第十二章第十二章 简单机械简单机械复习课复习课在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆支支 点：杠杆可以绕其转动的点点：杠杆可以绕其转动的点O动动 力：使杠杆转动的力力：使杠杆转动的力F1阻阻 力：阻碍杠杆转动的力力：阻碍杠杆转动的力F2动力臂：从支点动力臂：从支点O 到动力到动力F1作用线的距离作用线的距离l1阻力臂：从支点阻力臂：从支点O 到阻力到阻力F2作用线的距离作用线的距离l2F1F2l1o o支支 点：杠杆可以绕其转动的点点：杠杆可以绕其转动的点O动动 力：使杠杆转动的力力：使杠杆转动的力F1阻阻 力：阻碍杠杆转动的力力：阻碍杠杆转动的力F2动力臂：从支点动力臂：从支点O 到动力到动力F1作用线的距离作用线的距离l1阻力臂：从支点阻力臂：从支点O 到阻力到阻力F2作用线的距离作用线的距离l2l2杠杠 杆杆一、简单机械一、简单机械 例：例：画出图中力画出图中力F对对支点支点O的力臂的力臂l FOl例例一块截面积为矩形一块截面积为矩形ABCD的均匀金属块重的均匀金属块重2 000 N，它的长宽之比为，它的长宽之比为4:3，将它置于水平地，将它置于水平地面上如图所示，若在面上如图所示，若在A点用力点用力F抬起金属块的一抬起金属块的一端，则力端，则力F至少为至少为 N。
800ABDCGl2Fl12探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 调节杠杆在水平位置平衡调节杠杆在水平位置平衡；获取实验数据；获取实验数据；归纳结论归纳结论实验实验次数次数阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m阻力阻力阻力阻力臂臂F2l2/Nm动力动力F1/N动力臂动力臂l1/m动力动力动力动力臂臂F1l1/Nm110.150.1510.150.1521.50.100.15330.050.1541.50.20.310.30.3520.150.3630.10.33杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件 动力动力动力臂动力臂=阻力阻力 阻力臂阻力臂 F1l1=F2l2 1221FlFl 两个力与它们的力臂成反比两个力与它们的力臂成反比例例右图所示杠杆能平衡吗？右图所示杠杆能平衡吗？作如下变化，杠杆能平衡吗？作如下变化，杠杆能平衡吗？若左侧加一个相同钩码；若左侧加一个相同钩码；若右侧减一个钩码；若右侧减一个钩码；支点右移一格；支点右移一格；左侧钩码组左移一格左侧钩码组左移一格1如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（）A变小 B变大 C不变 D无法确定B练习练习2（2008钦州）如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个都相同下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是（）将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码A B C D C3.在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（）A减小摩擦B使每组数据更准确C多次测量取平均值减小误差D获取多组实验数据归纳出物理规律D4在探究杠杆的平衡条件实验中，如图所示杠杆两边分别挂4、2个相同的钩码时，杠杆平衡下列四种情况中还能保持平衡的是（）A两边钩码各减少一半B两边钩码各减少一个C两边钩码各向支点移近一格D两边钩码各向支点外移远一格A 5.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件”的实验（每个钩码重的实验（每个钩码重0.5N0.5N）（1 1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 （选填（选填“左左”或或“右右”）端调节，直到杠杆在水）端调节，直到杠杆在水平位置平衡平位置平衡（2 2）如图）如图1 1所示，所示，在杠杆在杠杆A A点处挂点处挂4 4个钩码，则在个钩码，则在B B点处应挂点处应挂 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡 右右6把把B B点处的钩码取下，在点处的钩码取下，在B B点处施加一个竖直向下点处施加一个竖直向下的拉力的拉力F=F=N N时，杠杆仍然在水平位置平衡当时，杠杆仍然在水平位置平衡当拉力拉力F F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力，拉力F F的大小将的大小将 （选填（选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）原因是）原因是 （3 3）如果小王又进行了如图）如果小王又进行了如图2 2所示的探究，考虑杠所示的探究，考虑杠杆杆 的影响，发现用弹簧测力计在的影响，发现用弹簧测力计在C C点竖直向上拉使杠杆点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应大于应大于 N NF的力臂变小的力臂变小变大变大3自重自重3334杠杆分类杠杆分类 省力杠杆：动力臂大于阻力臂。
