最新初中物理《简单机械和功一》

简单机械第一课时[设计意图]在新课学习中，部分学生对杠杆概念理解不透，尤其是力臂的概念认识不到位，从而造成作图困难和不会应用杠杆平衡条件等问题，故本节课的首要任务是帮助学生加强对杠杆概念的理解，引导学生从生活中的众多工具中认识到“能围绕某固定点转动”这一本质，进而加强对杠杆五要素的理解，着重强调对力臂的掌握。

在此基础上复习杠杆原理实验，通过系列问题情景的设计，帮助学生提高应用杠杆原理的能力。

滑轮的复习可着重强调对滑轮实质的认识，通过典型实例帮助学生对滑轮、滑轮组中受力问题的分析。

[复习目标]1．能从现实生活中感受杠杆，理解力臂，会画有关杠杆受力的力臂。

2．会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。

3．知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用，会组装滑轮组。

4．能联系实际体会简单机械在现实中的广泛运用。

[复习重点和难点]1．杠杆的概念，会画杠杆所受力的力臂。

2．杠杆的平衡条件及其在具体问题中的应用．3．动、定滑轮实质的理解，滑轮组的正确应用。

[教具和学具]几件生活用品（指甲钳、脚踏式垃圾桶等）滑轮、细线、支架等，有关PowerPoint课件。

[课前准备]1．自主复习杠杆的概念，会对常见生活用品中杠杆进行分类。

2．结合实例会画力臂。

3．知道杠杆平衡条件及研究方法。

4．两种滑轮的特点，滑轮组中省力情况的判断。

教学阶段与时间分配教师主导学生主体点评一、杠杆的五要素（12分钟）生活中杠杆应用的例子很多，请举几例。

问：这些例子中有何共同特点？教师强调支点后，复习动力、动力臂、阻力、阻力臂四个要素。

让学生画出羊角锤拔钉子时的杠杆示意图。

小结：先确定支点，画出两力，再从支点作力的作用线的垂线，符号标出力臂。

概括为“一点二线三垂直四标号”的步骤。

强调：①动力和阻力受力物体都是杠杆，画动力或阻力时应注意力的作用点和方向。

②力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。

学生举例答：在力的作用下可围绕固定点转动。

总复习（十二） 简单机械和功一.[基础知识]二. [学习指导]1.使用杠杆工作时,怎样才能做到最省力?由杠杆平衡条件: 2211L F L F ⨯=⨯,可变形为1221L L F F =,由此可看出:当作用在杠杆上的阻力F 2和阻力臂L 2一定时,动力臂L 1越长,使杠杆平衡所需动力就越小. 即动力臂越长越省力.为了使动力臂最长,施加的动力必须满足如下两个条件:（1）动力的作用点应在杠杆上距离支点最远处;（2）动力的方向应垂直于支点跟动力作用点的连线(该连线即最长的动力臂).例1.有一根曲臂杠杆如图15-1所示,O 是支点,B 点挂重物G .要使杠杆在如图位置平衡,请画出所用最小力的示意图.解: 根据最省力的条件: 动力F必须作用在离支点最远的A点,其方向应垂直于OA连线,图15-2即所示的F即为所求.例2.有一半径为R,重为G的圆桶,要使它缓慢滚上高为h的台阶,至少要施加多大的力?分析:圆桶在动力作用下滚上台阶的过程中相当于杠杆,其支点是台阶的边缘C点,桶的重力G充当阻力,“缓慢”可视为匀速转——平衡.根据最省力条件,动力应作用在过C点的桶直径的另一端点A,方向与直径AC垂直,即圆桶的切线方向如图15-3所示.解: 动力臂: L1=2R,根据勾股定理: 22222)(hRROBOCBCL--=-===)2(hRh-,施加最小动力: F=)2(212hRhRGGLL-=.2.一个杠杆平衡后,若将两个力的作用点在杠杆上移动相同的距离;或两个力的大小发生相同的变化,杠杆是否平衡,应如何分析?以上两种情况属于同一种类型的问题,以下,我们由其中一种情况进行分析,望同学们能举一反三.例3: 如图15-4,每个钩码质量相等,杠杆目前处于平衡状态,当把左右两端钩码悬挂的位置同时向支点O移近相同的距离L时,杠杆还平衡吗?方法一: 由原来杠杆平衡,2211LFLF=, 由图看出2121,LLFF>∴<.当两端钩码各向O点移近相同的距离L时,左边减小的力与力臂的乘积是F1L,右边减小的力与力臂的乘积是F2L,21FF<LFLF21<∴,显然: )()(2211LLFLLF->-,不满足杠杆平衡条件.至于杠杆向哪方倾斜,要看力与力臂乘积的大小,本题左端力与力的乘积大于图15-1图15-2右端的乘积,故杠杆的左端向下倾斜.方法二: “极端假设法.”设: 左右两端钩码位置同时向支点O 移近的距离L=L 2=OB ,使F 2的作用线 过支点,则F 2的力臂为零,F 1的力臂为L 1-L >0,即仍得不等式: F 1(L 1-L )>F 2(L-L 2),杠杆不能平衡,且左端下倾.3.放在水平地面上的圆木,若抬起它的一端用力为F 1,抬起另一端 F 2,那么为什么圆木的重: G=F 1+F 2?