1、第十一章：簡單機械第一節：杠桿1、 定義：在 的作用下繞著 轉動的 叫杠桿。【說明】：杠桿可 可 ，形狀 。 有些情況下，可將杠桿實際轉一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。圖132、 五要素組成杠桿示意圖。支點：杠桿繞著轉動的點。用字母O 表示。 動力：使杠桿轉動的力。用字母 F1 表示。阻力：阻礙杠桿轉動的力。用字母 F2 表示。動力臂：從 到 的距離。用字母L1表示。阻力臂：從 到 的距離。用字母了L2表示。【說明】1、 動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。 2、動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉動的方向相反。 3、動力臂、阻力臂不一定在杠桿上。 4、力臂是指“點到線

2、”的距離，即支點到力的作用線的距離，而不是“點到點”的距離。畫力臂方法：一定點（支點）、二畫線（力的作用線）、三連距離、四標簽 找支點O； 畫力的作用線（虛線）； 畫力臂（虛線，過支點作力的作用線的垂線，）； 標力 臂（用大括號，一端括支點，一端括垂足，標上相應的符號L1或L2）。圖3圖4例如：圖20圖21圖193、探究杠桿的平衡條件： 杠桿平衡是指： 或 選擇杠桿中間為支點的目的（或不掛鉤碼時使杠桿在水平位置平衡的目的）： 。 實驗前：應調節杠桿兩端的 ，若杠桿右端下沉，杠桿兩側的平衡螺母向 調（即左高左調），使杠桿在 位置平衡。這樣做的目的是： 。 多次實驗的目的： 當彈簧測力計的方向由豎

3、直傾斜時，杠桿仍然平衡，示數變 ，原因： 。 當把左側的鉤碼拿掉。杠桿將處于豎直位置，在右側施加一個力，卻發現無論用多大的力都不能將杠桿拉到水平位置平衡，其原因：水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡 實驗結論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是： ；寫成公式 也可寫成： 。其含義是：如果動力臂是阻力臂的幾倍，那么動力就是阻力的 。圖94、求最大動力臂的方法：若動力作用點確定了，則支點到動力作用線的距離就是最大動力臂。 若動力作用點沒有確定，應看杠桿上哪一點離支點最遠，則這一點到 支點的距離即為最大動力臂。5、杠桿平衡時動力最小：動力要最小時，動力臂要最大；動力臂要最大，則過已知力的作用 點，作最大動

4、力臂的垂線；根據實際，確定動力的方向。6、杠桿平衡時動力最大：動力要最大時，動力臂要最小，動力臂要最小，力的作用線的延長線過 支點。圖14圖8圖7例如：1、如圖14若將圓形的油桶滾上臺階，請畫出最小的力。2、用撬棒撬起一石塊,圖7，沿不同方向用力作用于撬棒,哪個力最小( )A F1 B. F2 C. F3 D. 都一樣3、如圖8所示要使杠桿平衡，作用在A點上的力分別為F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是（ ）A.沿豎直方向的力F1最小 B.沿垂直杠桿方向的力F2最小C.沿水平方向的力F3最小 D.無論什么方向用力一樣大 7、杠桿的分類名稱結 構特 征特 點應用舉例省力杠桿動力臂&g

5、t;阻力臂L1>L2省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、獨輪車、羊角錘、鋼絲鉗、自行車閘、核桃夾、起子、手推車、花枝剪刀費力杠桿動力臂<阻力臂L1<L2費力、省距離縫紉機踏板、起重機的前臂、理發剪刀、釣魚桿、筷子、船槳、面包夾、鑷子、掃帚等臂杠桿動力臂=阻力臂L1=L2不省力不費力天平，定滑輪、蹺蹺板【說明】：應根據實際來選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應選擇 ，當為了使用方便，省距離時，應選 。第二節：滑輪一、定滑輪：定義：軸不隨物體一起移動的滑輪。實質：定滑輪的實質是： 杠桿特點：A 。利用定滑輪提起重為G的物體時，拉力F G,，只有不考慮繩重和摩擦時(理想的定滑輪)

6、，拉力F GB不省距離：繩子自由端移動距離S繩 = 重物移動的距離 h物,，繩子自由端移動速度v繩=重物移動的速度v物。即 ， 二、動滑輪：定義：軸會隨物體一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質：動滑輪的實質是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點：使用動滑輪能 ，但不能 。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F= ，只忽略輪軸間的摩擦則拉力F= ，繩子自由端移動距離S繩 = 2倍重物移動的距離 h物,，繩子自由端移動速度v繩=2倍重物移動的速度v物。即 ， 【注意】 判斷滑輪時動滑輪還是定滑輪關鍵是看軸是否隨著物體一起運動，軸隨物體起運動的 是 滑輪，軸隨物體起運動的是 滑輪

