第十二章簡單機械本章知識目標：簡單機械杠桿五要素力臂的作法-模型法杠桿的平衡條件杠桿的類型滑輪定滑輪的實質及作用動滑輪的實質及作用滑輪組的作用及繞法機械效率有用功和總功的計算機械效率的公式及計算提高機械效率的方法雙基回顧一、杠桿1、定義：能夠圍繞著固定點轉動的硬棒。2、生活中的杠桿：剪刀、瓶起子、手推車、魚竿等。3、五要素：動力F1

、阻力F2、支點O

、動力臂L1、阻力臂L24、力臂的做法：F1F2l1ol2L2L1BF2OF1AF2BOAF1如何畫力臂（1）找出支點的位置（2）找動力、阻力的作用線（過F1、F2的直線）（3）從支點作動力、阻力的作用線的垂線雙基回顧5、實驗：探究杠桿的平衡條件（1）調節杠桿在_____位置平衡。若杠桿的右端高，應將螺母向_____端調節。水平右（3）分析根據下表數據，杠桿的平衡條件是___________。F1XL1=F2XL2實驗次數動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510115212021033201.540（2）杠桿在水平位置平衡的目的：_______________便于測量力臂的長度杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂公式表示是

。F1L1＝F2L21）杠桿平衡時，力跟力臂成反比；2）杠桿平衡時，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。F1F2=L2L1幾點說明6.生活中的杠桿種類構造特點應用舉例優點缺點省力杠桿費力杠桿等臂杠桿既省力又省距離的機械是不存在的天平釣魚竿縫紉機腳踏板鉗子起子不省力也不省距離費力費距離省距離省力L1＝L2L1＜L2L1＞L2發現普遍規律1.力臂是一定在杠桿上嗎？答：不是。F1F2L1L2想一想？F1OL1L2F2總結：1）杠桿不一定都是直的2）力臂可以在杠桿上，也可以不在杠桿上，可以在支點的兩側也可以在支點的同側3）作用在杠桿上的力，方向改變時力臂可以改變2.若力作用在杠桿上，作用點不變，但作用方向改變，力臂是否改變？答：改變。1.一塊截面積為矩形ABCD的均勻金屬塊重2

000

N，它的長寬之比為4:3，將它置于水平地面上如圖所示，若在A點用力F抬起金屬塊的一端，則力F至少為

N。

ABDCGl2Fl1800強化理解及應用

2．如圖所示，分別沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠桿平衡，關于三個力的大小，下列說法正確的是（）

A．沿F1方向的力最小

B．沿F2方向的力最小

C．沿F3方向的力最小

D．三個力的大小相等BF3F1F2OL1L3L23.圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.無法比較。提示AOBFG

C4、右圖是小明同學三次實驗的情景，實驗時所用的每個鉤碼重0．5N，杠桿上每一格長5cm，部分實驗數據已記錄在上表中。實驗次數動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510121201031201.510(1)請將表格中的實驗數據補充完整。(2)小明的第3次實驗存在錯誤，其錯誤是

。(3)實驗時需要測量三組以上數據是為了

。152彈簧沒有豎直向下拉使實驗數據更準確,更具有普遍性。

2．動滑輪動滑輪實質：

特點：1．定滑輪定滑輪實質：特點：F1F2l2l1OF1F2l2l1O雙基回顧二、滑輪定滑輪不省力，但可以改變力的方向不省力也不省距離。等臂杠桿是動力臂是阻力臂2倍的杠桿動滑輪省力一半，但不改變力的方向；費2倍的距離3．滑輪組

拉力大小與重力大小的關系：

動滑輪和重物由幾段繩子承重，拉力就是總重的幾分之一。

拉力與重物移動距離的關系：

繩子自由端移動的距離是重物移動距離的n倍。

s=nh雙基回顧提示：一根繩各段所承受的力都相等解析：

n

應為整數n=4根據奇動偶定應用兩“動”兩“定”滑輪組，繩子固定端在定滑輪下最多能提起：1、一根繩子最多能承受300

N的拉力，要提起1

000

N的重物，應用什么樣的滑輪組？(動滑輪重力不計要求向下拉且滑輪個數最少)用這個滑輪組最多能提起多重的物體？考考你考考你2、根據要求完成滑輪組的繞法（1）F=1/3(G+G動)（2）F=1/5(G+G動)（3）S=3h雙基回顧三、斜面GFSh1、斜面是一種省力的機械（斜面高一定時，斜面越長越省力）2、若斜面是光滑的，沒有摩擦力，則：FGSh=F=GhS有摩擦力時：F>GhSABC練習：在上圖的斜面中，AB=4m,BC=3m，若斜面是光滑的，則將重為2000N的物體從斜面的底部勻速推到頂端所需的推力多大？斜面的應用：盤山路螺絲四、機械效率雙基回顧1、有用功：必須做的且對人們有用的功。2、額外功：為做有用功而多做出的一部分功。3、總功：有用功與額外功之和；W總=W有+W額4、機械效率：有用功跟總功的比值。5、機械效率計算公式：6、用滑輪組提升物體時，若不計繩重與摩擦：(η)GG雙基回顧7、用滑輪組拉動物體時：8、用滑輪組提升水中的物體時，不計摩擦和繩重：考考你練習1、用右圖所示的滑輪組將重為2000N的物體10s勻速提升了2m，加在繩子自由端的拉力為520N。不計摩擦和繩重。求：（1）滑輪組的機械效率（2）自由端拉力的功率（3）額外功（4）動滑輪的重力練習2．質量是6

