1、第十一講簡單機(jī)械 ?？键c(diǎn)一：杠桿?？键c(diǎn)二：滑輪重點(diǎn)摘要第十一講簡單機(jī)械第十一講簡單機(jī)械 常考點(diǎn)一杠桿?？键c(diǎn)一杠桿1杠桿：在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿：在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫 ，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 的作用線的距離杠桿的平衡條的作用線的距離杠桿的平衡條件：件： 幫你歸納幫你歸納 怎樣正確地畫出杠桿上各力的力臂：首先要明確力怎樣正確地畫出杠桿上各力的力臂：首先要明確力臂的概念臂的概念力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，這是解決杠桿問力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，這是解決杠桿問題的關(guān)鍵，可按照下述步驟完成即可題的關(guān)鍵，

2、可按照下述步驟完成即可1 1首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O O. .2 2畫出動力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用畫出動力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長線延長3 3再從支點(diǎn)再從支點(diǎn)O O 向力的作用線引垂線，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是向力的作用線引垂線，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用實(shí)線或虛線表示并用大括號勾出，在旁邊標(biāo)上字母力臂，力臂用實(shí)線或虛線表示并用大括號勾出，在旁邊標(biāo)上字母 或或 ，分別表示動力臂或阻力臂，分別表示動力臂或阻力臂杠桿杠桿支點(diǎn)支點(diǎn)O O支點(diǎn)支點(diǎn) 易錯警示易錯警示 畫力臂時(shí)，千萬不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的

3、連線誤畫力臂時(shí)，千萬不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線誤認(rèn)為是力臂認(rèn)為是力臂 2杠桿種類 幫你歸納應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿；當(dāng)為了使用方便要省距離時(shí)，應(yīng)選擇費(fèi)力杠桿 常考點(diǎn)二滑輪?？键c(diǎn)二滑輪1定滑輪：軸固定不動的滑輪叫定滑輪：軸固定不動的滑輪叫 ，其特，其特點(diǎn)是點(diǎn)是 ，其實(shí)質(zhì)是，其實(shí)質(zhì)是一個一個 2動滑輪：滑輪隨物體一起移動的滑輪叫動滑輪：滑輪隨物體一起移動的滑輪叫 ，其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是 ，其實(shí)質(zhì)是，其實(shí)質(zhì)是一個一個 杠桿杠桿定滑輪定滑輪不省力但可以改變用力方向不省力但可以改變用力方向等臂杠桿等臂杠桿動滑輪動滑輪省一半力但不能改變用力方向省一半力但不能改變

4、用力方向動力臂是阻力臂動力臂是阻力臂2 2倍的倍的3滑輪組：將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組，可以達(dá)到滑輪組：將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組，可以達(dá)到既既 ，又可以，又可以 ，動滑輪和重物由，動滑輪和重物由n段段繩子承擔(dān)，拉力就是總重繩子承擔(dān)，拉力就是總重G的的 ，用式子表示，用式子表示為為F ，繩子末端拉出的長度，繩子末端拉出的長度s是重物通過距是重物通過距離離h的的 ，用式子表示為，用式子表示為s 幫你歸納幫你歸納 確定繩子段數(shù)確定繩子段數(shù)n n的方法：在動滑輪和定滑輪的方法：在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，數(shù)與動滑輪相接觸的繩子段數(shù)就是承受之間畫一條虛線，數(shù)與動滑輪相接觸的繩子段數(shù)就是承受的繩

5、子段數(shù)的繩子段數(shù)4其他簡單機(jī)械其他簡單機(jī)械(1)使用輪軸特點(diǎn)：使用輪軸特點(diǎn)： 力，力， 距離距離(2)使用斜面特點(diǎn)：使用斜面特點(diǎn)： 力，力， 距離；高度相同，斜面越距離；高度相同，斜面越長越長越 力力 省省費(fèi)費(fèi)省省費(fèi)費(fèi)省省省力省力改變力的方向改變力的方向幾分之一幾分之一n n倍倍nh典例典例1 杠桿的分類杠桿的分類 例例1 20142014南京，南京，4 4如圖所示的器具中，屬于省力杠如圖所示的器具中，屬于省力杠桿的是桿的是( ) 解析解析：鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)：鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故力杠桿，故A A錯誤；獨(dú)輪車動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，錯誤

