第十二章简单机械一、杠杆一、杠杆（一）杠杆1.定义：在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。

2.杠杆五要素：五要素物理含义支点杠杆绕着转动的点，用“O”表示动力使杠杆转动的力，用“F1”表示阻力阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示动力臂从支点O 到动力F1作用线的距离，用“l1”表示阻力臂从支点O 到阻力F2作用线的距离，用“l2”表示3.要点透析（1）杠杆的支点一定要在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；（2）动力和阻力是相对而言的，不论动力还是阻力，杠杆都是受力物体，跟杠杆发生相互作用的物体都是施力物体；（3）动力作用点：动力在杠杆上的作用点；（4）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；（5）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，它是点到线的距离而不是点到点的距离；（6）力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零；（7）力臂的表示与画法：过支点作力的作用线的垂线；（8）力臂的三种表示：根据个人习惯而定【例1】下列关于杠杆的一些说法中，正确的是（）A．杠杆必须是一根直棒B．杠杆一定要有支点C．动力臂就是支点到动力作用点的距离D．当力的作用线通过支点时，力臂最大（二）杠杆的平衡条件1.杠杆平衡：杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。

2.实验探究：杠杆的平衡条件实验序号动力F1/N动力臂l1/cm动力×动力臂N·cm阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力×阻力臂N·cm1 0.5 20 10 1.0 10 102 1.5 20 30 1.0 30 303 2.0 20 40 4.0 10 40探究归纳：只有动力×动力臂=阻力×阻力臂，杠杆才平衡。

动力= 阻力臂3.杠杆平衡条件表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即阻力动力臂；公式表F l= F l F1 = l2示为： 1 1 2 2，即F2l1.应用公式时单位要统一。

【例2】图2 是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在图示位置平衡，在 A处钩码应挂A．6 个B．3 个C．2 个D．1 个【例3】三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，如图所示，甲图中和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶.以下说法中不正确的是（）A.乙图中水桶B 向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离B.乙图中水桶B 向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B 往前移动一点距离C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离（三）生活中的杠杆杠杆类型 力臂关系 平衡时力的关系优缺点 应用 省力杠杆 l 1>l 2 F 1<F 2 省力，费距离 撬棍、瓶起子等 费力杠杆l 1<l 2F 1>F 2省距离，费力镊子、钓鱼竿等等臂杠杆l 1=l 2F 1=F 2不省力，不省距 离天平，定滑轮等【例 4】一直杆可绕 O 点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直且作用于 OB 中点的力 F ，使直杆由竖直位置慢慢转到水平位置，这个过程中这个直 杆()A. 始终是省力杠杆B ．始终是费力杠杆C ．先是省力杠杆，后是费力杠杆D ．先是费力杠杆，后是省力杠杆（四）、总结归纳1. 知识要点归纳A.一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

支点——杠杆绕着转动的点；动力——使杠杆转动的力；阻力——阻碍杠杆转动的力； 动力臂——从支点到动力作用线的距离；阻力臂——从支点到阻力作用线的距离。

当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。

B.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂或 F 1L 1=F 2L 2 C.杠杆的应用省力杠杆：L 1＞L 2 F 1＜F 2 省力费距离； 费力杠杆：L 1＜L 2 F 1＞F 2 费力省距离；等臂杠杆：L 1= L 2 F 1= F 2 不省力、不省距离，能改变力的方向。

等臂杠杆的具体应用：天平。

许多称质量的秤，如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的。

2.做题方法技巧正确理解力臂概念是学好杠杆的基础，要正确理解力臂，需明确力的作用点和作用线，力的作用点一般是指动力或阻力的施力物体与杠杆的接触点，作用在杠杆上；力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的线。

力臂是从支点到力的作用线的垂线段，是点到线的距离，不是点到点的距离。

练习：1、杠杆定义：一根硬棒，在力的作用下能够绕着转动的叫杠杆。

2、杠杆五要素：支点指；动力是杠杆转动的力；阻力是杠杆转动的力；动力臂是到的距离；阻力臂是到的距离。

3、杠杆平衡的条件：4、杠杆其特点可分为：、、5、杠杆的定义：在力的作用下能够绕着转动的叫杠杆。

6、杠杆的五要素：支点（）：指；动力（）：是；阻力（）：是杠杆转动的力；动力臂（）：是到的距离；阻力臂（）：是到的距离。

7、画出下面杠杆的动力臂与阻力臂（简记：一找点、二画线、三作垂线段）温馨提示：不论动力、阻力，都是杠杆受的力8、杠杆的平衡条件：。

9、在探究杠杆平衡条件时，某同学得到一组实验数据“F1＝2N，L1＝3cm，F2＝3N，L2＝2cm”，由此他归纳得出杠杆平衡条件为：F1+L1＝F2+L2，请问该结论是否正确，为什么？10、A.省力杠杆：动力臂阻力臂的杠杆，杠杆平衡时，动力阻力。

B.等臂杠杆：动力臂阻力臂的杠杆，杠杆平衡时，动力阻力。

C.费力杠杆：动力臂阻力臂的杠杆，杠杆平衡时，动力阻力。

11、两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处于平衡时（）A、两个小孩的重力一定相等B、两个小孩到支点的距离相等C、轻的小孩离支点近一些D、重的小孩离支点近一些12、在用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅在扳手柄上套一节铁管，这样就能比较容易地拧下螺母，这样做的物理原理是：（）A、减小阻力B、增大动力C、增大动力臂以增大动力D、增大动力臂减小动力13、铡刀铡草时的示意图，请画出动力F 的力臂（用L 表示）。

