第十一讲简单机械

1、第十一讲简单机械 常考点一：杠杆常考点二：滑轮重点摘要第十一讲简单机械第十一讲简单机械 常考点一杠杆常考点一杠杆1杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫 ，它，它包含有五要素：包含有五要素： 、 、 、 、 力臂是指力臂是指 到力到力 的作用线的距离杠杆的平衡条的作用线的距离杠杆的平衡条件：件： 帮你归纳帮你归纳 怎样正确地画出杠杆上各力的力臂：首先要明确力怎样正确地画出杠杆上各力的力臂：首先要明确力臂的概念臂的概念力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键，可按照下述步骤完成即可题的关键，

2、可按照下述步骤完成即可1 1首先在杠杆的示意图上，确定支点首先在杠杆的示意图上，确定支点O O. .2 2画出动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用画出动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长线延长3 3再从支点再从支点O O 向力的作用线引垂线，则从支点到垂足的距离就是向力的作用线引垂线，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线或虚线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母力臂，力臂用实线或虚线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母 或或 ，分别表示动力臂或阻力臂，分别表示动力臂或阻力臂杠杆杠杆支点支点O O支点支点 易错警示易错警示 画力臂时，千万不要把支点到力的作用点的

3、连线误画力臂时，千万不要把支点到力的作用点的连线误认为是力臂认为是力臂 2杠杆种类 帮你归纳应根据实际情况来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便要省距离时，应选择费力杠杆 常考点二滑轮常考点二滑轮1定滑轮：轴固定不动的滑轮叫定滑轮：轴固定不动的滑轮叫 ，其特，其特点是点是 ，其实质是，其实质是一个一个 2动滑轮：滑轮随物体一起移动的滑轮叫动滑轮：滑轮随物体一起移动的滑轮叫 ，其特点是其特点是 ，其实质是，其实质是一个一个 杠杆杠杆定滑轮定滑轮不省力但可以改变用力方向不省力但可以改变用力方向等臂杠杆等臂杠杆动滑轮动滑轮省一半力但不能改变用力方向省一半力但不能改变

4、用力方向动力臂是阻力臂动力臂是阻力臂2 2倍的倍的3滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合成滑轮组，可以达到滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合成滑轮组，可以达到既既 ，又可以，又可以 ，动滑轮和重物由，动滑轮和重物由n段段绳子承担，拉力就是总重绳子承担，拉力就是总重G的的 ，用式子表示，用式子表示为为F ，绳子末端拉出的长度，绳子末端拉出的长度s是重物通过距是重物通过距离离h的的 ，用式子表示为，用式子表示为s 帮你归纳帮你归纳 确定绳子段数确定绳子段数n n的方法：在动滑轮和定滑轮的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，数与动滑轮相接触的绳子段数就是承受之间画一条虚线，数与动滑轮相接触的绳子段数就是承受的绳

5、子段数的绳子段数4其他简单机械其他简单机械(1)使用轮轴特点：使用轮轴特点： 力，力， 距离距离(2)使用斜面特点：使用斜面特点： 力，力， 距离；高度相同，斜面越距离；高度相同，斜面越长越长越 力力 省省费费省省费费省省省力省力改变力的方向改变力的方向几分之一几分之一n n倍倍nh典例典例1 杠杆的分类杠杆的分类 例例1 20142014南京，南京，4 4如图所示的器具中，属于省力杠如图所示的器具中，属于省力杠杆的是杆的是( ) 解析解析：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故力杠杆，故A A错误；独轮车动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，错误

6、；独轮车动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故故B B正确；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂正确；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故杠杆，故C C错误；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，错误；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故是费力杠杆，故D D错误，故选错误，故选B.B. 【方法点拨方法点拨】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆于哪种类型的杠杆B典例典例2 力臂的画法力臂的画法 例例2 20142014黔东南州

7、，黔东南州，1515如图所示是校长为新装的空调室如图所示是校长为新装的空调室外设计的支架，支架可以看作杠杆，以外设计的支架，支架可以看作杠杆，以O为支点，在支架为支点，在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定，要使铁线受到的拉力最小，请孔处拉一根铁线到墙上固定，要使铁线受到的拉力最小，请从从P孔处画出铁线到墙的连线，并画出铁线拉力孔处画出铁线到墙的连线，并画出铁线拉力F的力臂的力臂L.例例 2 图图例例 2 答图答图 解析解析：在阻力与阻力臂一定时，由杠杆：在阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小由平衡条件可知，动力臂越大，动力越小由图示可知，连接图示可知，连接OPOP，即为力臂