6、；獨(dú)輪車動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故故B B正確；天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂正確；天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故杠桿，故C C錯誤；筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，錯誤；筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故是費(fèi)力杠桿，故D D錯誤，故選錯誤，故選B.B. 【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬用過程中，動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿于哪種類型的杠桿B典例典例2 力臂的畫法力臂的畫法 例例2 20142014黔東南州

7、，黔東南州，1515如圖所示是校長為新裝的空調(diào)室如圖所示是校長為新裝的空調(diào)室外設(shè)計(jì)的支架，支架可以看作杠桿，以外設(shè)計(jì)的支架，支架可以看作杠桿，以O(shè)為支點(diǎn)，在支架為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵線到墻上固定，要使鐵線受到的拉力最小，請孔處拉一根鐵線到墻上固定，要使鐵線受到的拉力最小，請從從P孔處畫出鐵線到墻的連線，并畫出鐵線拉力孔處畫出鐵線到墻的連線，并畫出鐵線拉力F的力臂的力臂L.例例 2 圖圖例例 2 答圖答圖 解析解析：在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿：在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，動力臂越大，動力越小由平衡條件可知，動力臂越大，動力越小由圖示可知，連接圖示可知，連接OPOP，即為力臂

8、，即為力臂L L1 1，過，過P P點(diǎn)做點(diǎn)做垂直于垂直于OPOP的作用力的作用力F F就是最小的力，如答圖就是最小的力，如答圖所示所示 【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】熟練應(yīng)用杠桿平衡條件，】熟練應(yīng)用杠桿平衡條件，掌握力臂的畫法即可正確解題，支點(diǎn)與掌握力臂的畫法即可正確解題，支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線為最長的力臂力的作用點(diǎn)的連線為最長的力臂典例典例3 杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件 例例3 20142014濟(jì)寧，濟(jì)寧，7 7小夢在做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小夢在做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測力計(jì)取代先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)一側(cè)的鉤

9、碼繼續(xù)探究，如圖所示，他這樣做的最終目的是探究，如圖所示，他這樣做的最終目的是( ) A便于直接讀出拉力的大小便于直接讀出拉力的大小 B便于提供不同方向的拉力便于提供不同方向的拉力 C便于正確認(rèn)識力臂便于正確認(rèn)識力臂 D便于測量力臂的大小便于測量力臂的大小例例 3 圖圖C 解析解析：從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，在杠桿：從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，在杠桿兩側(cè)掛鉤碼，由于重力的方向是豎直向下的，力臂在杠兩側(cè)掛鉤碼，由于重力的方向是豎直向下的，力臂在杠桿上可以直接讀出，當(dāng)用彈簧測力計(jì)拉，若彈簧測力計(jì)桿上可以直接讀出，當(dāng)用彈簧測力計(jì)拉，若彈簧測力計(jì)傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會發(fā)生變化

10、，傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會發(fā)生變化，相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力會相應(yīng)增大，才能相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力會相應(yīng)增大，才能使杠桿仍保持平衡，這樣做實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對力臂的使杠桿仍保持平衡，這樣做實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對力臂的正確認(rèn)識，故選正確認(rèn)識，故選C.C. 【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】合理運(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行分析，同】合理運(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行分析，同時(shí)明確拉力傾斜時(shí)力臂會變小，這也是我們在實(shí)驗(yàn)中時(shí)明確拉力傾斜時(shí)力臂會變小，這也是我們在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)典例典例4 滑輪和滑輪組滑輪和滑輪組 例例4 20142014泰州，泰州，1010如圖所示如圖所示的滑輪組，每個滑

11、輪重為的滑輪組，每個滑輪重為20 N，繩重及摩擦不計(jì)用它勻速提升繩重及摩擦不計(jì)用它勻速提升重為重為100 N的物體，所用的拉力的物體，所用的拉力F是是( ) A50 N B60 N C70 N D120 N 解析：解析：圖中繩子股數(shù)圖中繩子股數(shù)n n2 2，不計(jì)繩重及摩擦，所以拉，不計(jì)繩重及摩擦，所以拉力力 ，故選，故選B.B. 【方法點(diǎn)撥】【方法點(diǎn)撥】弄清楚繩子的股數(shù)是解決此題的關(guān)鍵弄清楚繩子的股數(shù)是解決此題的關(guān)鍵B例例4圖圖學(xué)生隨堂鞏固學(xué)生隨堂鞏固1教材拓展題教材拓展題下列簡單機(jī)械中，屬于省力杠桿的是下列簡單機(jī)械中，屬于省力杠桿的是( )C2教材拓展題教材拓展題學(xué)校國旗桿的頂端裝有定滑輪，

