 沉。 A 铜 铁 B 小 秤 大 用 第二节 滑轮 一：定滑轮一：定滑轮 定义：定义： 轴被固定。轴被固定。 定滑轮为什么不省力？定滑轮为什么不省力
6、？ O O l l 1 1 l l 2 2 F F2 2 F F2 2F F1 1 O O l l 1 1 l l 2 2 F F2 2 F F2 2F F1 1 O O l l 1 1 l l 2 2 F F2 2 F F2 2F F1 1 实质：实质： 等臂杠杆。等臂杠杆。 特点：特点： 不省力也不费力，可以改变用不省力也不费力，可以改变用 力的方向。力的方向。 例例1 1：画出如下定滑轮的力臂。：画出如下定滑轮的力臂。 F F l l 1 1 l l 2 2 例例2 2：用摩擦和绳重都忽略不计的定滑轮将重物：用摩擦和绳重都忽略不计的定滑轮将重物 匀速提起，分别沿图示的三个方向用力，若匀速
7、提起，分别沿图示的三个方向用力，若F F 1 1 20N20N，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是 （ ） A.A.物体重一定为物体重一定为2020N N B. B. F F 2 2 可能大于可能大于2020N N C. C. F F 3 3 可能大于可能大于2020N N D. D. F F 3 3 可能小于可能小于2020N N F F2 2 F F1 1 F F3 3G G 二：动滑轮二：动滑轮 定义：定义： 滑轮随重物一起动。滑轮随重物一起动。 动滑轮为什么省一半的力？动滑轮为什么省一半的力？ O O l l 1 1 l l 2 2 F F1 1 F F2 2 O O O O l
8、 l 1 1 l l 2 2 F F1 1 F F2 2 l l 1 1F F1 1 F F2 2 l l 2 2 动滑轮为什么费一倍的距离？动滑轮为什么费一倍的距离？ 实质：实质： 动力臂是阻力臂二倍的杠杆。动力臂是阻力臂二倍的杠杆。 特点：特点： 可以省一半力，但不能改变可以省一半力，但不能改变 用力方向。用力方向。 拉力作用点移动距离是重物拉力作用点移动距离是重物 移动距离的二倍。移动距离的二倍。 例例3 3：用如图所示的动滑轮匀速提升重物；若：用如图所示的动滑轮匀速提升重物；若 不计动滑轮所受重力，不计动滑轮所受重力，GG100N100N，则拉力则拉力F F N N；若动滑轮重若动滑轮
9、重2020N N，则拉力则拉力F F N N。若绳端向上通过若绳端向上通过 的距离为的距离为S S4m4m，则重物被则重物被 提升的高度提升的高度h h mm。 F=F=? ? G=G=100N100N 例例4 4：不计绳与动滑轮以及动滑轮与轴之间的：不计绳与动滑轮以及动滑轮与轴之间的 摩擦摩擦, ,若拉力若拉力F F=50N,=50N,则木块与地面之间的摩擦则木块与地面之间的摩擦 力力f f N N。当木块向前运动的速度为当木块向前运动的速度为 v v=5cm/s=5cm/s，则绳端被向前拉动的速度为则绳端被向前拉动的速度为V V cm/scm/s。 F=F=50N50N G=G=400N4
10、00N 三：滑轮组三：滑轮组 定义：定义： 用一根绳子，将定滑轮和动滑用一根绳子，将定滑轮和动滑 轮按一定方式结合起来组成的轮按一定方式结合起来组成的 装置。装置。 相一想，如何来绕？相一想，如何来绕？ F F F F F F F F G G G G G G G G 绳子的段数：承担动滑轮和绳子的段数：承担动滑轮和 物重的绳子的段数。物重的绳子的段数。 小结：小结： 动奇定偶。动奇定偶。 绳子的段数为偶数，改变用绳子的段数为偶数，改变用 力方向；否则，不改变用力方力方向；否则，不改变用力方 向。（定滑轮和动滑轮的个数向。（定滑轮和动滑轮的个数 相同时）相同时） 例例5 5：用如图所示：用如图所