8、，即为力臂L L1 1，过，过P P点做点做垂直于垂直于OPOP的作用力的作用力F F就是最小的力，如答图就是最小的力，如答图所示所示 【方法点拨方法点拨】熟练应用杠杆平衡条件，】熟练应用杠杆平衡条件，掌握力臂的画法即可正确解题，支点与掌握力臂的画法即可正确解题，支点与力的作用点的连线为最长的力臂力的作用点的连线为最长的力臂典例典例3 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件 例例3 20142014济宁，济宁，7 7小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续一侧的钩

9、码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是探究，如图所示，他这样做的最终目的是( ) A便于直接读出拉力的大小便于直接读出拉力的大小 B便于提供不同方向的拉力便于提供不同方向的拉力 C便于正确认识力臂便于正确认识力臂 D便于测量力臂的大小便于测量力臂的大小例例 3 图图C 解析解析：从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆：从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化

10、，倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故选正确认识，故选C.C. 【方法点拨方法点拨】合理运用杠杆平衡条件进行分析，同】合理运用杠杆平衡条件进行分析，同时明确拉力倾斜时力臂会变小，这也是我们在实验中时明确拉力倾斜时力臂会变小，这也是我们在实验中应该注意的细节应该注意的细节典例典例4 滑轮和滑轮组滑轮和滑轮组 例例4 20142014泰州，泰州，1010如图所示如图所示的滑轮组，每个滑

11、轮重为的滑轮组，每个滑轮重为20 N，绳重及摩擦不计用它匀速提升绳重及摩擦不计用它匀速提升重为重为100 N的物体，所用的拉力的物体，所用的拉力F是是( ) A50 N B60 N C70 N D120 N 解析：解析：图中绳子股数图中绳子股数n n2 2，不计绳重及摩擦，所以拉，不计绳重及摩擦，所以拉力力 ，故选，故选B.B. 【方法点拨】【方法点拨】弄清楚绳子的股数是解决此题的关键弄清楚绳子的股数是解决此题的关键B例例4图图学生随堂巩固学生随堂巩固1教材拓展题教材拓展题下列简单机械中，属于省力杠杆的是下列简单机械中，属于省力杠杆的是( )C2教材拓展题教材拓展题学校国旗杆的顶端装有定滑轮，

12、如图所学校国旗杆的顶端装有定滑轮，如图所示定滑轮的作用是示定滑轮的作用是( )A省力省力B省距离省距离C省力省距离省力省距离D可以改变力的方向可以改变力的方向第第 2 题图题图D3工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面圆形钢管的横截面)其中最省力的方案是其中最省力的方案是( ) 解析解析：在以上四种情况中，：在以上四种情况中，BCDBCD都将物体与地面之都将物体与地面之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了物体与地面之间的间的滑动摩擦

13、变为滚动摩擦，减小了物体与地面之间的摩擦力，而摩擦力，而A A没有，所以首先可以排除没有，所以首先可以排除A.A.在在B B中使用的是中使用的是定滑轮，只能改变力的方向不能省力，其所用力的大小定滑轮，只能改变力的方向不能省力，其所用力的大小与与D D是一样的，都等于物体与地面之间的滚动摩擦力在是一样的，都等于物体与地面之间的滚动摩擦力在C C中使用的是动滑轮，动滑轮能够省一半的力，所以，此中使用的是动滑轮，动滑轮能够省一半的力，所以，此时的拉力等于物体与地面之间滚动摩擦力的一半，所以时的拉力等于物体与地面之间滚动摩擦力的一半，所以此时所用的力最小，即最省力，故选此时所用的力最小，即最省力，故选

14、C.C.C4如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不不计机械重和摩擦计机械重和摩擦)，其中所需动力最小的是，其中所需动力最小的是( ) 解析：解析：不计机械重和摩擦，不计机械重和摩擦，A A图中，由图知，图中，由图知， , ,所以所以 ；B B图中，滑轮组由三图中，滑轮组由三段绳子承担，所以段绳子承担，所以 ；C C图中，由图知，是定图中，由图知，是定滑轮，不省力，所以滑轮，不省力，所以 ；D D图中，根据杠杆的图中，根据杠杆的平衡条件：平衡条件： ，所以，所以 . .由以上由以上分析得分析得D D最省力故选最省力故选D.D.D5教材拓展题教

15、材拓展题李爷爷用一根撬棒撬石头，如图所示，他李爷爷用一根撬棒撬石头，如图所示，他使用的杠杆是一个使用的杠杆是一个 选填选填“省力省力”、“费力费力”或或“等等臂臂”)杠杆，在用力方向不变的情况下李爷爷想用更小的力杠杆，在用力方向不变的情况下李爷爷想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向撬起石头，那么他的手应该向 选填选填“远离远离”或或“靠靠近近”)支点支点O方向移动方向移动第第 5 题图题图省力省力远离远离6盘山公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，如图所示，盘山公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，如图所示，从物理模型角度看，盘山公路可看作是从物理模型角度看，盘山公路可看作是 ，与直，与直线上山的公路相比，盘山

