浙教版初中科学九上《简单机械》

（3）画杠杆的力臂时需要注意的事项①力臂是支点到力的作用线的距离,是支点到力的作用线的垂线段的长度,不能把力的作用点到支点的距离作为力臂,不要出现如图所示的错误。
②如图所示，当表示力的线段比较短时,过支点无法直接作出垂线段,可将力的作用线延长,然后过支点作延长线的垂线段，即为力臂。注意延长部分要用虚线表示,相当于数学作图中的辅助线。
（2）滑轮的分类：使用滑轮时，根据滑轮中轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮（如图乙）和动滑轮（如图丙）两类。定滑轮的轴固定不变，动滑轮的轴随钩码一起移动。
2.教材第93页活动（下）：探究滑轮的特点
探究定滑轮的特点
探究动滑轮的特点
实验器材
弹簧测力计、钩码（多个）、滑轮、铁架台、细绳
实验步骤
①如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重力G1 。②如图乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计勾速（使钩码处于平衡状态，便于读弹簧测力计示数）向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数 ，并与钩码的重力相比较。改变拉力的方向，如图丙所示，观察弹簧测力计的读数是否发生变化
典例3 在做探究杠杆平衡条件的实验时，所用到的实验器材有：杠杆、铁架台和若干个完全相同的钩码。
（1） 在图甲中，要使杠杆水平平衡，应将右边的平衡螺母适当往____（选填“左”或“右”）调，而杠杆上标有刻度，目的在于方便测量______。
右
力臂
[解析] 实验前，杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点的左侧，故应使重心向右移动，因此应将杠杆的平衡螺母适当往右调，直到杠杆在水平位置平衡。
2.杠杆的五个要素
五要素
物理含义及表示
图示
支点
杠杆绕着转动的点,用“ ”表示
动力
使杠杆转动的力,用“ ”表示
阻力

因额此外,功起占重总机功斜的的机3面械/4效倍的率 机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，
改进结构，使其合理、轻巧
改额变外斜 功面占的总倾功斜斜的程3面/4度倍，越重复光步骤滑2. 、坡度越小，机械效率越高。
做功越多的机械，机械效率越高
如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
探究 斜面的机械效率
滑轮组：50%～70%
因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。
如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
2.怎样才能提高机械的效率？ 改进结构，使其合理、轻巧
2.机械效率: 若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么？额外功又是什么？
=3600 N×4 m=14400 J=1. 分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h； 探究 斜面的机械效率 对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。 有没有机械效率为100%的机械？为什么？
探究 斜面的机械效3率.斜面的机械效率跟坡度和光滑程度有关
1.有用功、额外功、总功 如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
测量小木块的重量，记录数据；
=14400 J+9600 J=2.
=14400 J+9600 J=2. 想一想：你会采用哪种方法？ 有没有机械效率为100%的机械？为什么？
1.关于机械效率，以下说法正确的是（ A、D ） A.机械效率总小于1 B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高 C.做功越多的机械，机械效率越高 D.省力越多的机械，机械效率越高

个
方
L3
向
更
省 力
F3
F1 F2
杠杆省力不但与动力臂的长短有关，而且与阻力 臂的长短有关。
观察下图中所示的杠杆，比较它们的动力臂 l1、阻力臂l2、动力F1、阻力F2 的大小，你 能得出什么结论？
L1 O L2
F
F2
1 L1 = L2
L2F1
L1 O
F2 L1 ＜ L2
F
L1 1 L2
O
F2
L1 ＜ L2
假设一： F1 / F2 = L1 / L2 假设二： F1 ·L1 = F2 ·L2 假设三： F1 + L1 = F2 + L2 假设四： F1 – L1 = F2 – L2
3 设计实验： （1）我们取杠杆的哪一种平衡状态？ 保持静止
（2）用什么作动力和阻力？ 如何测动力臂和阻力臂？
如图所示，用 一根带有刻度 的均质木尺作 为杠杆，用钩 码的拉力来代 替人的作用力， 进行实验研究。
= 500 牛 答：钉子对铁锤的阻力500 牛。 手握处离支点近些
还是远些更省力?
一位质量为50千克的同学在做俯 卧撑时，他所受的重力可视为集 中在A 点，如图所示。请计算地 面对双手的支持力至少多大？
解：F1 = F2l2/l1 = 490牛×1米/1.7米 = 288牛 答：略。
五、杠杆平衡的条件： 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
L1
O L2
F1 F2
F1
L2
L1 O
F2
请你找出下列杠杆的动力臂、阻力臂
F1
L1 F2 L2O
L1 L2 O
四、画杠杆示意图
（1）先画出杠杆，用线条表示，形状跟实物相同。

