第6讲 简单机械（讲义）-【划重点】（人教版）（解析版）.docxVIP

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第6讲简单机械

——划重点之精细讲义系列

考点1

杠杆

考点2

实验探究杠杆的平衡条件

考点3

滑轮组

考点4

机械效率

考点5

实验探究滑轮组的机械效率

考点1：杠杆

1.杠杆及其五要素：

（1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。?

杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。

（2）杠杆五要素：

①支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。?

②动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。?

③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。??

④动力臂：从支点到动力作用线的距离．用字母l1表示。?

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．用字母l2表示。

①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他地方。

②动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。

③动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。

④力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也不是支点到表示力的箭头的距离。

⑤力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。力的作用线恰好通过支点时力臂为零，此时这个力不能使杠杆转动。

2.杠杆的平衡条件：

（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。

（2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

（3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。

在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。

3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法：

求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况：

（1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；

（2）在动力作用点未明确时，支点到杠杆上最远的点的距离是最长力臂。

4.杠杆的分类及应用：

杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；

分类

示意图

特点

应用

分类

省力杠杆

动力臂大于阻力臂（l1＞l2），省力费距离

撬棒、刚刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、园艺剪刀等

省力杠杆

费力杠杆

动力臂小于阻力臂（l1＜l2），费力省距离

起重臂、船奖、钓鱼竿等

费力杠杆

等臂杠杆

动力臂等于阻力臂（l1＝l2），不省力不费力，不省距离也不费距离

天平、跷跷板、定滑轮等

等臂杠杆

①既省力又省距离的杠杆是不存在的。

②判断杠杆是否省力，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小，因此对于比较复杂的杠杆，要先找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂再进行比较。

③省力杠杆与费力杠杆的应用不同。省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，这样可以省力，比如用半角锤起钉子、推独轮车等；费力杠杆—般用在阻力不大的情况下，是为了省距离。使用起来方便，比如钓鱼竿、筷子等。

【典例1】如图所示工具，在使用时属于费力杠杆的是（）

A．剪刀剪纸B．起子开瓶盖

C．镊子夹物D．钳子剪铁丝

【答案】C

【详解】ABD．剪刀剪纸、起子开瓶盖和钳子剪铁丝时，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，属于省力杠杆，故ABD不符合题意；

C．镊子夹物时，动力臂小于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力大于阻力，属于费力杠杆，故C符合题意。

故选C。

【典例2】如图所示，一根重木棒在保持水平方向的动力F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则（）

A．F增大，L增大，M增大 B．F增大，L减小，M减小

C．F增大，L减小，M增大 D．F减小，L增大，M增大

【答案】C

【详解】由图知道，l为动力臂，L为阻力臂由杠杆的平衡条件知道

Fl=GL

以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式Fl=GL中，G不变，L增大，则GL、Fl都增大；又知：l不断变小，而Fl不断增大，所以F逐渐增大；由以上分析知道，动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘积M=Fl增大，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

【典例3】如图所示的轻质杠杆，AO小于BO，在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡，若在此现象中，同时在G1和G2下面挂上相同质量的钩码，则（）

A．杠杆仍然保持平衡 B．杠杆A端向下倾斜

C．杠杆B端向下倾斜 D．无法判断

【答案】