7、，5、幾種常見的使用滑輪情況1、 2、F G、S h、V繩 V物 F F拉 f、S繩 S物、V繩 V物3、 4、F= G（不計摩擦和動滑輪重力）、 F F拉 f、S繩 S物、V繩 V物F= （只忽略輪軸間的摩擦）S h、V繩 V物5、 6、F= G（不計摩擦和動滑輪重力）、 F F拉 f、F= （只忽略輪軸間的摩擦） S輪 S物、V輪 V物S輪 S物、V輪 V物7、【注意】A使用定滑輪提起同一重物，沿不同方向的拉力 ；即： B使用動滑輪提起同一重物，沿不同方向的拉力 ；當拉力作用線與阻力作用 線平行時最省力，當偏離豎直方向角度越大，拉力 ；即： C人對繩子的拉力最大只能達到自身的重力的大小與人

8、的舉力無關。 例如：小李m1=50Kg,能舉起80Kg的杠鈴，小李m2=70Kg,能舉起60Kg的杠鈴，如圖， 兩人比賽，誰把對方拉起，比賽結果是： 拉起來。 三、滑輪組、1、定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。2、特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向3、理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F= G 。只忽略輪軸間的摩擦， 則拉力F= ，繩子自由端移動距離S繩 = 倍重物移動的距離 h物,，繩子自 由端移動速度v繩= 倍重物移動的速度v物。即 ， 4、判斷繩子根數（n）的方法：方法（一）：從定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線，數直接與動滑輪相連的根數即為 n的值，其中，繩 子自由端

9、方向向上的要數上。方法（二）：已知G和F，求繩子的根數，則n= ,若n不是整數，則小數點“只入不舍” 例如：已知G=960N，F=400N，求繩子的根數n= = = 方法（三）：已知s和h，求繩子的根數，則n= 例如：已知s=6m，h=2m，求繩子的根數n= = = 5、繩子的繞法題型（一）已知繩子的根數，畫繩子的繞法-奇動偶定-若繩子的根數為奇數，繩的固 定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上，由內向外繞；若繩子的根數為偶數，繩的固定端 接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內向外繞；題型（二）使用滑輪組時要最省力，則繩子的根數應為奇數，再根據“奇動偶定”，繩的固 定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上

10、，由內向外繞。題型（三) 使用滑輪組時既要省力又能改變力的方向，則繩子的根數應為偶數，再根據“奇動偶定”， 繩的固定端接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內向外繞。5、裝滑輪組方法：第一、求段數：根據公式 或 求出繩子的股數。 第二、定個數：確定動滑輪的個數N動，當繩子的根數n為奇數時，N動= ，當繩 子的根數n為偶數時，N動= ，確定定滑輪的個數N定，一般按“一動配一定”來確 定定滑輪的個數，N定= ，若繩子的根數為偶數，則由“偶數減一定”得到N定= ， 若方向要發生改變（人在地面上拉物體），則由“變向加一定” 得到N定= 。 第三、找起點（固定端）：則由“奇動偶定”找到第四、畫繩子：若繩子的

11、根數為奇數，繩的固定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上，由內向外繞； 若繩子的根數為偶數，繩的固定端接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內向外繞；例如：把重為5100N的物體用1200N的力提起，請你設計這個滑輪組，要求滑輪個數最少，請畫出這個滑輪組?例如：一個人站在地面上把重為5100N的物體用1200N的力提起，請你設計這個滑輪組，要求滑輪個 數最少，請畫出這個滑輪組?例如：用如圖所示的滑輪組，拉自己勻速上升，已知：吊筐重200N，人重600N，每個滑輪重40N，人拉繩的力至少多少N才能將自己吊起，此時人對筐底的壓力是多少。（不計摩擦）若吊筐上升0.5m，則繩索被拉下多少米?四、斜面1、斜面也

12、是一種 力的 。2、理想斜面（斜面光滑）遵從功的原理-使用任何機械 。3、理想斜面公式：FL=Gh的推導： -由功的原理推導其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。4、理想斜面的特點：（1） 但 ，（2）當高度（坡度）一定時，斜面越長越 。（3）、斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的 （4）、如果斜面與物體間的摩擦為f ，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh 。 5、應用：斜坡、推貨上車所達的木板、盤山公路、走S路、螺絲釘、滑梯、劈柴五、輪軸1、定義：由 和 組成，且能繞著固定點轉動的一種 。2、實質：輪軸是一種 的杠桿。 3、特點：（1） 同心，