将上述物理情景画出简图,如图15-5所示,设圆木长为L ,当抬起右端时,圆木左端为支点;当抬起左端时,右端为支点,为此,前后两种情况中,动力臂均为圆木长L.由于重力作用点在圆木上的位置不变,则两次重力的力臂分别为L G ,L G ’,且L G ’=L-L G .由杠杆平衡条件: (1)图中F 1L=GL G ……①(2)图中F 2L=GL G ’=G (L-L G )……②解方程: ①+② (F 1+F 2)L=G (L G +L-L G )则G=F 1+F 2.4.如何根据需要,正确组装滑轮组?滑轮的个数,绳子的绕制不仅与用力的多少有关,还跟用力的方向有关.（1）常用滑轮组的装配规律: 设用力为F,承担的总重为G,承担总重的绳子段数为n.①要求改变力的方向.a.滑轮个数: 要达到G nF 1 ,共需要n 个滑轮,且1≥(定滑轮个数-动滑轮个数)≥0.说明: 若n 为偶数,定滑轮数=动滑轮数.若n 为奇数: 定滑轮数比动滑轮数多一个.b. 绳子起头的接法: 记为 “奇动偶定”.说明: 若n 为偶数,绳子起头接在定滑轮一方.若n 为奇数,绳子起头接在动滑轮一方.②只要求省力,不用改变力的方向.在上述方案中减少一个定滑轮.（2）规范地画出滑轮组的设计装配图.①按上述规律确定动,定滑轮的个数,分上下两组,由 “外大,里小”将滑轮画好.②画出滑轮框,钩必须画在框上,(不能画在轮上,否则滑轮无法转动工作).③根据 “奇动偶定”原则,确定绳子的起点位置.④绳子从接线的那个滑轮钩上开始,由里向外,一圈一圈画好.最后将悬挂定滑轮的支持物以及动滑轮负担的阻力(如重物G )分别画出.例4: 用一根只能承受最大拉力900N 的绳子提起2400N 的重物,若动滑轮重可不计,应选用什么样的滑轮组?解: 由G n F 1=,有9002400==F G n ,则有2<n<3,根据题意,n 选3为宜;又n 为奇数,故绳子起头应接在动滑轮一侧.<方案1>改变力的方向: 需要3个滑轮,两个定滑轮,一个动滑轮,将配效果如图15-6甲所示.<方案2>只省力, 可以不改变力的方向,共需要两个滑轮,一个定滑轮,一个动滑轮,装配效果如图15-6乙所示. 5.力在什么情况下不做功?计算力做功的大小要注意什么?功的两个必要因素: 一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离.二者缺一不可,且它们必须在同一条直线上,为此习题中常见的没有作功的情况有⎪⎩⎪⎨⎧⊥--=--=--S F F S 向垂直物体受力方向与运动方向上做匀速直线运动物体由于惯性在水平方物体保持静止00如起重机吊着重物静止在空中,或将重物沿水平方向匀速运动一段距离,重物受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用,而物体在上述运动过程中,沿竖直方向都没有通过距离所以拉力,重力都没有做功.又如: 冰块由于惯性在光滑水平冰面上匀速直线运动,虽然在水平方向上通过了距离,但却不受水平方向的作用力,为此也没有力对冰块做功.但在实际情况中,冰块滑动的速度会越来越慢,最终停下来,这表明冰块的运动状态发生了改变,一定受到摩擦阻力的作用,这时物体克服摩擦力做了功.计算功的大小要注意以下问题:（1）首先对物体进行受力分析和运动方向分析.（2）由功的定义,明确哪个力做功,在这个力的方向上移动多少距离.（3）一个力对物体做的功,与物体是否受其它的力以及物体的运动性质(匀速,加速,减速)无关.（4）在力学里规定,功等于力的大小跟物体在力的方向上通过距离的乘积,公式:W=FS 中,F 跟S 必须在同一条直线上,且始终同时存在.例5: 一个重200N 的物体与水平面间的滑动摩擦力为40N,当对物体施加60N 的水平拉力使其运动5m 后撤掉拉力,物体又继续运动了2.5m.那么在上述过程中哪些力做功,做了多少功?解: 受力分析如图15-7所示,重力跟支持力方向上物体没有移动距离.∴只有水平拉力跟滑动摩擦力对物体做功.水平拉力仅存在于物体移动S 1距离这段过程,5601⨯==∴FS W F =300(J )物体运动的全过程中,摩擦力始终存在,)5.25(40)(21+=+=∴S S f W f =300(J)答: 水平拉力对物体做了300J 的功,物体克服摩擦力做了300J 的功.可见,计算功的大小时切忌死套公式.算出四个功,或不加分析将W F 算成F(S 1+S 2).6.根据功的原理: 使用任何机械都不省功,可推出省力的机械费距离.那么当机械只受两个力做功时,它们移动的距离存在哪些规律?由功的原理: W 动=W 阻,只有两个力对机械做功时: 2211S F S F =,则1221S S F F =,即力跟它们移动的距离成反比.在我们学习过的机械中有杠杆和滑轮.杠杆: 匀速转动——平衡时,由杠杆原理: 1221l l F F =,由功的原理有:1221S S F F =,可知: 1212l l S S =,即两个力移动的距离跟它们各自的力臂成正比.