12、如圖所學(xué)校國旗桿的頂端裝有定滑輪，如圖所示定滑輪的作用是示定滑輪的作用是( )A省力省力B省距離省距離C省力省距離省力省距離D可以改變力的方向可以改變力的方向第第 2 題圖題圖D3工人們?yōu)榱税徇\(yùn)一個笨重的機(jī)器進(jìn)入廠房，他們設(shè)計(jì)工人們?yōu)榱税徇\(yùn)一個笨重的機(jī)器進(jìn)入廠房，他們設(shè)計(jì)了如圖所示的四種方案了如圖所示的四種方案(機(jī)器下方的小圓表示并排放置的機(jī)器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面圓形鋼管的橫截面)其中最省力的方案是其中最省力的方案是( ) 解析解析：在以上四種情況中，：在以上四種情況中，BCDBCD都將物體與地面之都將物體與地面之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減小了物體與地面之間的間的滑動摩擦

13、變?yōu)闈L動摩擦，減小了物體與地面之間的摩擦力，而摩擦力，而A A沒有，所以首先可以排除沒有，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輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小定滑輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小與與D D是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動摩擦力在是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動摩擦力在C C中使用的是動滑輪，動滑輪能夠省一半的力，所以，此中使用的是動滑輪，動滑輪能夠省一半的力，所以，此時(shí)的拉力等于物體與地面之間滾動摩擦力的一半，所以時(shí)的拉力等于物體與地面之間滾動摩擦力的一半，所以此時(shí)所用的力最小，即最省力，故選此時(shí)所用的力最小，即最省力，故選

14、C.C.C4如圖是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式如圖是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式(不不計(jì)機(jī)械重和摩擦計(jì)機(jī)械重和摩擦)，其中所需動力最小的是，其中所需動力最小的是( ) 解析：解析：不計(jì)機(jī)械重和摩擦，不計(jì)機(jī)械重和摩擦，A A圖中，由圖知，圖中，由圖知， , ,所以所以 ；B B圖中，滑輪組由三圖中，滑輪組由三段繩子承擔(dān)，所以段繩子承擔(dān)，所以 ；C C圖中，由圖知，是定圖中，由圖知，是定滑輪，不省力，所以滑輪，不省力，所以 ；D D圖中，根據(jù)杠桿的圖中，根據(jù)杠桿的平衡條件：平衡條件： ，所以，所以 . .由以上由以上分析得分析得D D最省力故選最省力故選D.D.D5教材拓展題教

15、材拓展題李爺爺用一根撬棒撬石頭，如圖所示，他李爺爺用一根撬棒撬石頭，如圖所示，他使用的杠桿是一個使用的杠桿是一個 選填選填“省力省力”、“費(fèi)力費(fèi)力”或或“等等臂臂”)杠桿，在用力方向不變的情況下李爺爺想用更小的力杠桿，在用力方向不變的情況下李爺爺想用更小的力撬起石頭，那么他的手應(yīng)該向撬起石頭，那么他的手應(yīng)該向 選填選填“遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離”或或“靠靠近近”)支點(diǎn)支點(diǎn)O方向移動方向移動第第 5 題圖題圖省力省力遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離6盤山公路修得彎彎曲曲，宛如盤龍，如圖所示，盤山公路修得彎彎曲曲，宛如盤龍，如圖所示，從物理模型角度看，盤山公路可看作是從物理模型角度看，盤山公路可看作是 ，與直，與直線上山的公路相比，盤山

