第13講簡單機械

1、第第13講簡單機械講簡單機械第第1313講講 簡單機械簡單機械 考點考點 4949杠桿及杠桿的平衡條件杠桿及杠桿的平衡條件 考點自主梳理與熱身反饋考點自主梳理與熱身反饋定義定義 在力的作用下繞著在力的作用下繞著_轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿 五五要要素素 支點支點 杠桿繞著杠桿繞著_，用字母，用字母_表示表示 動力動力 使杠桿使杠桿_的力，用字母的力，用字母_表示表示 阻力阻力 _杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母_表示表示 動力臂動力臂 從支點從支點O O到動力到動力F F1 1作用線的作用線的_，用字母，用字母l l1 1表示表示 阻力臂阻力臂 從支點從支點O O到阻力到阻力F

2、F2 2作用線的作用線的_，用字母，用字母l l2 2表示表示 固定點固定點 轉(zhuǎn)動的點轉(zhuǎn)動的點 O O 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動 F F1 1 阻礙阻礙 F F2 2 距離距離 距離距離 ( (續(xù)表續(xù)表) ) 力臂力臂畫法畫法找支點找支點O O；畫力的作用線畫力的作用線( (虛線虛線) )；畫力臂畫力臂( (虛虛線，過支點向力的作用線畫垂線線，過支點向力的作用線畫垂線) )；標力臂標力臂( (大括大括號或背向箭頭號或背向箭頭) )第第1313講講 簡單機械簡單機械 2.2.杠桿的分類杠桿的分類 名稱名稱力臂關(guān)系力臂關(guān)系力的關(guān)系力的關(guān)系特點特點應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例省力省力杠桿杠桿l l1 1_l l2 2F F1

3、1_F F2 2省力、省力、_撬棒、鍘刀、撬棒、鍘刀、羊角錘、起子羊角錘、起子費力費力杠桿杠桿l l1 1_l l2 2F F1 1_F F2 2_、省距離省距離理發(fā)剪刀、釣理發(fā)剪刀、釣魚竿、鑷子魚竿、鑷子等臂等臂杠桿杠桿l l1 1_l l2 2F F1 1_F F2 2不省力、不省力、不費力不費力天平、定滑輪天平、定滑輪 費距離費距離 費力費力 第第1313講講 簡單機械簡單機械 3 3杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件 理解理解杠桿平衡是指杠桿杠桿平衡是指杠桿_不動或不動或_轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動探究探究過程過程調(diào)節(jié)杠桿兩端的調(diào)節(jié)杠桿兩端的_，使杠桿在，使杠桿在_平衡，這平衡，這樣做的目的是排除杠桿自重對杠

4、桿平衡的影響；樣做的目的是排除杠桿自重對杠桿平衡的影響；實驗過程中移動鉤碼位置使杠桿再次水平平衡，目的是便實驗過程中移動鉤碼位置使杠桿再次水平平衡，目的是便于從杠桿上直接讀出于從杠桿上直接讀出_；改變鉤碼的數(shù)量和位置，再多測幾組數(shù)據(jù)，是為了分析杠改變鉤碼的數(shù)量和位置，再多測幾組數(shù)據(jù)，是為了分析杠桿平衡的普遍規(guī)律，避免偶然性桿平衡的普遍規(guī)律，避免偶然性得出得出結(jié)論結(jié)論杠桿的平衡條件是：杠桿的平衡條件是：文字式：文字式：_；寫成公式：寫成公式：_評估評估交流交流實驗中只測一組數(shù)據(jù)，具有偶然性，不能得出普遍結(jié)論；實驗中只測一組數(shù)據(jù)，具有偶然性，不能得出普遍結(jié)論；若用彈簧測力計代替鉤碼，應(yīng)當沿豎直方向

5、拉測力計，便若用彈簧測力計代替鉤碼，應(yīng)當沿豎直方向拉測力計，便于測量力臂于測量力臂靜止靜止 勻速勻速 平衡螺母平衡螺母 水平位置水平位置 力臂力臂 動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂 第第1313講講 簡單機械簡單機械 考點考點 5050滑輪和滑輪組滑輪和滑輪組 動力臂是阻力臂動力臂是阻力臂_倍的杠桿倍的杠桿 _杠桿杠桿 實質(zhì)實質(zhì) 示意圖示意圖滑輪組滑輪組動滑輪動滑輪定滑輪定滑輪項目項目等臂等臂 二二 第第1313講講 簡單機械簡單機械 ( (續(xù)表續(xù)表) ) 既可以既可以_，也可，也可以改變以改變_改變改變_作用作用_s sh h距離的關(guān)系距離的關(guān)系( (s s，h h) )_F F G

