1、簡單機(jī)械【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .會建立本章知識結(jié)構(gòu)圖，能完整梳理本章知識。2 .理解杠桿、滑輪、輪軸、斜面特點(diǎn)并進(jìn)行應(yīng)用。3 .理解做功的兩個必要因素，能運(yùn)用公式進(jìn)行計算。4 .理解功率的物理意義，能運(yùn)用公式進(jìn)行計算。5 .理解機(jī)械效率的物理意義，會計算簡單機(jī)械的機(jī)械效率。【知識V梳理】一、杠桿I-定義，叫杠桿.說明：杠桿可亙可曲，形狀任意.有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn).如：色桿.軼鍬.L五姿察-組成粒桿示意圖. /支點(diǎn)；的點(diǎn).用字母o表示產(chǎn)三&%動力：JZL用字母Ft袋示.不二阻力I； 力,用三鳥三：表示15，說明動力、阻力都是杠桿的受力.斯以作用，挹在杠忻上口_ 

2、9;：動力、阻力的方向丁 F 干工廠使九桿的轉(zhuǎn)動的方向相反動力臂：從 到 的距離。用字母11表示。阻力臂：從 到 的距離。用字母1 2表示。畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三作垂線、四標(biāo)簽 找支點(diǎn)Q 畫力的作用線（虛線）； 畫力臂（虛線，過支點(diǎn)垂直力的作用線作 垂線）；標(biāo)力臂（大括號）。3 .研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)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(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是： 。寫 成公式F11 1 = F21 2也可寫成：F1 / F 2=1 2 / 1 14 . 應(yīng)用： 省力杠桿條件： 舉仞_: 費(fèi)力杠桿

3、條件：舉例：二、滑輪1 .定滑輪：定義： 的滑輪。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是： 特點(diǎn)： ,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 S（或速度vf） 重物移動的距離 Sg（或速度VG）2 .動滑輪：定義： 的滑輪。（可上下移動，.也可左右移動）實(shí)質(zhì)：動滑輪的實(shí)質(zhì) 是：動力臂為阻力臂 2倍的。特點(diǎn)：使用動滑輪能省一半的力，但方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力二力 則：f= 只忽略輪軸間的摩擦則 拉力cpqF= 一 繩子自由端移動距離等于 一倍的重-物移動的距離 三、滑輪組 ：1 .把定滑輪和動滑輪組裝在一起，組成滑輪組，是否可以既省力又改變力的方向呢？討論并完成：用一個定滑

4、輪和一個動滑輪組成滑輪組，能設(shè)計出幾種組合方式？(把方案在右框中畫出并動手組裝)根據(jù)組裝的滑輪組，數(shù)一數(shù)鉤碼被幾段繩子承擔(dān)？彈簧測力計示數(shù)又是鉤碼重的幾分之一？ 進(jìn)一步分析得出：使用滑輪組時，提起重物所用的力由什么決定？ ;滑輪組用幾根繩子吊著物體，提 起物體所用的力就是物重的 。2 .滑輪組 的省力情 況： 滑輪組 特點(diǎn)：既可以 ,又 可 以。3 .省力公式：使用滑輪組時拉力省了幾分之一，繩子自由端(拉力端)移動的距離就費(fèi)了幾1 一倍。即：(不計摩擦及動滑輪重)F= G物，則，S =nh物n滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一方法：奇動偶定11(1)若不計摩擦及動滑輪

5、重時 F= G物(2)若必需考慮動滑輪的重力時F=(G物+G動)nn四、機(jī)械效率(刀)1 .概念：有用功： 額外功：總功：二2 . 和 的比值叫機(jī)械效率。3 .計算公式是： 。(注意： 任何機(jī)械的效率都 。)4 .影響機(jī)械效率大小的因素有：機(jī)械自重及 。【知識梳理】、杠桿1 .定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫杠桿。(1) “硬棒”不一定是棒，泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體1 2)杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。2 .杠桿的五要素(1)支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用字母"O'表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動時，支點(diǎn)

6、是相對固定的。(2)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“ F1”表示。(3)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“ F2”表示。(4)動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的垂直距離，用“11 ”表示。(5)阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，用“12 ”表示。注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫阻力。力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為零，對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。3 .杠桿示意圖的畫法：(1)根據(jù)題意先確定支點(diǎn)Q (2)確定動力和阻力并用虛

7、線將其作用線延長；(3)從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用 11和12分別表示動力臂和阻力臂。 杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)(1)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力臂l 1和l 2恰好在杠桿上，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂長度大小了，而杠桿在傾斜位置平衡，力臂的數(shù)值就就不能從杠桿上讀出。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，我們才 能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。（2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母就會破壞原有的平衡。4 .杠桿的平衡條件：動力X動力臂 =阻力x阻力臂，或 Fil產(chǎn)

8、F52。杠桿的應(yīng)用：1 .省力杠桿：動力臂 li>阻力臂|2,則平衡時FKF2,這種杠桿使用時可省力（即用較小 的動力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動力作用點(diǎn)移動的距離大于阻力作用點(diǎn) 移動的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。2 .費(fèi)力杠桿：動力臂li阻力臂12 ,則平衡時Fi>F2,這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力 杠桿時雖然費(fèi)了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動距 離）。3 .等臂杠桿：動力臂 |1=阻力臂|2,則平衡時Fi=F2,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠 桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省

9、距離的杠桿時不存在的。二、其他簡單機(jī)械滑輪：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。定滑輪：工作時，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪。實(shí)質(zhì)：是個等臂杠桿。軸心O點(diǎn)固定不動為支點(diǎn)，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,根據(jù)杠桿的平衡條件：，可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙芍瑒t，不省力。S-h特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中 F1方向向下）能得到一個與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。動力移動的距離與重物移動的距離相等。（如上

