4.1简单机械（教育教案+训练+答案卢克敏）

课 题 知识点总结归纳 一、杠杆： 简单机械 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 说明： ①杠杆可直可曲，形状任意。 ②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。 五要素——组成杠杆示意图。 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。 说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反 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。 画力臂方法：⑴ 找支点O；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂（大括号）。 研究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1 解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。） 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、应用： 名称 结 构 特 征 省力 动力臂大于阻力臂 杠杆

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l1 O l2 F1 F2 特 点 省力、费距离 应用举例 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力 动力臂小于阻力臂 杠杆 等臂 动力臂等于阻力臂 杠杆 不省力、不费力 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 天平，定滑轮 说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。 二、滑轮： 定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮 （不计轮轴间摩擦）F=G 绳子自由端移动距离 SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG) 动滑轮： ①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则： 1 F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 2(G物+G动) l2 l1 F2 F1 F1 l1 l2 F2 绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG) 滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力 F= 1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG) 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 2

课堂练习 杠杆 1，一根硬棒在力的作用下如果能绕着__________点转动，这根硬棒就叫杠杆。这个点就叫____________；使杠杆转动的力叫___________，阻碍杠杆转动的力叫________。 2，杠杆的平衡条件是__________________________________。 3，将重为5牛顿和15牛顿的甲、乙两物体，分别挂在杠杆的左右两端。若杠杆的重力忽略不计，当杠杆平衡时，左右两边臂长之比为： A，3:1； B，2:1； C，1:3； D，4:1。 4，如图所示的杠杆，每个砝码重均为1牛顿，杠杆处于平衡状态，若在杠杆两边各减去一个砝码，则： A， 杠杆保持平衡； B， 杠杆左边向下倾； C， 杠杆右边向下倾； D， 无法判断。 5，画出下图中各种杠杆的动力臂和阻力臂。 13.2 杠杆的应用 1，省力杠杆的动力臂______阻力臂，费力杠杆的动力臂_____阻力臂；若动力臂的长度是阻力臂长度的三倍，则动力是阻力的_______________。 2，天平属于_______杠杆，杠秤属于_______ 杠杆，汽水瓶起盖器属于_____杠杆。 3，如图所示为使杠杆平衡，F1、F2、F3 三次分别作用在A点，其中______最小。 4，下列杠杆工具中，不省力的是：（ ） A，铡刀； B，镊子； C，剪铁皮的剪刀； D，扳手。 5，如果天平的两臂不等，先将物体放在右盘称，称得质量为m1；在将物体放在左盘称，称得得质量为 m2，那么物体的实际质量应为：（ ） A， ； B， ； C， ； D，。 3

滑轮 1，定滑轮实质是一个_______杠杆，使用定滑轮时不能______，但能________。 2，动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂_______的_____杠杆，，使用定滑轮时能省力_________，但费________。 3，使用如图所示的装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是： 4，用如图所示的滑轮组提升物体，以及已知物体重200牛，物体匀速上升1米，不计滑轮组重及摩擦，则：（ ） A，拉力为50牛；B， 拉力为40牛；C，绳的自由端拉出4米；D， 绳的自由端拉出1米。 5，如图所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，用这个滑轮组提升重为300牛的重物（忽略滑轮组和绳子重及摩擦） （1）在图甲上画出当动力F=150牛时绳子绕法；（2）在图乙上画出当动力F=100牛时绳子的绕法。 第4题 第5题 参考答案： 13.1 杠杆 1，固定点、支点、动力、阻力 2，动力×动力臂=阻力×阻力臂 3，A 4，C 13.2 杠杆的应用 1，大于、小于、三分之一 2，等臂、省力、省力 3，F2 4，B 5，D 。 13.3 滑轮 1，等臂、省力、改变用力方向 2，2倍、省力 、一半、距离 3，C 4，A 4

课后练习 一、填空题 1.在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒，叫做_______。支点是________，动力臂是从____到__________间的垂直距离，阻力臂是_____到_________间的垂直距离。 2、在图13—1所示的各种杠杆中，O点是支点。F1，F2分别表示动力和阻力。在图上画出并标出动力臂L1和阻力臂L2。 3.杠杆是生产和生活中经常使用的工具，人们把杠杆处于静止或匀速转动的现象称为______________。阿基米德首先发现了使杠杆处于这种状态的条件，条件是______________。 4.在图13—2中是杠杆原理的应用，其中节省距离的是____，增大距离的是________，可以省力的是________。 5.如图13—3所示，杠杆的质量可以忽略不计，如果OB与OA长度的比为2∶3，在点B的钩上挂300牛顿的砝码，要使杠杆处于平衡状态，在A处应挂____牛顿的砝码。如果在A、B两端各增加100牛顿的砝码，杠杆将_______转动。