6、 G_力的關(guān)系力的關(guān)系( (F F，G G) )F FG G s s2 2h h s snhnh 力的方向力的方向 省力省力 省力省力 力的方向力的方向 第第1313講講 簡單機械簡單機械 考點考點 5151其他簡單機械其他簡單機械 由輪和軸組成，能繞由輪和軸組成，能繞固定軸轉(zhuǎn)動的簡單機械固定軸轉(zhuǎn)動的簡單機械斜面是一種可以斜面是一種可以_的簡單機械，但要多移動的簡單機械，但要多移動_定義定義示意示意圖圖輪軸輪軸斜面斜面名稱名稱省力省力 距離距離 第第1313講講 簡單機械簡單機械 ( (續(xù)表續(xù)表) ) 方向盤、水龍頭、扳手方向盤、水龍頭、扳手螺旋、樓梯、盤山公路螺旋、樓梯、盤山公路應(yīng)用應(yīng)用 ，

7、輪軸是可以連續(xù)，輪軸是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿，動力作用在輪轉(zhuǎn)動的杠桿，動力作用在輪上省力，作用在軸上費力上省力，作用在軸上費力FLFLGhGh，由公式知，斜，由公式知，斜面越面越_越省力越省力原理原理輪軸輪軸斜面斜面名稱名稱長長 第第1313講講 簡單機械簡單機械 1 1皮劃艇是我國奧運優(yōu)勢項目之一，如圖皮劃艇是我國奧運優(yōu)勢項目之一，如圖13131 1所示，比賽中所示，比賽中運動員一手撐住槳柄的末端運動員一手撐住槳柄的末端( (視為支點視為支點) )，另一手用力劃槳。下，另一手用力劃槳。下列說法正確的是列說法正確的是( () )A A為省力，可將用力劃槳的手靠近支點為省力，可將用力劃槳的手靠近支點

8、B B為省力，可將用力劃槳的手遠離支點為省力，可將用力劃槳的手遠離支點C C為省距離，可將用力劃槳的手遠離支點為省距離，可將用力劃槳的手遠離支點D D將用力劃槳的手靠近支點，既能省力又能省距離將用力劃槳的手靠近支點，既能省力又能省距離 圖圖13131 1 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 2 2如圖如圖13132 2所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力相同所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力相同的物體，若不計滑輪重、繩重及摩擦，其中最小的拉力是的物體，若不計滑輪重、繩重及摩擦，其中最小的拉力是( () ) 圖圖13132 2 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 3 3如圖如圖13

9、133 3所示的杠桿是所示的杠桿是_(_(選填選填“省力省力”或或“費費力力”) )杠桿。杠桿。 圖圖13133 3 省力省力 第第1313講講 簡單機械簡單機械 4.4.建筑工地搬運泥土的獨輪車結(jié)構(gòu)示意圖如圖建筑工地搬運泥土的獨輪車結(jié)構(gòu)示意圖如圖13134 4所示，所示，從圖中可以看出，此獨輪車的動力臂從圖中可以看出，此獨輪車的動力臂_(_(選填選填“大大于于”“”“小于小于”或或“等于等于”) )阻力臂。獨輪車身和泥土的總重阻力臂。獨輪車身和泥土的總重G G800 N800 N，要在，要在A A點用最小的力抬起獨輪車，此力的方向應(yīng)點用最小的力抬起獨輪車，此力的方向應(yīng)是是_，大小為，大小為_

10、N_N。 圖圖13134 4 大于大于 豎直向上豎直向上 200 200 第第1313講講 簡單機械簡單機械 第第1313講講 簡單機械簡單機械 圖圖13135 5 答案答案 如圖所示如圖所示 第第1313講講 簡單機械簡單機械 6 6如圖如圖13136 6所示，小明站在地面上用滑輪組提升重物，所示，小明站在地面上用滑輪組提升重物，用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繞繩方法。用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繞繩方法。 圖圖13136 6 答案答案 如圖所示如圖所示 第第1313講講 簡單機械簡單機械 考向典例解讀與技巧點撥考向典例解讀與技巧點撥圖圖13137 7 第第1313講講 簡單機械簡