动力F为阻力G的1/2倍
F＝
1 G
F
2
.O
l1
l2
G
1：实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。
2：在上述情况下，动力是阻力的1/2
即 F＝12 G
3：拉力的方向与重物的移动方向相同。
结论：使用动滑轮可以＿省＿力＿，但不能改变施 力的＿方＿向＿。移动距离呢？
动滑轮特点：
A：省一半力：F1=2F2 B：不能使作用力的方向改变 C：费距离（自由端是重物
距离的2倍）
一、定滑轮：转轴固定不动的滑轮。 1、特点：不能省力，但可改变了力的方向。 2、实质：等臂杠杆。
二、动滑轮：转动轴 与重物一起移动的滑轮。 1、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。 2、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。
思考题：
1：使用定滑轮的好处是＿改＿变＿用＿力＿的＿方＿向＿。
使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一 C：费距离（自由端是重物
结论：使用定滑轮不省＿＿＿＿，但可以改变施力的＿＿＿。 1:定滑轮实际上就是等臂杠杆。 若滑轮重2牛，则此时拉力F为____牛。 B、可以使作用力的方向改变
三、滑轮组 由一个定滑轮和一个动滑轮组成。
F F＝ 1 G
2
G n=2
F
F＝
1 2
G
n=2 G
F＝
1 3
G
F
n=3
G
实验结果： 拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力
就是物重和动滑轮的几分之一即
F＝
1 n
G
思考题：在左图所示的滑轮组中，
分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为5

A．仍然平衡
B．向左端倾斜
) A．把弹簧测力计向左移动一个小格 5．(4分)如图所示，为使杠杆平衡，可在A端加不同方向的力 C．向右端倾斜 D．无法判断 1．(4分)人体内也存在着杠杆，如图所示，当人踮足时，足可以视为杠杆，此杠杆的支点是( ) 1．(4分)人体内也存在着杠杆，如图所示，当人踮足时，足可以视为杠杆，此杠杆的支点是( ) 6．(4分)如图所示的杠杆处于平衡状态，如果弹簧测力计的示数变为原来的1/2，那么要使杠杆仍然保持平衡状态，可以采取的措施是(
4．杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 。
知识点1 杠杆
1．(4分)人体内也存在着杠杆，如图所示，当人踮足时，足可以
视为杠杆，此杠杆的支点是( C )
A．A点
B．B点
C．O点
D．脚尖
2．(4分)下列图示中，所画F1的力臂正确的是( D )
3．(9分)2008年5月12日，四川汶川发生8.0级地震。地震发生后， 救援队员利用各种器材展开抢险救灾。 (2)使用手撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图乙所 示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，则撬棒的支 点是__A__点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，则 撬棒的支点是__C__点。
11．如图甲所示的钢丝钳，其中A为剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴，乙图为单侧钳柄及相连部分示意图，请在乙图中画出剪
或“等于”)GB。 钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。
一、填空题(4分＋8分＝12分) 6．(4分)如图所示的杠杆处于平衡状态，如果弹簧测力计的示数变为原来的1/2，那么要使杠杆仍然保持平衡状态，可以采取的措施是(
)
第八题图
第九题图
二、作图题(10分＋8分＝18分) 10．如图所示是渔民在小河捕鱼的一种方式，请画出此渔民拉渔 网的杠杆示意图，画出支点、动力及动力臂、阻力及阻力臂。 图略