也就是说若知道动力臂与阻力臂的大小,也就知道了动力与阻力通过距离的关系.以上结论也可用数学中相似形证明.滑轮: 由滑轮组的工作特点: 211F nF =,(n 为承担阻力的绳子段数,不是滑轮个数),由功的原理: 2211S F S F =,可得到: 21nS S =.定滑轮: 一段绳子承担阻力,n=1,21S S =∴,即定滑轮工作时既不省力,又不省距离.动滑轮: 两段绳子承担阻力,n=2,∴S 1=2S 2,即动滑轮工作时虽然省一半力,但却费一倍距离.例6:如图15-8装置中AB 两物体的重力: G A =4G B =3000N,若A 沿水平面移动时,要受到50N 的滑动摩擦力, 现要将物体B 匀速提升0.5m,若不计滑轮重及轮轴的摩擦,求外力对A 物体至少做多少功?解: 由图15-8所示, B 物体由三段绳子承担, n=3,则5.03⨯==B A nS S =1.5(m )由滑轮组工作特点: 绳子上的拉力)(25043000311N G n T B =⨯==. 对A 物体受力分析如图15-8,外力对物体A 做 “最少”的功,就要求F 跟拉力和摩擦力的合力平衡,)(4505.1)50250()(J S f T FS W A A F =+=+==∴8. 由功率的计算式tW P =,将W=FS 代入,可推导出: Fv t FS P ==. 那么当功率一定时,是否力F 与物体运动速度v 成反比?首先应明确: 使用P=Fv 这一导出式一般研究牵引力的功率才有实际意义,其次物体运动情况要受外力的合力制约,不只由牵引力的大小决定,所以说F 与v 成反比只在一定范围内成立.如一辆汽车发动机的额定功率是一定的,当汽车始终在额定功率下行驶,提速时,牵引力就要减小;但汽车行驶还受到阻力作用,既便是阻力大小恒定,汽车受到的合力=F 牵—F 阻也会随着速度的增大而越来越小,这样提速就会变慢.当牵引力随速度的提高而减小到与阻力大小相等时,汽车受到的合力为零,将处于平衡状态,此后,汽车将保持这个速度做匀速直线运动,速度不会再增大.因而不会象有些同学想象的那样,汽车牵引力非常小时,其速度可达到无穷大,实际生活中这种现象也是根本不存在的.由以上事例我们应明确这样一个道理,任何正确的结论都是建立在客观实际的基础上的,一旦理论与实际发生冲突,这表明我们的理论是片面的,还有其它重要因素被忽略了,或者说理论本身就存在着严重的缺陷,必须加以修正甚至推翻.希望注意对日常发生在身边的事物进行观察,积极主动地用学过的知识分析周围发生的物理现象,这样才能使我们的物理学习充满活力,思维品质迅速提高.9. 如何灵活求解机械效率的有关问题?例7. 用滑轮组匀速提升重300N 的物体,作用在绳子自由端的拉力为100N,拉 力的功率为250W,滑轮组的机械效率是60%,(不计摩擦和绳重).求(1) 重物上升的速度. (2) 当匀速提升重600N 的物体时滑轮组的机械效率是多少?分析: 由审题可知,本题有两个物理过程.第一过程是用滑轮组匀速提升重300N 的物体,滑轮组机械效率是60%;第二过程还是用这个滑轮组匀速提升重600N 的物体,在不考虑摩擦和绳重的情况下,用同一滑轮组把不同重物提升相同高度,所做的额外功是相同的(W 额= G 轮h),所以被提升的物体越重,机械效率越高.解这类综合问题,必须在熟悉各物理量的概念,公式的前提下,可以从已知量的表达式入手,也可从未知量的表达式入手,抓住两个物理过程中不变的物理量: W 额相同，承担重物的绳子段数n 相同,找出各量之间的关系.解法一: (1) s m v t P Gvt W W /5.0,=∴==总总有η , (2) N G hG Gh Gh W W 200,=∴+==轮轮总有η ,故%75','''''=+==ηηhG h G h G W W 轮总有. 解法二:由公式: ,5,=∴==n Fnh Gh W W 总有η (1) s m v tP Gvt W W /5.0,=∴==总总有η (2) 由滑轮特点: ,200),(1N G G G n F =+=轮轮 第二过程: ,160'),'(1'N F G G nF =+=轮 则nh F hG W W ''''='=总有η,%75'=η. 本题还有其他解法,希望同学们能从多角度,多方向寻求解答问题的思路,收到举一反三,以少胜多的良好效果.三.[巩固提高]1.填空.(1)一辆平板小推车陷入泥里,甲拉车把,乙拉车轮的上部边缘,若两个人用力大小相等,方向合理,则两人拉车实际效果好的是_______,这是因为_____.(2)如图15-9所示,粗细均匀的杠杆重为G ,且处于平衡状态,现去掉杠杆的41,并在左端挂一物体G 2,要使其在如图所示情况下平衡,物体重力G 2=_______.(3)如图所示，不计动滑轮重和磨擦，物重G =1000N ，人重N G 600=人，人拉绳使重物匀速上升，人对地面的压力是________。