kg的物體A放在水平桌面上，利用下圖裝置使物體以0.2

m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數為2

N，不計繩子的伸長和滑輪組內部的摩擦，則（g取10N/kg） （1）作用在繩端的拉力F為＿＿＿N

（2）水平桌面對物體A的摩擦力是＿＿＿N

（3）在10s內拉力作用點移動＿＿＿mAF264考考你你能行！1、在斜面上拉一個重4.5N的物體到高處，沿斜面向上的拉力為1.8N，斜面長1.2m、高0.3m。求：（1）斜面的機械效率（2）額外功（3）物體受到的摩擦力hs2.如圖所示，每個滑輪均重12

N，用滑輪組拉著重1

000

N的物體A沿水平方向以0.2m/s的速度勻速向左移動，拉力F的功率為32W。（不計繩重及機械內部摩擦）求：（1）拉力F的大??；（2）滑輪組的機械效率。

AF你能行解：F=P/v=32W/0.4m/s=80NF=(F摩+G動)/2F摩=2F-G動=160N-12N=148N=148N/160N=92.5%謝謝2．如圖所示的滑輪組將重G＝12N的物體勻速提升20cm。所用的拉力F＝5N，所做的有用功為

J，機械效率為

，當改為提升18N的重物時，該滑輪組的機械效率為

。（忽略繩重和滑輪與軸的摩擦）

2.480%85.7%FG考考你5．在圖23所示裝置中，甲物重G甲＝10N，乙物重G乙是動滑輪重G輪的8倍。物體乙跟地面的接觸面積為1.5×10－2m2。輕桿AB可以繞O點轉動，且OA∶OB＝2∶1。不計軸摩擦，裝置如圖所示處于平衡狀態時，乙對水平地面的壓強P＝2×103Pa。求：此時動滑輪對物體乙的拉力F拉；若在物體甲下面再加掛物體丙，恰使物體乙對地面的壓強為零。求：丙的物重G丙。圖23考考你6．小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖所示)，分別將同一物體勻速提高到相同高度，滑輪組的機械效率分別為η1、η2。下列關系正確的是(忽略繩重及摩擦)(

)

A．F1>F2，η1＝η2B．F1>F2，η1>η2C．F1<F2，η1＝η2D．F1<F2，η1>η2A考考你7．如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為(

)

A．20N

0.4m/sB．20N

0.1m/sC．5N

0.4m/sD．5N

0.1m/s

D考考你8．關于機械效率、功率，下列說法正確的是(

)A．機械效率大的機器功率大B．所做有用功越多，機械效率越高C．做功越快的機器機械效率高D．有用功永遠小于總功，所以機械效率一定小于1D考考你9．已知甲機器的機械效率是65%，乙機器的機械效率是80%，那么下列說法中正確的是(

)A．甲機器一定比乙機器省力B．甲機器一定比乙機器省距離C．甲機器做的有用功一定比乙機器多D．以上說法都不對D考考你例：判斷題①、杠桿是一根直的硬棒。()②、動滑輪和定滑輪都是變形的杠桿。

()③、動力臂與阻力臂之和等于桿長。

()④、力的作用線通過支點的力的力臂為零。()⑤、定滑輪的半徑越大越省力。()×√××√⑥、杠桿平衡時,杠桿必是水平的。

()⑦、滑輪組的省力情況是由承拉滑輪和貨物總重的繩子的股數決定的。()⑧、作用在杠桿上的動力與阻力的方向一定相反。()⑨、省力的杠桿必定費距離。()⑩、使用滑輪組可以省力,但不一定改變力的方向。()√√√××5、如圖，地面上一物體重100牛頓，當物體做勻速直線運動時，物體與地面的摩擦力是60牛頓，則拉力F=

牛頓。f=60Nf=60NF206、不計滑輪摩擦，當水平向右拉力F＝5N時，物體m恰能勻速向右運動，求：物體所受地面的摩擦力大小。mF＝5NF=5Nmf=______f=______f2.5Nf10N3、O為杠桿AC的支點，在B處掛一個球，AO＝OB＝CB，為使杠桿在水平位置平衡，畫出施加在杠桿上最小動力F1的力臂L1，并標出F1的方向。C

B

OAF1L15、如下圖，放在水平地面上的物體所受重力為G，系著它的一根豎直輕繩繞過光滑滑輪，它的另一端受的拉力為F，地面對物體的支持力為N，下面關于這三個力大小的關系正確的是（）A．F=G

;

B．G=N

;C．F+N=G

;D．

F=N.6、如圖所示，通過滑輪組用200N的拉力在20s內將重為480N的物體勻速提高2m，（不計繩重和摩擦），求：（1）動滑輪重；（2）繩自由端的移動速度為多大？（3）若重物再增加150N，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力至少多大？4、如圖13所示，物體A通