搜索
第2课时杠杆和其他简单机械一、杠杆1．定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒．2．杠杆的五要素：(1)支点O：杠杆绕着转动的点．(2)动力F1：使杠杆转动的力．(3)阻力F2：阻碍杠杆转动的力．(4)动力臂l1：从支点到动力作用线的距离．(5)阻力臂l2：从支点到阻力作用线的距离．3．杠杆平衡的判断：(1)杠杆平衡的状态：处于静止或匀速转动状态．(2)杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2.4．三种杠杆：(1)省力杠杆：动力臂比阻力臂长，省力但费距离．如：起子、羊角锤、老虎钳、铡刀．(2)费力杠杆：动力臂比阻力臂短，费力但省距离．如：镊子、钓鱼竿、筷子．(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力也不省距离．如：天平．①力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离．②既省力又省距离的杠杆是不存在的．二、其他简单机械1．定滑轮：(1)定义：轴固定不动的滑轮．(2)实质：是一个等臂杠杆．(3)特点：使用定滑轮不能省力，也不能省距离，但可以改变动力的方向．2．动滑轮：(1)定义：轴随重物一起运动的滑轮．(2)实质：动滑轮是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆．(3)特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，且要多移动一倍距离．3．滑轮组：(1)定义：定滑轮和动滑轮组合在一起的机械．(2)特点：既能省力，又可以改变动力的方向．(3)滑轮组中动力的计算公式：(忽略滑轮重及摩擦)；(忽略摩擦，考虑动滑轮重)．(4)绳子自由端移动的距离：s绳＝nh物．(h是物体被拉动的距离，n为承担重物的绳子的段数)(5)奇动偶定原理：使用滑轮组时，若n为偶数，则绳子的固定端挂在定滑轮上；若n为奇数，则绳子的固定端挂在动滑轮上．4．轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能绕共同的轴转动的简单机械．5．斜面：是一种费距离但能省力的简单机械；高度相同时，斜面越长越省力．考点1杠杆【例1】(2012年重庆)下列所使用的杠杆属于费力杠杆的是()思维点拨：杠杆类型的判断主要是根据杠杆的使用情况，找到支点、动力和阻力的位置，以确定动力臂和阻力臂的大小关系．若动力臂大于阻力臂，则为省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，则为费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆．答案：A[教师参考·备选题](2012年济宁)衣服夹是一种常用物品，图B22给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况．下列说法正确的是()图B22A．当用手将其捏开时，它是费力杠杆B．当用其夹住物品时，它是费力杠杆C．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆答案：B考点2力臂作图【例2】(2012年大连)图14－2－1是活塞式抽水机的示意图，其手柄相当于一个杠杆，O是支点．请画出阻力F2对支点O的力臂l2；并画出在a点施加的最小动力F1的示意图．图14－2－1思维点拨：力臂的画法：(1)首先确定支点O；(2)画动力及阻力的作用线；(3)从支点O向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂；(4)力臂用大括号表示范围并在旁边标上字母l1或l2.可以归纳为：一找支点，二画作用线，三连距离，四标记．答案：如图24所示．图24[教师参考·备选题](2011年衢州)图B23所示的是钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题：(1)在图中画出鱼线对钓鱼竿的拉力F2的图B23力臂l2.(2)钓鱼竿属于______(填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆．(2)费力图B24答案：(1)如图B24所示．考点3杠杆的平衡条件【例3】(2012年福州)小明在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)实验前他先调节杠杆在水平位置上平衡，其目的是_____________________________________________________．(2)杠杆平衡后，小明在图14－2－2甲所示的A位置挂上2个钩码．当在B位置再挂上________个钩码时，才能使杠杆重新平衡．图14－2－2(3)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数将____________(填“大于”、“等于”或“小于”)1N.思维点拨：弹簧测力计在C位置斜向下拉时，力臂变小，拉力变大．(2)4答案：(1)便于在杠杆上直接读出力臂大小(3)大于[教师参考·备选题](2011年河池)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)小丽把杠杆支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡．(2)如图B25甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂______个相同的钩码．(3)如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F________(填“变大”、“不变”或“变小”)，原因是________________________．甲乙图B25答案：(1)水平(2)三(3)变大拉力F的力臂变小考点4滑轮【例4】观察图14－2－3中人们利用简单机械的情景．其中，甲的目的是________，乙的目的是______________．图14－2－3思维点拨：使用动滑轮不能改变力的方向，但可以省力；使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向．如果既想省力，又想改变力的方向，可以使用滑轮组．答案：省力改变力的方向[教师参考·备选题]使用下列所示的装置来提升物体时(滑)轮相同)，最省力的装置是(答案：D考点5滑轮组的组合和使用★【例5】如图14－2－4所示为一种手摇升降晾衣架的示意图，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降，在升降过程中衣架横梁保持水平，请回答下列问题：图14－2－4图14－2－5(1)假设衣服、晾衣架和横梁(含动滑轮)的总重是50N，则静止时绳子的拉力是________N(绳重及各种摩擦力忽略不计)；(2)要使衣架横梁上升1m，则应绕进旋轮的绳子长度是________m；(3)通过增加滑轮，可以使此装置更省力，请你在图14－2－5上画出正确的绕线方法．思维点拨：结合晾衣架的示意图，可以看出与两个动滑轮相连的绳子股数为4股，由于绳重及各种摩擦力忽略不计，根据F＝G物＋G动n可以求出绳子的拉力，根据s＝nh可以求出应答案：(1)12.5(2)4(3)如图25所示．图25绕进旋轮的绳子长度．如图14－2－6所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为________N，如果不计摩擦，滑轮重为1.2N，则物体A的重力为________N．若与弹簧测力计相连的绳子移动1.5m，则物体上升的高度为________m.图14－2－6答案：5.4150.51．(2012年广东)下列的四个实例中，目的是为了减小摩擦的是()答案：C2．(2012年广东)画出图14－2－7中静止在水平桌面上的物体A所受的重力及支持力的示意图．图14－2－7答案：如图26所示.图263．(2012年梅州)如图14－2－8所示，粗细均匀的铁棒一端搁在地上，另一端与支点O连接．试作出地面对棒的支持力的力臂和棒所受重力G的示意图．图14－2－8答案：如图27所示.图274.(2012年广州)质量忽略不计的杠杆以O为支点挂上10N的重物A，杠杆同时还受另一个大小与F1不等、竖直向上的力F2作用，处于平衡．在图14－2－9中画出：(1)F1的力臂l1；(2)F2的示意图并标示它的大小．图14－2－9答案：如图28所示．图285．(2012年广东)如图14－2－10所示，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L.图14－2－10答案：如图29所示．图296．(2011年清远)关于图14－2－11中的滑轮甲和乙，下列说法正确的是()图14－2－11B．甲是等臂杠杆D．甲比乙效率高A．甲能改变拉力的方向C．甲比乙省力答案：C