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1、 总复习：简单机械（提高）责编：雒文丽【考纲要求】1、知道杠杆定义及杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；2、会画力臂理解杠杆平衡条件，并能区别实际生活中的省力、费力及等臂杠杆；3、理解定滑轮、动滑轮实质，理解滑轮组。【知识网络】 【考点梳理】考点一、杠杆1、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。2、杠杆的五要素（1）支点（O）：杠杆绕着转动的点。（2）动力（F1）：使杠杆转动的力，一定是其他物体施给杠杆的力。（3）阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力。一定是其他物
2、体施给杠杆的力。（4）动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离。（5）阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的距离。 3、杠杆的平衡条件：（1）杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。（2）杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2要点诠释：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。4、杠杆分类：（1）省力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡
3、草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。（2）费力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。考点二、滑轮（高清课堂力学4：杠杆和滑轮滑轮）1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心
4、就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。4、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。所用力F与物重关系为（n为承担吊着物体的绳子段数），物体升高h时，绳子自由端移动的距离为s，则s=nh。绳子自由端移动的速度距离为v，则V自=nV物。我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的
5、绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。【典型例题】类型一、杠杆1、在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向 调节，使其在水平位置平衡。如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿 方向，此时读数为 N。 3030202010100【思路点拨】（1）实验前杠杆右侧高左侧低，原因是右侧的力和力臂乘积小于左侧的力和力臂乘积，根据杠杆的平衡条件可知，可将左侧的平衡螺母向右调
6、节，减小左侧的力和力臂乘积，使杠杆在水平位置平衡；（2）当把支点到作用点的连线作为动力臂（施力方向与连线垂直）时，动力臂最长、最省力（弹簧测力计示数最小）；（3）知道阻力、阻力臂和动力臂，利用杠杆的平衡条件求动力。【答案】右；竖直（或竖直向下）；2【解析】杠杆在调节过程中右侧高，左侧低，可将左侧的平衡螺母向右调；在阻力和阻力臂及动力作用点一定的条件下，力的作用方向与杠杆垂直时，力臂最大，所用力最小，根据杠杆平衡条件可得F=2N。【总结升华】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，要求学生平时重视实验能力的培养，重视自己动手实验，要学会利用杠杆平衡条件解决简单的实际问题。举一反三：【变式】（2015南宁
7、）如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是（）A1个 B2个 C3个 D6个【答案】B2、（高清课堂力学4：杠杆和滑轮例3）用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N和200N的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。【答案与解析】 要使两边平衡则有：G1L1=G2L2-由题意知：L1+L2=2m-联立解得：L1=0.8m【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。举一反三：【变式】如图所示一根质地不均匀的木棒