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6.如图13—4所示，一端固定的细杆，在其中点处悬挂10牛顿的重物，如果使杆保持水平，作用于杆的右端向上的拉力F＝_____牛顿。 7.为了容易拉门，门的拉手应安在门的__________处。 8.动滑轮是一种典型杠杆，它的动力臂等于阻力臂的2倍，常用的滑轮有两种类型_________和________，只能改变力的作用方向的是_______，只能改变力的大小的是_______。 9.在水平桌面上放一个重300牛顿的物体，物体与桌面的摩擦力为60牛顿，如图13—5所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，匀速移动物体时，水平拉力F＝_____牛顿。 10.图13—6为杠杆与滑轮的组合应用，滑轮下所挂重物的重力G＝500牛顿，绳是光滑的轻质细绳，滑轮重20牛顿，要使杠杆平衡，在杠杆的中点处所加之力F＝_____牛顿。 二、选择题 1.关于杠杆，下列说法中正确的是 ［ ］ A.阻力臂和动力臂的比值越大，使用杠杆时越省力 B.省距离的杠杆一定不省力 C.使用阻力臂大的杠杆不能省距离 D.动力到支点的距离是阻力到支点距离的两倍，杠杆平衡时，动力是阻力的1/2 2、在下列图13-7四图中，O为支点。于A点施加 竖直向下的作用力F1，不能平衡的是（ ） 3.关于力臂，下列说法中正确的是 ［ ］ A.支点到动力作用点的距离叫动力臂 B.支点到阻力作用点的距离叫阻力臂 C.支点到力的作用线的垂直距离叫力臂 D.杠杆的力臂一定在杠杆之上。 4.图13—8中，把一重物于O点用轴固定，如果于A点施加一个 力使其离开地面，处于如图所示的情况，分别在三个不同方向施力时， 6

正确的判断是：［ ］ A、 F1指向内，该力最小 B、 F2的力臂最大，该力最小 C、 F3作用方向向外，该力最小 D、 三个力方向不同，由于作用于同一点，且都使重物处理平衡状态，所以三个力的大小是相同的。 5、图13—9为同一枝节杆，受F1和F2两个力的作用都处于平衡状态的四种情况，其中F1在A、B、C、D四种情况下都维持不变，则在四种情况下F2最省力的是（ ） 6.图13—10为杠杆的平衡条件的验证实验，当A、B两处分别挂上质量相同的砝码，如图所示，杠杆恰好平衡，若在A处再加一砝码，要使杠杆重新恢复平衡，则必须 ［ ］ A.B处增加一个同样的砝码 B.将B处的砝码移到C处 C.在B处增加一同样砝码后移往C处 D.于B处增加两个同样砝码 7.用撬棒撬起大石块，如图13—11所示，下列说法中不正确的是 ［ ］ A.O是支点 B.动力臂大于阻力臂，可以省力 C.这样做只能改变用力方向 D.撬起石块时，力垂直杠杆向下最省力 7

8.在图13—12中，O点是杠杆的支点，图中的数据都是力的大小的数据，其单位都是牛顿，能够处于平衡状态的杠杆是 ［ ］ 9.为了省力，应用哪种杠杆 ［ ］ A.动力臂长的杠杆 B.杠杆的总长越长越好 C.阻力臂大于动力臂 D.动力臂，大于阻力臂 10.图13—13中,A、B、C三种情况的重物和接触面相同，下面结论正确的是［ ］ A、F1>F2>F3 B、F1=F2 F1>F3 D、F2< F1

力多大？绳子承受的拉力多大？动滑轮轴上所承受的力多大？ 答 案 一、 1. 杠杆，杠杆的固定转动轴，支点，动力的作用线，支点，阻力作用线，支点； 2. 略 3. 杠杆的平衡 动力×动力臂＝阻力×阻力臂； 4. C D， B， B； 5. 200，顺时针； 6. 5； 7. 离门的转轴最远的门边； 8. 定滑轮，动滑轮，定滑轮，动滑轮； 9. 30； 10. 520。 二、 1.B C D 2.B 3.C 4.B 5.C 6.D 7.C 8.D 9.D 10.B 11.C 三、 1.（5分） 解： 2.（5分） 解：G=400牛，定滑轮轴上承受的力

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