省力，但费距离省力杠杆：动力臂大于阻力臂省力，但费距离费力杠杆：动力臂小于阻力臂省距离，但费力费力杠杆：动力臂小于阻力臂省距离，但费力等臂杠杆：动力臂等于阻力臂不省力也不费力等臂杠杆：动力臂等于阻力臂不省力也不费力例：开瓶起子、羊角锤起钉子、剪铁皮的剪子例：开瓶起子、羊角锤起钉子、剪铁皮的剪子例：钓鱼杆、使用筷子、用大扫帚扫地例：钓鱼杆、使用筷子、用大扫帚扫地例：天平例：天平一、简单机械一、简单机械 2动滑轮：轴随物体一起运动动滑轮：轴随物体一起运动 动滑轮的杠杆示意图；动滑轮的杠杆示意图；动滑轮实质是动力臂是阻力臂动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆倍的杠杆1定滑轮定滑轮:轴固定不动轴固定不动 定滑轮杠杆示意图；定滑轮杠杆示意图；定滑轮实质是等臂杠杆定滑轮实质是等臂杠杆.滑滑 轮轮F1F2l2l1OF1F2l2l1O3滑轮组滑轮组拉力大小与重力大小的关系：拉力大小与重力大小的关系：动滑轮和重物由几段绳子承重，拉动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一力就是总重的几分之一拉力与重物移动距离的关系：拉力与重物移动距离的关系：绳子自由端移动的距离是重物移动绳子自由端移动的距离是重物移动距离的距离的n倍。
倍s=nh1+FGGn 物物轮轮（）GF例例1小明站在地面上准备用一个滑轮组提升重物，小明站在地面上准备用一个滑轮组提升重物，请在图中画出绕线的方法请在图中画出绕线的方法解析：解析：n 应为整数应为整数 n=4应用两应用两“动动”两两“定定”滑轮组，绳子固定端滑轮组，绳子固定端在定滑轮下最多能提起：在定滑轮下最多能提起：例例一根绳子最多能承受一根绳子最多能承受300 N的拉力，要的拉力，要提起提起1 000 N的重物，应用什么样的滑轮组？的重物，应用什么样的滑轮组？(动滑轮重和摩擦不计要求向下拉且滑轮个动滑轮重和摩擦不计要求向下拉且滑轮个数最少数最少)用这个滑轮组最多能提起多重的物用这个滑轮组最多能提起多重的物体？体？1000N3 3300NGn.F物1FGn 物物4 30012NN0=0GnF 物F 二、机械效率二、机械效率1机械效率的概念机械效率的概念 有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值公式：公式：用百分数表示总小于用百分数表示总小于1WW 有有总总2测滑轮组的机械效率：测滑轮组的机械效率：WGhWFs 有有总总 实验原理实验原理 滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、动滑轮重、物重有关。
物重有关动滑轮重一定动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高物重越大，机械效率越高物物重一定，动滑轮越重，机械效率低重一定，动滑轮越重，机械效率低直接测量量为直接测量量为G、F、h、s，用公式计算中间量用公式计算中间量W有有=Gh，W总总=FsWW 有有总总计算机械效率计算机械效率WF lFWFsnF 有有摩摩摩摩总总F例例FGWGhWFs 有有总总=GnF 1农村用来舂米的工具是一个杠杆，下图是它的结农村用来舂米的工具是一个杠杆，下图是它的结构示意图构示意图O为固定转轴，在为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷若石球重若石球重50 N，要将石球，要将石球 抬起，脚至少用多大竖直抬起，脚至少用多大竖直 向下的力？向下的力？(摩擦和杠杆摩擦和杠杆 自重均忽略不计自重均忽略不计)F2l1=1m l2=0.4mF1OBA练一练练一练2杠杆由图中位置到水平位置的过程中，力杠杆由图中位置到水平位置的过程中，力F如如何变化？何变化？力力F始终与杠杆始终与杠杆垂直垂直力力F的方向始终的方向始终水平水平力力F的方向始终的方向始终竖直竖直变大变大变大变大不变不变3质量是质量是6 kg的物体的物体A放在水平桌面上，利用下图放在水平桌面上，利用下图装置使物体以装置使物体以0.2 m/s的速度做匀速直线运动，弹簧的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为测力计始终保持水平，其示数为2 N，不计绳子的，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取取10 N/kg）（1）作用在绳端的拉力）作用在绳端的拉力F为为N（2）水平桌面对物体）水平桌面对物体A的摩擦力是的摩擦力是N（3）在）在10 s内拉力作用点移动内拉力作用点移动mAF2664如图所示的滑轮组将重如图所示的滑轮组将重G12 N的物体匀速提升的物体匀速提升20 cm。
所用的拉力所用的拉力F5 N，所做的有用功为，所做的有用功为 J，机械效率为，机械效率为 ，当改为提升，当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为的重物时，该滑轮组的机械效率为 忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）略绳重和滑轮与轴的摩擦）2.480%85.7%FG。