13、大 小。（2）若動力作用在輪上，輪軸是一個 杠桿，但 ；由杠桿平衡條件得， ，即輪的半徑是軸的半徑的幾倍，則作用在輪上的力（F1）就是作用在軸上的力（F2）的 ；（3）若動力作用在軸上，輪軸是一個 杠桿，但 ；4、輪軸的應用：方向盤、轆轤、門鎖、水龍頭第三節：機械效率一、有用功（W有用）：1、定義：對人們有用的功（或機械對物體（研究對象）所做的功）。2、當討論提升重物有用功時，只考慮物重和提升的高度，不管路徑或方式是否相同，即公式：W有用Gh（提升重物） 二、額外功（W額）：1、定義：利用機械做功時，并非人們需要但又不得不做的功2、例如：客服機械重力所做的功、機械之間摩擦力所做的功 【注】1、

14、有用功和額外功的判斷要根據工作目的來確定，工作目的不同，有用功和額外功可能不同例如：1、從井中打水：（W有用：人對 所做的功，W額：人對 所做的功；工作目的： ）2、從井中撈桶：（W有用：人對 所做的功，W額：人對 所做的功；工作目的： ）三、 總功（W總）：1、定義：有用功與額外功之和（或動力所做的功或人們對機械所做的功）2、總功等于作用在機械上的動力和動力作用點移動的距離的乘積。3、公式： 4、對于理想機械（W額=0）， ；對于非理想機械（W額 0）， 四、 機械效率（ ）：1、定義： 跟 的比值。2、公式： 3、【注】（1）機械效率是一個 ， 單位。（2）因為 ，所以機械效率總 1 ，通

15、常用 表示。（3） 率是機械性能好壞的一個標志， 越高，機械性能越 。（4）機械效率與 、 的多少無關。五、W有用、W額、W總、的計算1、W有用的計算（1）由定義得，豎直提升物體： ；水平勻速拉動物體 （2）由總功定義得： （3）由機械效率得： 2、W額的計算（1）由定義得： （G動為動滑輪的重力）（2）由總功定義得： （3）由機械效率得： 3、W總的計算（1）由定義得： （2）由總功定義得： （3）由機械效率得： 4、的計算（1）由定義得： 六、探究斜面的機械效率1、猜想與假設：斜面的機械效率是與 、 、 有關2、設計實驗：（1）實驗器材： （一）、探究斜面機械效率與斜面 的關系（1）實驗表

16、格及數據實驗次數斜面坡度斜面材料斜高h/m物重G/N斜面長S/m拉力F/N機械效率1較緩300木板 0.65 14 75%2較陡450木板 0.8515 80%3最陡600木板1516 83.3%（2）實驗步驟：測量小車的重量 把小車用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力F、小車沿斜面移動的距離S、 小車上升的高度h。 改變斜面的傾斜程度，重復步驟。 （4）計算：W有用= ; W額= (光滑)； W額= (不光滑) W總= ; (光滑)； W總= ; (不光滑) = ; (光滑)； = ; (不光滑)結論：斜面機械效率與斜面 有關

17、， 越大，機械效率 。（二）、探究斜面機械效率與斜面 的關系結論：斜面機械效率與斜面 有關， 越大，機械效率 。（三）、探究斜面機械效率與 的關系結論：斜面機械效率與 關。【注意】要 拉動物體；拉力要與斜面 ； 七、測量滑輪組的機械效率1、實驗原理： 2、應測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S3、實驗器材：滑輪組、鐵架臺、鉤碼若干，還需要 、 4、實驗步驟：（1）、用彈簧測力計測出鉤碼的重力為G,；（2）、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出彈簧測力計的示數F，用刻度尺 測出鉤碼上升的高度為h和彈簧測力計移動的距離為s；（3）、根據W有= 、W總=

18、 、再根據= 算出機械效率（4）、改變鉤碼的數量，在做兩次上面的實驗（5）、改變動滑輪的重力，在做兩次上面的實驗5、得出結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A、物體的重力大小：用同一滑能組所提升不同重物，重物越重，做的有用功就 ，而額外功 ，機械效率就越 。B、動滑輪重力大小（或個數多少）：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，額外功 ，有用功 ，滑輪組的機械效率                 ； C、繩重及繩與滑輪之間的摩擦：若各種摩擦越大，做的額外功 ，機械效率 。 【注】1、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計目的：保證彈簧測力計的示數不變，方便讀數。 2、不能在靜止時讀數的原因：靜止時，沒有繩與滑輪之間的摩擦，測出的機械效率會偏 3、不影響滑輪組的機械效率高低有：物體上升的高度、物體上升的速度、繩子的根數或繞法八、分析機械效率的高低1、當 W總一定時A由 得，當 一定時， 越大， 越高B由 得， 當 一定時， 越大， 越高2、當 W有一定時A由 得，當 一定時， 越大， 越高B由 得， 當 一定時， 越大， 越高2、當 W額一定時A由 得， 當 一定時， 越