11、單機械 答答參考答案參考答案 如圖如圖13138 8所示所示 圖圖13138 8 第第1313講講 簡單機械簡單機械 審審審題要點審題要點 明確杠桿明確杠桿ABOABO的支點，動力和阻力的方向，關(guān)的支點，動力和阻力的方向，關(guān)鍵要知道拉力鍵要知道拉力F F的作用線是哪條。的作用線是哪條。 析析分析思路分析思路 先確定阻力作用點先確定阻力作用點( (即即A A點點) )，然后過阻力作用，然后過阻力作用點表示阻力的方向點表示阻力的方向( (即豎直向下即豎直向下) )；已知支點和動力的方向，過；已知支點和動力的方向，過支點作力的作用線的垂線段支點作力的作用線的垂線段( (即力臂即力臂) )。 據(jù)據(jù)答題

12、有據(jù)答題有據(jù) 力臂是從支點到力的作用線的垂直距離。力臂是從支點到力的作用線的垂直距離。阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。 第第1313講講 簡單機械簡單機械 例例2 2 小明小組利用如圖小明小組利用如圖13139 9所示裝置探究所示裝置探究“杠桿平衡條件杠桿平衡條件”時，在杠桿兩側(cè)掛上不同個數(shù)的鉤碼，移動鉤碼使杠桿在水平時，在杠桿兩側(cè)掛上不同個數(shù)的鉤碼，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實驗后得出結(jié)論：動力位置平衡，這樣三次實驗后得出結(jié)論：動力支點到動力作用支點到動力作用點的距離阻力點的距離阻力支點到阻力作用點的距離。下列能幫助他得支點到阻力作用點的距離。下列能幫助他得出正確

13、結(jié)論的操作是出正確結(jié)論的操作是( () ) A A去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向下拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向下拉B B去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉C C去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向上拉去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向上拉D D增加鉤碼個數(shù)，再多次實驗使結(jié)論更具普遍性增加鉤碼個數(shù)，再多次實驗使結(jié)論更具普遍性 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 圖圖13139 9 第第1313講講 簡單機械簡單機械 析析分析思路分析思路 首先要明確杠桿的平衡條件：動力首先要明確杠桿的平衡條件：動力動力臂動力臂阻力阻力阻力臂、力臂的概念，然后

14、分析題中阻力臂、力臂的概念，然后分析題中“作用點作用點”與與“作作用線用線”的差異，最后想怎樣才能在實驗中體現(xiàn)出這種差異。的差異，最后想怎樣才能在實驗中體現(xiàn)出這種差異。 據(jù)據(jù)答題有據(jù)答題有據(jù) “ “動力動力支點到動力作用點的距離阻力支點到動力作用點的距離阻力支點到阻力作用點的距離支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時的力臂正是和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時的力臂正是支點到力的作用點的距離。為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向支點到力的作用點的距離。為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點到力

15、的作用點的距離，多做幾次實驗，得出使力臂不等于支點到力的作用點的距離，多做幾次實驗，得出實驗結(jié)論，故正確的實驗操作應(yīng)該是去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧實驗結(jié)論，故正確的實驗操作應(yīng)該是去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉。測力計斜向下拉。 第第1313講講 簡單機械簡單機械 例例3 3 如圖如圖13131010所示，輕質(zhì)杠桿所示，輕質(zhì)杠桿ABAB可以繞可以繞O O點轉(zhuǎn)動，在點轉(zhuǎn)動，在A A點用細點用細線懸掛一重物，在線懸掛一重物，在B B點施加一個豎直向下的動力，使該杠桿在點施加一個豎直向下的動力，使該杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方向，仍使杠水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線

16、方向，仍使杠桿在水平位置平衡，則桿在水平位置平衡，則( () ) A A動力臂增大，動力增大動力臂增大，動力增大B B動力臂增大，動力減小動力臂增大，動力減小C C動力臂減小，動力減小動力臂減小，動力減小D D動力臂減小，動力增大動力臂減小，動力增大 圖圖131310 10 D D 第第1313講講 簡單機械簡單機械 審審審題要點審題要點 從題圖中提取信息：動力從題圖中提取信息：動力F F的方向變化，動的方向變化，動力臂的大小如何變化。力臂的大小如何變化。 析析分析思路分析思路 根據(jù)杠桿平衡條件：阻力根據(jù)杠桿平衡條件：阻力阻力臂動力阻力臂動力動力臂。動力臂。“阻力阻力阻力臂阻力臂”保持不變，所