10、右圖所示）對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力， 定滑輪都是一個等臂杠桿， 所用拉力都等于物體的 重力G （不計繩重和摩擦）向上GLJ實(shí)質(zhì)：是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。（如上中圖所示）圖中。可看作是一個能運(yùn)動的支點(diǎn)，其動力臂li=2r ,阻力臂l2=r,根據(jù)杠桿平衡條件：L1 LL1 -F1 F2F1 GF1i 1i=F2l 2,即F1 - 2r=F2 - r ,得出 2,當(dāng)重物豎直勻速向上時 一 F2=G則 2特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。動力移動的距離是重物移動距離的2倍。（如上右圖所示）對于動滑輪來說：（1）動滑輪在移動的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動；（2）動滑輪省一半力的條件是：動

11、滑輪與重物一起勻速移動；動力Fi的方向與并排繩子平行；不計動滑輪重、繩重和摩擦。滑輪組：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即1G物n（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）動力移動的距離s和重物移動的距離 h的關(guān)系是：使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的n倍，即s=nho如下圖所示。（n表F滑輪組的組裝：（1）.根據(jù)1Gn 的關(guān)系,求出動滑輪上繩子的段數(shù)n； （2）確定動滑輪的個數(shù)；（3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個數(shù)。確定定滑輪個數(shù)的原則是：一個

12、動滑輪應(yīng)配置一個定滑輪， 當(dāng)動滑輪上為偶數(shù)段繩子時，可減少一個定滑輪， 但若要求改變力的。（功作用方向時，則應(yīng)在增加一個定滑輪。在確定了動、定滑輪個數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇 拴動、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。輪軸：由兩個半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的裝置叫做 輪軸。半徑較大的輪叫輪，半徑較小的輪叫軸。實(shí)質(zhì)：輪軸可看作是杠桿的變形。如上圖所示。特點(diǎn)：當(dāng)把動力施加在輪上， 阻力施加在軸上，則動力臂l1=R,阻 力臂l2=r，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2，即F1R=F2r,. , R> r, .FKF2,即使用輪軸可以省力，也可以改變力 的方向，但卻費(fèi)了距離。斜面：如圖所示斜

13、面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但卻費(fèi) 距離。當(dāng)斜面高度h 一定時，斜面L越長，越省力（即 F越小）； 面長L相同時，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即 F越小）；當(dāng)忤 越長，余面高h(yuǎn)越小時，越省力（即 F越小）。 三、機(jī)械,效率 一、知識儲備一 ：了解功的原理、有用功、額外功和總功 1 .功的原理內(nèi)容：的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用）2 .有用功：。3 .額外功：。4 .總功：;計算公式：W總=。5 .使用簡單機(jī)械提升重物，有用功、總功的計算方法：有用功W有用=，總功 W總二、知識儲備二：機(jī)械效率的計算1 .機(jī)械效率： （因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣Γ詸C(jī)械效率總-,通常用百分?jǐn)?shù)表示） 公式。2 .

14、常用的機(jī)械效率計算公式：定義式：刀=Ww用/W總，斜面：T =,定滑輪：T =，動滑輪：T = , 滑輪組："=三、知識儲備三：滑輪組和斜面機(jī)械效率的測量1 .測量原理：。2 .測量工具：。3 .滑輪組機(jī)械效率需要測量的物理量有： ;斜面機(jī)械效率需要測 量的物理量有： ;4 .提高機(jī)械效率的方法： 等； 【課堂檢測】1 . 一根粗細(xì)均勻的木棒重 500 N, 一頭著地，求抬起另一端所需多大的2 .如圖所示，不計重力的杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，重為6N的物體P懸掛在杠桿的中點(diǎn) A處，拉力F1與杠桿成30。角，杠桿在水平位置保持匕平衡。請?jiān)趫D中畫出拉力F1的力臂，并求出此狀態(tài)下拉力F1=因r

15、N.3 .作圖4 .如下圖，分別用不同的滑輪或滑輪組勻速提起重為1800N的物體時，則 Fi=F2 = , F3 = , F4=甲圖中的滑輪是滑輪（填“定”或“動）,5 .圖4是人用滑輪把貨物提到高處的示意圖, 使用 圖中的滑輪能夠省力.6 .用如圖5所示滑輪組提起重物，不計動滑輪自重和摩擦，若拉力 F為50N,則物重G為N,若繩子的自由端向上拉 0.6m,則重物升高m 。（題型一）（題型一）為10N.不計繩和滑輪重，物體受到的阻力 N7 .如圖所示，6物重50N,在水平拉力F的作用下，使物體 A沿水平地面勻速前進(jìn).拉力 F動滑輪把重為200N的貨物勻速提高 4m,所用的拉力是125N,則有用

16、功是 J總功是 J ,這個動滑輪的機(jī)械效率為 9 .工人用一根杠桿提升一桶油，他用250N向下的拉力拉過 1.2m,油桶上升30cm,若杠桿的機(jī)械效率為90%則油桶重為 N .10 .用一個滑輪組在 6s內(nèi)把84N的重物勻速提升 4m時，在繩的自由端所加拉力大小為 40N, 自由端通過的距離為 12m.則此過程中，有用功為 J ,拉力做功的總功率為W ,滑輪組的機(jī)械效率為【鞏固提升】11 .站在地面上的人用滑輪組把重960N的貸物由地面勻速提升到4m的高處,8s,人作用在繩子自由端的拉力為600N.(不計摩擦和繩重)(1)依據(jù)題意在圖中畫出繩子的繞法；(2)請根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答.(至少求出4個物理量)12 .用如圖8所示的滑輪組在10s內(nèi)將重物提升了 10m,繩子自由端的拉力大小為200N,滑輪組的機(jī)械效率為 85%,不計摩擦