第十二章简单机械
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：
3．要点透析
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
（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·cm
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 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。
3．杠杆平衡条件表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即；公式表示为：，
即.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l1>l2F1F2省距离，费力镊子、钓鱼竿等等臂杠杆l1=l2F1=F2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
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）
种类图示表达式
定滑轮
F=G
F=f，f为物体A所受的摩擦力动滑轮
【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，实质是一个可以
连续转动的杠杆。（方向盘、水龙头等）
轮轴的公式：
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。
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
三、机械效率
（一）课前复习
1．功的两个要素：、。
2．功的计算公式：。
3．功的原理：使用机械时人们所做的功，都不用机械所做的功。（使用任何机械都不省功）其中不小于可以理解为等于或大于。
等于的条件：（理想情况）
大于的条件：（现实情况）
（二）有用功、额外功和总功
通过同学们对课本三种不同方法提升沙子所做的功进行分析，根据课本完成下列问题。
1．三种方法的最终目的是把提升到3楼。
2．提升到3楼，升高了 m。根据功的原理，把沙子提升到三楼必须做的功为 J。这些必须做的功叫。