16、公路的特點(diǎn)線上山的公路相比，盤山公路的特點(diǎn)是是 第第 6 題圖題圖斜面斜面省力費(fèi)距離省力費(fèi)距離7(1)如圖甲是果農(nóng)修剪樹枝的情景，圖乙是圖甲明亮如圖甲是果農(nóng)修剪樹枝的情景，圖乙是圖甲明亮部分的簡化圖，部分的簡化圖，F(xiàn) F1 1是剪刀受到的動力，是剪刀受到的動力，B B是阻力的作用是阻力的作用點(diǎn)請?jiān)趫D乙中標(biāo)出支點(diǎn)點(diǎn)請?jiān)趫D乙中標(biāo)出支點(diǎn)O O的位置，并作出阻力的位置，并作出阻力F F2 2和動和動力臂力臂L L1 1.(2)請畫出利用如圖所示的滑輪組提升重物時(shí)的兩種繞請畫出利用如圖所示的滑輪組提升重物時(shí)的兩種繞線方法線方法第第 7 題圖題圖1第第 7 題圖題圖2如答圖所示如答圖所示 解析解析：(1)

17、(1)確定支點(diǎn)確定支點(diǎn)O O，從支點(diǎn)向動力作用線引垂線，從支點(diǎn)向動力作用線引垂線，垂線段的長度即為動力臂；動力使杠桿向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)垂線段的長度即為動力臂；動力使杠桿向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，所以阻力應(yīng)使其向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，由于阻力臂比動，所以阻力應(yīng)使其向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，由于阻力臂比動力臂短，所以阻力大于動力，動力臂短，所以阻力大于動力， 的線段要長一些，如答的線段要長一些，如答圖圖1 1所示所示(2)(2)將繩子的一端固定在動滑輪的掛鉤上，然將繩子的一端固定在動滑輪的掛鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上；將繩子的一端固定在定滑輪的后將繩子繞在滑輪組上；將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上

18、，如答圖掛鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上，如答圖2 2所示所示第第 7題答圖題答圖1第第 7 題答圖題答圖2 實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過關(guān)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過關(guān) 實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件 命題角度：命題角度：1.杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié).2.支點(diǎn)支點(diǎn)處于杠桿中間處于杠桿中間.3.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置靜止調(diào)節(jié)杠桿在水平位置靜止.4.測測量多組數(shù)據(jù)的目的量多組數(shù)據(jù)的目的.5.測力計(jì)從豎直拉杠桿變成測力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測力計(jì)的示數(shù)變化傾斜拉杠桿，測力計(jì)的示數(shù)變化.6.分析數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，總結(jié)平衡條件總結(jié)平衡條件.7.利用平衡條件調(diào)節(jié)杠桿平衡利用平衡條件調(diào)節(jié)杠桿平衡例例 2014201

19、4黔東南州，黔東南州，1919研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)例題圖例題圖(1)杠桿的位置如圖杠桿的位置如圖a所示，此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺所示，此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使其向母使其向 選填選填“左左”或或“右右”)移動，使杠桿在移動，使杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)時(shí)，施加的動力和阻力的方向水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)時(shí)，施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處都是豎直方向，這樣做的好處是是 (2)某同學(xué)通過多次實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析，得出杠桿某同學(xué)通過多次實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析，得出杠桿平衡的條件是：動力平衡的條件是：動力動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離阻力阻力阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離

20、你認(rèn)為他的結(jié)論阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離你認(rèn)為他的結(jié)論 (選填選填“可靠可靠”或或“不可靠不可靠”)；理由是；理由是 右右便于測量力臂便于測量力臂不可靠不可靠杠桿在水平位置平衡，并且動力和阻力垂直作用在杠桿在水平位置平衡，并且動力和阻力垂直作用在杠桿上，此時(shí)動力臂和阻力臂都在杠桿上，杠桿上，此時(shí)動力臂和阻力臂都在杠桿上，“動力動力支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離用點(diǎn)的距離”成立；當(dāng)動力和阻力不垂直作用在杠成立；當(dāng)動力和阻力不垂直作用在杠桿上，動力臂和阻力臂小于支點(diǎn)與作用點(diǎn)之間的距桿上，動力臂和阻力臂小于支點(diǎn)與作用點(diǎn)之間的距離，離，“動力動力支點(diǎn)

21、到動力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離阻力支支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”不成立不成立 (3)利用如圖利用如圖c所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個鉤碼重所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個鉤碼重0.5 N，杠桿平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為，杠桿平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為 N如果保持彈簧測力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，如果保持彈簧測力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，把彈簧測力計(jì)沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水把彈簧測力計(jì)沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)將平位置平衡，其示數(shù)將 (選填選填“變大變大”、“不不變變”或或“變小變小”)2.25變大變大 解析：解析：(1)(1)杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿在將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通