1、第十二章簡單機械一、杠桿（ 1）定義：在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實際轉一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。（ 2）五要素組成杠桿示意圖。支點：杠桿繞著轉動的點。用字母 O 表示。動力：使杠桿轉動的力。用字母 F1表示。阻力：阻礙杠桿轉動的力。用字母 F2表示。說明：動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉動的方向相反。動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母 L1表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母 L2表示。（ 3）畫力臂方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標簽。找支

2、點 O；畫力的作用線（虛線） ；畫力臂（虛線，過支點垂直力的作用線作垂線） ；標力臂（大括號）。（ 4）研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉動。實驗前：應調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。結論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力×動力臂阻力×阻力臂。寫成公式 F1L1=F2L2也可寫成： F1/F2=L2/L1。解題指導：分析解決有關杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大小；然后根據具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關問題。（如：杠桿轉動時施加的動力如何變化，沿什么方向施

3、力最小等。）解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到：在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。【習題】 1.下列測量工具沒有利用杠桿原理的是（）A.彈簧測力計B.桿秤C. 臺秤D. 托盤天平2.如圖是小龍探究 “杠桿平衡條件 ”的實驗裝置，用彈簧測力計在 C處豎直向上拉， 杠桿保持平衡。 若彈簧測力計逐漸向右傾斜， 仍然使杠桿保持平衡，拉力 F的變化情況是（）A. 變小B.變大C. 不變D.無法確定3.（ 1）人要順時針翻轉木箱，請畫出用力最小時力臂的大小。（ 2）如圖

4、人曲臂將重物端起, 前臂可以看作一個杠桿。在示意圖上畫出F1 和 F2 的力臂。4. 如圖所示，要使杠桿處于平衡狀態，在A 點分別作用的四個力中，最小的是（）AF1B F2C F3D F45. 如圖所示是某同學做俯臥撐時的示意圖，他的質量為56kg。身40cm（ g 10N/ kg ）體可視為杠桿， O 點為支點 A 點為重心。每次俯臥撐他肩膀向上撐起(1)該同學所受重力是多少？(2)在圖中畫出該同學所受重力的示意圖，并畫出重力的力臂L1（ 3）若 0B=1.0m，BC=0.4m，求地面對雙手支持力的大小（ 4）若他一分鐘可完成 30個俯臥撐，其功率多大？O4應用：名稱結構特征特 點應用舉例省

5、力省力、撬棒、鍘刀、動滑輪、 輪軸、（）力臂大于（羊角錘、鋼絲鉗、手推車、杠桿）力臂（）距離花枝剪刀費力（）力臂小于（費力、縫紉機踏板、起重臂、人的杠桿）力臂（）距離前臂、理發剪刀、釣魚桿等臂動力臂等于阻力臂不省力不費力天平，定滑輪杠桿說明：應根據實際來選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應選擇省力杠桿，當為了使用方便，省距離時，應選費力杠桿。【習題】1.在鑷子、鋼絲鉗、扳手、天平中，屬于費力杠桿的有_，屬于等臂杠桿的有_。2.請你在圖中畫出使用剪刀時，杠桿AOB 所受動力 F的示意圖及動力臂L、阻力臂 L。1123如圖是人們用木棒撬石塊的示意圖。撬石塊有兩種方法：第一種是以B 點為支點，

6、在 C 點用與棒垂直的力F1，第二種是以 A 點為支點，在C 點用與棒垂直的力2向上撬。（木棒自重不計）F（ 1）在圖中畫出 F1 的力臂。（ 2）若是石塊壓在木棒上的 D 點正好是 AB 的中點， 你認為第 _種方法更省力一些， 理由是_ 。二、滑輪1定滑輪：定義：中間的軸固定不動的滑輪。實質：定滑輪的實質是：等臂杠桿。特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=G。繩子自由端移動距離SF（或速度 vF）=重物移動的距離SG（或速度 vG）【習題】1. 筷子是我國和部分國家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐時，筷子屬于（）A.費力杠桿，但省距離B.省力杠

7、桿，且省距離C.省力杠桿，但費距離D.等臂杠桿，即不省力也不費力2. 如圖， 通過定滑輪勻速提起重物G 時，向三個方向拉動的力分別為F1、F2、F3，則三個力大小關系（）A.F1 最大B.F2 最大C.F3 最大D.一樣大2動滑輪：定義：和重物一起移動的滑輪。 （可上下移動，也可左右移動）實質：動滑輪的實質是：動力臂為阻力臂（）倍的（）力杠桿。特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F=1 G 只忽略輪軸間的摩2擦則，拉力 F=1 （ G 物 +G動 ）繩子自由端移動距離SF（或vF） （）倍的重物移動2=的距離 SG（或 vG）3滑輪組

8、定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向。理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F=1 G。只忽略輪n軸間的摩擦，則拉力F= 1 （G 物 +G 動）。繩子自由端移動距離SF（或 vF）=（）倍的n重物移動的距離SG（或 vG）。組裝滑輪組方法：首先根據公式 n=（ G 物 +G動 ）/F 求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。三、機械效率：、有用功：定義：對人們有用的功。公式： W 有用 Gh（提升重物） =W 總 W 額 =W 總斜面： W 有用 = Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：

9、W 額= W 總 W 有用 =G 動 h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）斜面： W 額=f L3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功公式： W 總=W 有用 W 額=FS= W有用斜面： W 總= fL+Gh=FL4、機械效率：定義：有用功跟總功的比值。 公式：=W有用W 總斜 面： =GhFL定滑輪： =Gh=GhGFSFh =F動滑輪：=Gh=GhGFSF2h =2F滑輪組=Gh=Gh =GFSFnhnF1 。 有用功總小于總功，所以機械效率總小于通常用百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的 60% 。提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。5、機械效率的測

10、量：=W=Gh原理：有用W 總FS應測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度 h、拉力 F、繩的自由端移動的距離 S器 材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數大小不變。結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A 動滑輪越重，個數越多則額外功相對就多。B 提升重物越重，做的有用功相對就多。C 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。【習題】 1.用一個動滑輪、一個定滑輪組成的滑輪組來勻速提升重物G（如圖所示），已知物重 G=600N，拉力 F=250N。求重物升高0.5m 時。求：（1）有用功、（ 2）額外功、（ 3）動滑輪的重、 （ 4）機械效率。2、如圖所示，斜面長5m，高 3 m，小明用繩子沿斜面將重為300N 的木塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力大小為240N，繩重不計。求：（1）小明做