L1>L2
力的比较 平衡时F1<F2
费力 L1<L2 平衡时F1>F2 杠杆
等臂 杠杆
L1=L2
平衡时F1=F2
特点
用小的力产 生了大的力 费了力但省
距离 不省力也不
费力
应用 范例 撬棍
铡刀、 吊车臂 天平、 定滑轮
特别提示：（1）既省力又省距离的杠杆是没有的（2） 不同杠杆有不同的作用，杠杆的选择应根据实际需要决定。
强调: ①力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画 的一条直线。 ② 距离：点到直线的垂线段的长度。
杠杆
动 力 动 力 的 作 用 线
支点
阻 力 的 作 用 o阻线力臂
动力臂
阻 力
杠杆“五要素”
杠杆
画力臂的方法：
1.先确定杠杆的支点Ｏ和画动力、阻力的方向。 2．过力的作用点沿力的方向画出力的作用线 注意： 画的时候要用虚线将力的作用线延长。） ３．用实线或虚线作从支点Ｏ向力的作用线引垂线，画 出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。
答:杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到钩码的距离就是力臂，此时杠杆如果不水平，则支点到钩码的距离就不是力 臂。
动力（F1） ：使杠杆转动的力。
出力臂。
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。
4．最后用大括号勾出力臂，并在旁边写上字母L1或L２。
O 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。
A O 动力×动力臂＝阻力×阻力臂
B ①力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画
的一条直线。
BA
在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？
课堂小结
３．用实线或虚线作从支点Ｏ向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。

动力臂 l1/m 0.1 0.1 0.15 0.2 0.05 0.1
阻力臂 l2/m
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
F1 l1 F2 l2
三、生活中的杠杆：
F1
o l2
l1 F2
请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力 臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时， 是省力了？还是费力了呢？
2、省力杠杆：（l1>l2） 特点：省力但费距离 这些工具在使用时，有什么共同特点？ （3）若在C处挂6 N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该 ，此时弹簧测力计的示数 为。 动 力：使杠杆转动的力F1。 （2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。 问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ C．沿F3方向的力最小 F1l1=F2l2 （） 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。 阻 力：阻碍杠杆转动的力F2。 （4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。 A．沿F1方向的力最小 3、阻力：阻碍杠杆转动的力（F2） 动 力：使杠杆转动的力F1。 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 （3）若在C处挂6 N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该 ，此时弹簧测力计的示数 为。
物理实验室中，我们使用的天平就是等[练一练]
1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是 （）
A．启瓶器 B．切纸铡刀 C．食品夹 D．羊角锤
2．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用 力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正
确的是（ B ）
A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小 O C．沿F3方向的力最小 L3 D．三个力的大小相等

例题
（2）物体完全浸入水中，求此时拉力F '
2F '
F1' F' = G物 - F浮 = 90N
F浮
G动 F1'
2F' = G动 + F1'
= 20N + 90N
G物
∴F' = 55N
假设物体上升高度为2m，拉力所上升的高度为4m
注意：③物体上升的高度与拉力上升的高度，之间的关系并不会发生改变
滑轮组：动滑轮与定滑轮的组合
向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。若不计摩擦、滑 轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。
F1=F1 '
l2 l1
F
O
F1
O为支点
G
F1'l1=Fl2 l1=l2=R F1=G=F1' ∴F=G
用如图所示的简单机械移动物体A，当沿不同的方向分别利用F1、F2、F3的力， 以不同速度匀速拉动物体A时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是
G动 h
F=
hF = 4h
求F，hF
F=
hF = 3S
F=
3F
G人 + G篮
匀速上升 篮重100N，人重500N 轻质滑轮，求F
人、篮子、动滑轮整体分析
确定绳子的股数 ≤2n+1 （n指动滑轮的个数）
股数为奇数，绳子从动滑轮出发 股数为偶数，绳子从定滑轮出发
绳子互不交叉，一个滑轮最多经绳子绕过一次，两股绳子
滑轮 周边有槽，能够绕轴转动的小轮 定滑轮 使用滑轮时，轴的位置是固定不动的
F
F1
F=G F1=F \F1=G
F1