17、以保持不變，所以“動力動力動力動力臂臂”不變，由圖可知，當動力方向改為沿虛線方向時，動力不變，由圖可知，當動力方向改為沿虛線方向時，動力臂變小了，所以動力變大了。臂變小了，所以動力變大了。 第第1313講講 簡單機械簡單機械 考題精煉與名師預(yù)測考題精煉與名師預(yù)測一、一、 選擇題選擇題 1 120142014南京如圖南京如圖13131111所示的器具，屬于省力杠桿的是所示的器具，屬于省力杠桿的是( () ) 圖圖131311 11 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 2 2如圖如圖13131212所示的簡單機械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪所示的簡單機械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力，當提

18、起相同重物時，最省力的是的重力，當提起相同重物時，最省力的是( () ) 圖圖131312 12 A A 第第1313講講 簡單機械簡單機械 3 3圖圖13131313為用起子開啟瓶蓋的情景，關(guān)于該瓶蓋起子使用時為用起子開啟瓶蓋的情景，關(guān)于該瓶蓋起子使用時的杠桿示意圖正確的是的杠桿示意圖正確的是( () ) 圖圖131313 13 圖圖131314 14 D D 第第1313講講 簡單機械簡單機械 4 420142014河北如圖河北如圖13131515所示，一根粗細均勻的鐵棒所示，一根粗細均勻的鐵棒ABAB靜止靜止在水平地面上，現(xiàn)用力在水平地面上，現(xiàn)用力F F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這

19、將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這個過程中，力個過程中，力F F作用在作用在B B端且始終與鐵棒垂直，則用力端且始終與鐵棒垂直，則用力F F將將( () )A A逐漸變小逐漸變小B B逐漸變大逐漸變大C C保持不變保持不變 D D先變小后變大先變小后變大 圖圖131315 15 A A 第第1313講講 簡單機械簡單機械 5 5如圖如圖13131616所示是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說所示是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是法正確的是( () )A AABCABC是一個省力杠桿是一個省力杠桿B BD D處刀刃較薄，可以增大壓力處刀刃較薄，可以增大壓力C C杠桿杠桿ABCABC上有粗糙的

20、花紋，可以減小摩擦上有粗糙的花紋，可以減小摩擦D D指甲刀只有兩個杠桿，一個省力杠桿，一個費力杠桿指甲刀只有兩個杠桿，一個省力杠桿，一個費力杠桿 圖圖131316 16 A A 第第1313講講 簡單機械簡單機械 6 6如圖如圖13131717所示，所示，O O為杠桿為杠桿ABAB的支點，的支點，OAOAOBOB2323，物塊，物塊甲和乙分別掛在甲和乙分別掛在A A、B B兩端，杠桿恰好平衡。已知甲、乙的體積兩端，杠桿恰好平衡。已知甲、乙的體積之比是之比是2121，則甲、乙的密度之比是，則甲、乙的密度之比是( () )A A23 B23 B3434C C32 D32 D43 43 圖圖1313

21、17 17 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 圖圖131318 18 B B 第第1313講講 簡單機械簡單機械 第第1313講講 簡單機械簡單機械 二、填空題二、填空題 8 8圖圖13131919中，三種簡單機械使用時，能省力的是中，三種簡單機械使用時，能省力的是_( (選填序號選填序號) )，能省距離的是，能省距離的是_(_(選填序號選填序號) )。 圖圖131319 19 第第1313講講 簡單機械簡單機械 9 920142014株洲如圖株洲如圖13132020所示是運動員在水平地面上做俯臥撐所示是運動員在水平地面上做俯臥撐時的情景。已知地面對兩個手掌的支持力為時的情景。已知地

