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1、 杠杆和其他简单机械 一 杠杆1 定义 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒 2 杠杆的五要素 zxxk 1 支点O 杠杆绕着转动的点 2 动力F1 使杠杆转动的力 zxxk 3 阻力F2 阻碍杠杆转动的力 zxxk 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 知识梳理 3 杠杆平衡的判断 1 杠杆平衡的状态 处于静止或匀速转动状态 2 杠杆平衡的条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 即F1l1 F2l2 4 三种杠杆 1 省力杠杆 动力臂比阻力臂长 省力但费距离 如 起子 羊角锤 老虎钳 铡刀 2 费力杠杆 动力臂比阻力臂短 费力但省距离 如 镊子 钓鱼竿 筷
2、子 3 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 既不省力也不省距离 如 天平 力臂是支点到力的作用线的距离 而不是支点到力的作 用点的距离 既省力又省距离的杠杆是不存在的 二 其他简单机械1 定滑轮 1 定义 轴固定不动的滑轮 2 实质 是一个等臂杠杆 3 特点 使用定滑轮不能省力 也不能省距离 但可以改 变动力的方向 2 动滑轮 1 定义 轴随重物一起运动的滑轮 2 实质 动滑轮是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 3 特点 使用动滑轮能省一半力 但不能改变力的方向 且要多移动一倍距离 3 滑轮组 1 定义 定滑轮和动滑轮组合在一起的机械 2 特点 既能省力 又可以改变动力的方向 3 滑轮组中动力的计算公式
3、忽略滑轮重及摩擦 忽略摩擦 考虑动滑轮重 4 绳子自由端移动的距离 s绳 nh物 h是物体被拉动的距 离 n为承担重物的绳子的段数 5 奇动偶定原理 使用滑轮组时 若n为偶数 则绳子的固定端挂在定滑轮上 若n为奇数 则绳子的固定端挂在动滑轮上 zxxk 4 轮轴 由一个轴和一个大轮组成 能绕共同的轴转动的 简单机械 zxxk 5 斜面 是一种费距离但能省力的简单机械 高度相同时 斜面越长越省力 zxxk 考点1力臂作图 例1 图1是活塞式抽水机的示意图 其手柄相当于一个杠杆 O是支点 请画出阻力F2对支点O的力臂l2 并画出在a点施加的最小动力 F1的示意图 图1思维点拨 力臂的画法 1 首先
4、确定支点O 2 画动力及阻力的作用线 3 从支点O向力的作用线作垂线 画出垂足 则支点到垂足的距离就是力臂 4 力臂用大括号表示范围并在旁边标上字母l1或l2 可以归纳为 一找支点 二画作用线 三连距离 四标记 答案 如图2所示 图2 考点突破 考题1 图3所示的是钓鱼竿钓鱼的示意图 O为支点 F1表示手对钓鱼竿的作用力 请完成下列问题 1 在图中画出鱼线对钓鱼竿的拉力F2的图3力臂l2 2 钓鱼竿属于 填 省力 费力 或 等臂 杠杆 2 费力 图4 答案 1 如图4所示 考点2 杠杆 例2 2012年重庆 下列所使用的杠杆属于费力杠杆的 是 思维点拨 杠杆类型的判断主要是根据杠杆的使用情况
5、找到支点 动力和阻力的位置 以确定动力臂和阻力臂的大小关系 若动力臂大于阻力臂 则为省力杠杆 若动力臂小于阻力臂 则为费力杠杆 若动力臂等于阻力臂 则为等臂杠杆 答案 A 考点3 杠杆的平衡条件 例3 小明在 探究杠杆的平衡条件 的实验中 1 实验前他先调节杠杆在水平位置上平衡 其目的是 2 杠杆平衡后 小明在图6甲所示的A位置挂上2个钩码 当在B位置再挂上 个钩码时 才能使杠杆重新平衡 图6 3 他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉 若每个钩码重1N 当杠杆在水平位置平衡时 弹簧测力计的示数将 填 大于 等于 或 小于 1N 思维点拨 弹簧测力计在C位置斜向下拉时 力臂变小 拉力变大
6、zxxk 2 4 答案 1 便于在杠杆上直接读出力臂大小 3 大于 考题3 如图所示 一根重木棒在水平动 拉力 的作用下以 点为轴 由竖直位置逆时针匀速转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 则 A 增大 l增大 增大B 增大 l减小 减小C 增大 l减小 增大D 减小 l增大 增大 考点4滑轮及滑轮组 例4 观察图8中人们利用简单机械的情景 其中 甲的目的是 乙的目的是 图8 思维点拨 使用动滑轮不能改变力的方向 但可以省力 使用定滑轮不能省力 但可以改变力的方向 如果既想省力 又想改变力的方向 可以使用滑轮组 答案 省力改变力的方向 考题4 如图9所示 用滑轮组匀速提升物
7、体A时 弹簧测力计的示数为 N 如果不计摩擦 滑轮重为1 2N 则物体A的重力为 N 若与弹簧测力计相连的绳子移动1 5m 则物体上升的高度为 m 图9 答案 5 4 15 0 5 考点5滑轮 滑轮组平移重物 例5 如图 用10N的力F拉着物体在水平面上使物体匀速直线运动 若不计绳重及摩擦 求物体受到地面的摩擦力为多大 考题5 图中的三个滑轮拉同一物体沿水平地面做匀速直线运动 所用拉力分别是F1 F2 F3 比较三者的大小 不考虑滑轮摩擦与重力 F1 F2 F3 课堂检测 1 如图所示 当杠杆平衡时 请作出F2对应的力臂L2和L1对应的力F1 2 一根长60厘米的轻质杠杆 它的一端可以绕固定点O转动 另一端A用线竖直向上拉着 如图 a 所示 在离O点40厘米的B点挂一重力为12牛的重物 1 当杠杆水平平衡时 线的拉力为多大 2 如果重物的悬挂点位置不变 将线的作用点移到OB的中点C 如图 b 所示 当杠杆水平平衡时 线的拉力又为多大 3 如图所示 吊篮重100牛 人重600牛 要使吊篮能匀速上升 站在吊篮中的人对绳子的拉力应是 牛 4 如图所示 重600N的人站在重5400N的船上 通过滑轮把船匀速拉向岸边 人拉绳的力为500N 人和船相对静止 不计绳重和滑轮处摩擦 船受到水的阻力为 牛 5 用图中的滑轮组提起重物G 设拉力为F 按给出的省力要求 画出绳子的绕法 问题反馈