16、公路的特点线上山的公路相比，盘山公路的特点是是 第第 6 题图题图斜面斜面省力费距离省力费距离7(1)如图甲是果农修剪树枝的情景，图乙是图甲明亮如图甲是果农修剪树枝的情景，图乙是图甲明亮部分的简化图，部分的简化图，F F1 1是剪刀受到的动力，是剪刀受到的动力，B B是阻力的作用是阻力的作用点请在图乙中标出支点点请在图乙中标出支点O O的位置，并作出阻力的位置，并作出阻力F F2 2和动和动力臂力臂L L1 1.(2)请画出利用如图所示的滑轮组提升重物时的两种绕请画出利用如图所示的滑轮组提升重物时的两种绕线方法线方法第第 7 题图题图1第第 7 题图题图2如答图所示如答图所示 解析解析：(1)

17、(1)确定支点确定支点O O，从支点向动力作用线引垂线，从支点向动力作用线引垂线，垂线段的长度即为动力臂；动力使杠杆向顺时针方向转垂线段的长度即为动力臂；动力使杠杆向顺时针方向转动，所以阻力应使其向逆时针方向转动，由于阻力臂比动，所以阻力应使其向逆时针方向转动，由于阻力臂比动力臂短，所以阻力大于动力，动力臂短，所以阻力大于动力， 的线段要长一些，如答的线段要长一些，如答图图1 1所示所示(2)(2)将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上，然将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上；将绳子的一端固定在定滑轮的后将绳子绕在滑轮组上；将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上

18、，如答图挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上，如答图2 2所示所示第第 7题答图题答图1第第 7 题答图题答图2 实验强化过关实验强化过关 实验探究杠杆的平衡条件实验探究杠杆的平衡条件 命题角度：命题角度：1.杠杆平衡螺母的调节杠杆平衡螺母的调节.2.支点支点处于杠杆中间处于杠杆中间.3.调节杠杆在水平位置静止调节杠杆在水平位置静止.4.测测量多组数据的目的量多组数据的目的.5.测力计从竖直拉杠杆变成测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计的示数变化倾斜拉杠杆，测力计的示数变化.6.分析数据，分析数据，总结平衡条件总结平衡条件.7.利用平衡条件调节杠杆平衡利用平衡条件调节杠杆平衡例例 2014201

19、4黔东南州，黔东南州，1919研究杠杆平衡条件的实验研究杠杆平衡条件的实验例题图例题图(1)杠杆的位置如图杠杆的位置如图a所示，此时应调节杠杆两端的螺所示，此时应调节杠杆两端的螺母使其向母使其向 选填选填“左左”或或“右右”)移动，使杠杆在移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时，施加的动力和阻力的方向水平位置平衡，实验时，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处都是竖直方向，这样做的好处是是 (2)某同学通过多次实验操作及数据分析，得出杠杆某同学通过多次实验操作及数据分析，得出杠杆平衡的条件是：动力平衡的条件是：动力动力作用点到支点的距离动力作用点到支点的距离阻力阻力阻力作用点到支点的距离

20、你认为他的结论阻力作用点到支点的距离你认为他的结论 (选填选填“可靠可靠”或或“不可靠不可靠”)；理由是；理由是 右右便于测量力臂便于测量力臂不可靠不可靠杠杆在水平位置平衡，并且动力和阻力垂直作用在杠杆在水平位置平衡，并且动力和阻力垂直作用在杠杆上，此时动力臂和阻力臂都在杠杆上，杠杆上，此时动力臂和阻力臂都在杠杆上，“动力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支点到阻力作用点的距离用点的距离”成立；当动力和阻力不垂直作用在杠成立；当动力和阻力不垂直作用在杠杆上，动力臂和阻力臂小于支点与作用点之间的距杆上，动力臂和阻力臂小于支点与作用点之间的距离，离，“动力动力支点

21、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支点到阻力作用点的距离点到阻力作用点的距离”不成立不成立 (3)利用如图利用如图c所示装置进行实验，每个钩码重所示装置进行实验，每个钩码重0.5 N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 N如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将平位置平衡，其示数将 (选填选填“变大变大”、“不不变变”或或“变小变小”)2.25变大变大 解析：解析：(1)(1)杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节；实验前先要调节杠杆在将杠杆两端的平衡螺母向右调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的重力通