22、面對兩個手掌的支持力為360 N360 N，對兩個腳尖，對兩個腳尖的支持力為的支持力為240 N240 N，手掌到腳尖的距離為，手掌到腳尖的距離為1.5 m1.5 m，則運動員所受，則運動員所受的重力為的重力為_N_N，人體重心到腳尖的水平距離為，人體重心到腳尖的水平距離為_m_m。 圖圖131320 20 600 600 0.9 0.9 第第1313講講 簡單機械簡單機械 第第1313講講 簡單機械簡單機械 1010小明用如圖小明用如圖13132121所示的裝置探究用動滑所示的裝置探究用動滑輪勻速提升物體時，加在繩子自由端的拉力輪勻速提升物體時，加在繩子自由端的拉力F F與與所提升物體重力所

23、提升物體重力G G的關(guān)系。在實驗過程中，小明的關(guān)系。在實驗過程中，小明將實驗數(shù)據(jù)記錄在了表格中。請你認真分析表將實驗數(shù)據(jù)記錄在了表格中。請你認真分析表格中的數(shù)據(jù)，歸納出拉力格中的數(shù)據(jù)，歸納出拉力F F與重力與重力G G的關(guān)系。則的關(guān)系。則力力F F與重力與重力G G的關(guān)系式是的關(guān)系式是_。 圖圖131321 21 G G/N/N1 12 23 34 45 56 6G G動動/N/N0.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.8F F/N/N0.90.91.41.41.91.92.42.42.92.93.43.4第第1313講講 簡單機械簡單機械 三、作圖題三、作圖題

24、111120142014遂寧曲桿可繞固定點遂寧曲桿可繞固定點O O轉(zhuǎn)動，在一個最小的拉力轉(zhuǎn)動，在一個最小的拉力F F的的作用下，在如圖作用下，在如圖13132222所示位置保持靜止，請在圖中作出：所示位置保持靜止，請在圖中作出：拉力拉力F F的力臂和拉力的力臂和拉力F F的示意圖；的示意圖；物體所受重力的示意圖。物體所受重力的示意圖。 圖圖131322 22 答案答案 如圖所示如圖所示 第第1313講講 簡單機械簡單機械 1212如圖如圖13132323所示，重所示，重900 N900 N的物體，放在水平地面上，一的物體，放在水平地面上，一個人站在地上利用滑輪組將重物勻速提到樓上，要想使人所用

25、個人站在地上利用滑輪組將重物勻速提到樓上，要想使人所用的拉力最小，請在圖中畫出滑輪組上繩子的繞法。的拉力最小，請在圖中畫出滑輪組上繩子的繞法。 圖圖131323 23 答案答案 如圖所示如圖所示 第第1313講講 簡單機械簡單機械 四、實驗探究題四、實驗探究題 131320142014昆明在探究昆明在探究“杠桿平衡條件杠桿平衡條件”的實驗中，采用了如的實驗中，采用了如圖圖13132424所示的實驗裝置。所示的實驗裝置。 圖圖131324 24 第第1313講講 簡單機械簡單機械 (1)(1)調(diào)節(jié)平衡時，都應(yīng)該使它在調(diào)節(jié)平衡時，都應(yīng)該使它在_位置平衡。根據(jù)圖示杠位置平衡。根據(jù)圖示杠桿所處的位置，

26、應(yīng)將平衡螺母向桿所處的位置，應(yīng)將平衡螺母向_(_(選填選填“右右”或或“左左”) )調(diào)整。調(diào)整。(2)(2)掛上鉤碼，正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡。此時掛在杠桿上的鉤掛上鉤碼，正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡。此時掛在杠桿上的鉤碼施加的動力、阻力方向恰好與杠桿碼施加的動力、阻力方向恰好與杠桿_，掛鉤碼位置所對，掛鉤碼位置所對應(yīng)的刻度值就等于應(yīng)的刻度值就等于_。(3)(3)某小組同學在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，同時某小組同學在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，同時調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡，你認為他們的做法是調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡，你認為他們的做法是_的。的。 水平水平 左左 垂直垂直 力臂力臂 錯誤錯誤 第第1313講講 簡單機械簡單機械 (4)(4)實驗的結(jié)果如下表所示。實驗的結(jié)果如下表所示。 動力動力F F1 1/N/N動力臂動力臂L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂L L2 2/cm/cm3 36 66 63 32 25 55 52 24 42 22 24 43 36 69 92 23 34 42 26 64 44 42 28 8第第1313講講 簡單機械簡單機械 甲同學分析實驗數(shù)據(jù)后認為杠桿