8、横放在地上，重心为O点，抬起它的左端需要200N，抬起它的右端需要300N，则（1）木棒的OA段重还是OB段重？（2）木棒本身重多少N？【答案与解析】由已知F1200N，如图应作用在A点F2300N，如图应作用在B点，设木棒重为G，作用在O点则抬左端F1ABGOB抬右端F2ABGOA由此故OAOB，应是OB段重由、式，G(OBOA)(F1F2)AB又OBOAAB故GF1F2500N。类型二、滑轮3、如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端P，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A与水平面的摩擦力及2秒内P端移
9、动的距离分别为（ ） A8N，4m B8N，8m C16N，4m D16N，8m【思路点拨】要解决此题需要搞清此滑轮的种类，是动滑轮。动滑轮由两段绳子承担摩擦力，所以绳端移动距离是物体移动距离的2倍，绳端拉力是物体与地面摩擦力的一半。在此题中还要用到公式s=vt。【答案】D【解析】物体A移动的距离为：s物=v物t=2m/s2s=4m，由图知，这是动滑轮，所以P移动的距离为SP=2s物=24m=8m物体与地面之间的摩擦力为：f=2F=28N=16N。【总结升华】此题主要考查了动滑轮的特点，与以往不同的是使用动滑轮不是克服物体的重力，而是克服物体与地面之间的摩擦。但始终要明确一点，使用动滑轮时，绳
10、端移动距离是物体移动距离的2倍，但绳端的拉力是作用在动滑轮上的拉力的一半。举一反三：【变式】如图所示，用力F将重物匀速提起，滑轮重不计，则重物重力G与力F的关系是（） AF=G BF=2G CF= G/2 D无法确定【答案】B4、如图所示，通过滑轮组用100N的拉力在20s内将重为240N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）绳子自由端的移动速度为多大？（2）动滑轮重力多大？（3）若重物再增加120N，要使重物匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少多大？【思路点拨】（1）由图示知，动滑轮和物体重由3股绳子承担着，故物体移动2m，绳子自由端移动6m；然后由速度公式求出绳子自由端的速度
11、。（2）由拉力大小和物体重，由平衡条件求出动滑轮的重。（3）由物体的重、动滑轮重、由平衡条件可以求出重物增加时拉力的大小。【答案】作用在绳子自由端的拉力至少140N。【解析】（1）绳子自由端移动的距离：s绳=nh=32m=6m，绳子自由端移动的速度：答：绳子自由端的移动速度是0.3m/s。（2）物体匀速运动，处于平衡状态，动滑轮重：G动=nF-G物=3100N-240N=60N，答：动滑轮重力60N。（3）物体的重力：G物=G物+G=240N+120N=360N，绳子自由端的拉力：【总结升华】计算拉力时要考虑到动滑轮自身的重力，弄清物体重由几股绳子承担是关键。类型三、知识运用5、（2015南通
12、）如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（）A每次倒入空桶的液体体积相同B秤的刻度值向右越来越大C悬点O适当右移，秤的量程会增大D增大M的质量，秤的量程会增大【思路点拨】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2对各个选项注意分析即可。【答案】C【解析】A、在液体体积相同时，液体的密度越大，质量越大，因此只有每次倒入空桶的液体体积相同，才能通过杠杆平衡条件得出液体质量的大小，从而判断液体密度的情况，故A正确；B、当A端的空桶内的液体
13、密度越大时，根据杠杆平衡的条件可知，在M悬挂点处标出相应液体的密度值越大，故应将M向右移动，故B正确；C、悬点O适当右移，阻力臂减小，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，可知秤的量程会减小，故C错误；D、增大M的质量，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，秤的量程会增大，故D正确。【总结升华】本题关键是正确运用杠杆的平衡条件，同时在处理方程的时候也要注意技巧。举一反三：【变式】（高清课堂力学4：杠杆和滑轮例5）等臂杠杆的两端各悬挂一个质量相等的实心铜球和铁球，杠杆保持平衡，如图所示。若将两球同时没入水中，杠杆将（铜铁） A. 仍保持平衡 B. 挂铁球的一端下降 C. 挂铜球的一端下降 D.
14、无法确定【答案】C6、杆秤是称量物体质量的工具，由于存在许多弊端不利于公平交易，我国经贸部门已明令禁止在商品交易中使用杆秤，如果物体的实际质量为M，杆秤测得的质量为m，杆秤重G，秤砣重G0，杆秤头、尾铜皮的质量分别为m1，m2。如图所示，试用杠杆原理分析下列情况中M与m的大小关系。 （1）断尾秤（尾部被截短）；（2）挖掉秤砣中的配重铅块；（3）用大秤砣G0替换小秤砣G0；（4）缩小刻度间距。【思路点拨】首先明确变化的是什么，然后根据杠杆平衡条件进行分析，要注意题目隐含的条件：所测物体的重力和力臂不变。【答案与解析】 （1）断尾秤：尾部m2被去掉，杆秤重量变轻，要使杆秤平衡，只有增大秤砣与转轴的间距（秤砣向右移）从而使示重m增大，mM；（2）秤砣中的配重铅块被挖掉后，秤砣变轻，要使杆秤平衡，只有秤砣向右移，即示重m增大，mM；（3）用大秤砣G0替换小秤砣G0后，为使杆秤平衡只能将秤砣左移，则示重m减小，mM；（4）缩小刻度间距后，会