14、如图所示，F1是作用在抽水机手柄A 点处的动力，O 为支点。

请画出动力F1的力臂L115、如图所示，O 是杠杆的支点，在图中画出动力F1的力臂16、如图所示，100N 的均匀木棒AB 在细绳拉力作用下保持静止。

请在图中画出木棒所受拉力的力臂L 及所受重力的示意图。

第13 题第14 题17、如图所示，当支架上刻度相等的杠杆处于静止状态时，弹簧秤第16 题A B C D E FF第15 题的示数为29.4 牛，则每个钩码的重是。

若把弹簧秤移至D 处竖直向上拉杠杆，使杠杆重新平衡。

此时弹簧秤的示数为牛。

二、滑轮（一）定滑轮和动滑轮1.滑轮：周边有槽，能绕轴转动的小轮。

（滑轮的实质是变形的杠杆）2.定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。

3.动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。

4.定滑轮与动滑轮的特点：（1）定滑轮可以改变力的方向，但不省力；（2）动滑轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。

5.使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）S 物v 物F= 2G+ G轮，S轮= 2 ，v轮= 2S 物v 物F= 2f，S轮=2 ，v轮=2【例5】如图所示，滑轮上挂一重10N 的物体A，当滑轮在力F 的作用下向上匀速上升时，滑轮的速度为重物A 上升时速度的，力F 应为N（滑轮和绳重及摩擦力均不计）。

（二）滑轮组1．滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。

2．滑轮组省力情况的确定方法：在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

如图所示。

【例6】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G 均匀提高h 高度，最省力的是（）（三）轮轴和斜面1.轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能省力和改变力的方向，实质是一1F R = F r F2 = R个可以连续转动的杠杆。

（方向盘、水龙头等）轮轴的公式：1轮轴既省力又改变力的方向，但费了距离。

2.斜面：斜面是一种可以省力的简单机械，却费距离。

2 或F r理想情况下斜面公式：Fl=Gh斜面长（l）是斜面高（h）的几倍，所用的拉力 F 就是物重G 的几分之一。

【例7】斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（）A．甲方法不可以省力，但能省功B．甲方法可以省力，也能省功C．乙方法可以省力，但不能省功D．乙方法可以省力，也能省功练习：（1）、定滑轮是指固定不动的滑轮，使用定滑轮省力，但可以。

（2）、动滑轮是指随一起运动的滑轮，使用动滑轮可省力，但不能。

（3）、滑轮组由和组成，使用滑轮组既可以，又能。

（4）、其他省力的机械还有：、第 3 节机械效率1、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W 有用＝Gh（提升重物）＝W 总－W 额=ηW 总斜面：W 有用＝Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。

公式：W 额＝W 总－W 有用＝G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W 额＝fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功W 有用公式：W 总＝W 有用＋W 额＝FS ＝4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。

W 有用Gh Gh G公 式：=W 总Gh Gh G定滑轮：== = FS Fh FGhGhG动滑轮：== = FSF 2h 2F滑轮组：===FSFnh nF5、有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为 60%表示有用功占总功的 60%。

6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

7、机械效率的测量：（1）原理：=W 有用W 总 = GhFS（2） 应测物理量：钩码重力 G 、钩码提升的高度 h 、拉力 F 、绳的自由端移动的距离 S 。

（3） 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

（4） 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

（5） 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

②提升重物越重，做的有用功相对就多。

③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率简单机器中考题汇编一、填空题1. 人直接用 F 1 的力匀速提升重物，所做的功是 W 1,,若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为 F 2，所做的功是 W 2A ．F 1 一定大于 F 2B ．F 1 一定小于 F 2C ．W 2 一定大于 W 1D ．只有 F 2 大于F 1，W 2 才大于 W 12. 图 5 的剪刀剪纸机械效率为 80%，这表示A. 若作用在剪刀的动力是 1N ，则阻力是 0.8NB. 若作用在剪刀的阻力是 1N ，则动力是 0.8NC. 若作用在剪刀的动力做功 1J ，则有 0.2J 的功用于剪纸D. 若作用在剪刀的动力做功 1J ，则有 0.8J 的功用于剪纸3．下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）A ．核桃夹B ．羊角锤 C ．D ．筷子 起子4. 如图所示，O 为杠杆 MN 的支点，OM ：ON=3：4，物块 A 和 B 分别挂在 M 、N 两端，杠杆恰好平衡，已知物块 A 、B 的体积之比为 2：1，则 A 、B 两物体物质的密度之比是（ ）A 3：2B 4：3C 2：3D 3：4．．．．5. 如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体 A 和 B 同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）A 杠杆仍能平衡B ．．C 杠杆不能平衡，右端下沉D ．．杠杆不能平衡，左端下沉无法判断6. 如图所示，小明用一可绕 O 点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力 F ，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠7. 如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度（不计绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）图 5杆（ ）A 一直是省力的B先是省力的，后是费力的 ．．C 一直是费力的 ．D ．先是费力的，后是省力的A使用 C 滑轮组与使用 D 滑轮组一样省力．B使用 D 滑轮组最省力．C其中机械效率最高的是使用 C 滑轮组．D其中机械效率最高的是使用 B 滑轮．8.如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计．用它匀速提升重为100N 的物体，所用的拉力F 是（）A 50NB ．．60N C．70N D．120N9.皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．下列说法正确的是（）A.为省力，可将用力划浆的手靠近支点B.为省力，可将用力划浆的手远离支点C.为省距离，可将用力划浆的手远离支点D.将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离10.把质量相等的A、B 两物体挂在图6 所示的滑轮组下而，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后 ( )A．A 上升B．A 下降C．A、B 均静止D ．无法判断第8 题图第9 题图第10 题图二、填空作图题11.图19 是手臂的简化图，手托住重物时，肌肉对前臂的拉力沿图中 ab 线。