11、示 滑轮组提升重物，滑轮组提升重物， 要求：甲图中拉要求：甲图中拉 力方向向下，乙图力方向向下，乙图 中拉力方向向上。中拉力方向向上。 F F G G F F G G 甲甲乙乙 相一想，相一想，F F与与G G的关系如何的关系如何 ？为什么？为什么? ? F F F F F F F F G G G G G G G G S S= =nhnh 小结：小结： 若不计摩擦：若不计摩擦：F F 例例6 6：用如图所示滑轮组提：用如图所示滑轮组提 升重物，升重物，GG800N800N，动滑轮动滑轮 重为重为2020N N，绳子能够承受的绳子能够承受的 最大拉力为最大拉力为400400N N。要求：设要求：
12、设 计各种可能的提升重物的绕计各种可能的提升重物的绕 线方法。并说明你这样设计线方法。并说明你这样设计 的理由。（不计一切摩擦）的理由。（不计一切摩擦） G G 简单机械小结 一.知识要点 （一）杠杆 1.知道杠杆的支点、动力.动力臂、阻力、 阻力臂. 2.会画力臂：从支点向力的作用线画 垂线。 3.杠杆平衡条件：F1L1=F2L2 或F1/F2=L2/L1 4.会识别各种杠杆 省力杠杆：动力臂（L1）阻力臂（L2）的杠 杆。如：羊角锤起钉子，瓶盖起子起瓶盖，切 纸刀切纸等，省力杠杆费距离。 费力杠杆：动力臂（L1）阻力臂（L2）的杠 杆。如：镊子夹起砝码，钓鱼杆钓鱼、缝纫 机脚踏板等，费力杠
13、杆省距离。 等臂杠杆：L1= L2 如：天平、定滑轮等。 （二）滑轮 1定滑轮，不省力，但可以改变力的作用 方向，因为它是等臂杠杆。 即：F1 =F2，L1=L2 2.动滑轮，可以省一半力，但不可以改变力 的作用方向，因为它的动力臂（L1）是阻力 臂（L2）的2倍。动力移动的距离是阻力移动 的距离的2倍。 即：F1 =F2/2，L1=2L2 ，S1=2h 3滑轮组，若动滑轮上有n段绳子， 则F=(G物+G动)/n，S=nh. 要求：（1）会根据省力要求画出滑轮组的 绕绳，注意：奇动偶定。 （2）根据要求设计滑轮组 A.求n: (a)n=S/h (b)n=G总/F（注意取 整加1） B由n判定动
14、滑轮的个数 如：n=2，3 用1个动滑轮 n=4，5 用2个动滑轮 n=6，7 用3个动滑轮 4.如图2所示的杠杆O为支点，在B处挂一重物 ，在 A端作用一个力（图中没有画出），使 杠杆平衡在水平位置，这个杠杆（ ） A.一定省力 B.一定费力 C.不省力，也不费力 D.可能省力，也可能费力， 还可能不省力，也不费力 5如图4所示，一根重木棒在水平动力F作用下以O点 为轴，由竖直位置逆时针匀速转动到水平位置的过 程中，若动力臂为L、动力与动力臂的乘积为M,则 （ ） A. F增大，L增大，M增大 B. F增大，L减小，M减小 C. F增大，L减小，M增大 D. F减小，L增大，M增大 6用如图7所示滑轮组提升重物，若不计滑 轮的摩擦 和弹簧秤的重力，物体重力为5牛， 弹簧秤的读数为2牛，则动滑轮重力是 （ ） A.0.5牛 B. 1牛 C.1.5牛 D.2牛 7.使用滑轮组将重3000牛的货物匀速提 起，不计摩擦和滑轮的重力，如果向下 的力是600牛，则需要用_个定滑 轮和_个动滑轮组成滑轮组，并 且使动滑轮上共有_段绳子. 8.如图，一块均匀的木板，长15米，重为400 牛，对称