简单机械和功江苏省无锡市蠡园中学九年级物理《简单机械和功》练习题人教新课标版第一部分：知识结构：杠杆的基本概念：。

杠杆的五要素：、、、、。

杠杆的作图杠杆概念：杠杆处于或的状态。

杠杆的平衡条件：。

省力杠杆：动力臂阻力臂杠杆的类型费力杠杆：动力臂阻力臂等臂杠杆：动力臂阻力臂特点：① F= ② S=定滑轮实质：简单特点：① F= (考虑滑轮重) ② S=机械滑轮动滑轮实质：定义：动滑轮和定滑轮组成的系统滑轮组说明：在考虑滑轮重时，力的大小F= ，绳移动的距离S与物体移动距离h关系是s= （绳子段数为n）定义：由具有共同转轴的轮和轴组成的装置轮轴实质：变形的省力杠杆斜面：斜面也是一种简单机械，利用它省但不省。

功的定义：。

1 ；功做功的两个必要条件：2 。

公式：公式变形①②单位：物理意义：表示物体做功的物理量功定义：。

功率公式：公式变形①②单位：基本概念：有用功、额外功和总功机械效率公式：η= 公式变形①②。

如何提高机械效率？当有用功一定时（如提升相同质量的物体到一定高度）尽量减少功。

当额外功一定时，尽量增加功（如同一滑轮组提升重物，尽量增加第二部分：基本习题（下面习题计算中均是g=10N/kg）一、选择题1、门的把手一般都安装在离门轴远的一端，其中的科学道理是 ( )A．根据杠杆的知识，推开门时比较省距离 B．根据杠杆的知识，推开门时比较省力C．根据功的知识，推开门时手对门做功较 D、根据功的知识，推开门时手对门做功较少2、图2所示的用具中，属于费力杠杆的是（）3、杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具。

小林同学用一杆秤称一实心球的质量，如图所示。

当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好压在4 kg的刻度线上。

根据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系，可以估测出秤砣的质量大约是（）A．10 g B．400 g C． 1000 g D．4000 g4、如图所示，杠杆可绕杠杆的中点O转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端施加一作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则（）A．F一定大于G B．F一定等于G图7F 2F 1F B AODCC ．F 一定小于GD ．F 可能小于G 5、日常生活中,我们经常需要搬运大小轻重不同的物件,如果用力的姿势不正确,就容易受伤.如图所示的四种搬运重箱子的姿势中,正确的是 ( )6、如右图所示，一根杠杆可绕O 点转动，B 处挂着一重物G ，如果在A 点施加一个如图所示的动力F 使杠杆在水平方向上平衡，则该杠杆为（ ） A ．费力杠杆 B ．省力杠杆C ．等臂杠杆D ．以上三种情况都有可能7、如图所示，为一可绕O 点转动的杠杆，在A 端通过绳作用一竖直向下的拉力F 使杠杆平衡，此时AB 部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕A 点从图所示的位置沿图中的虚线CD 转动，则 （ ）A 、逆时针转，F 先变小后变大B 、顺时针转，F 先变小后变大C 、顺时针转，F 先变大后变小D 、逆时针转，F 先变大后变小8、夹子是我们生活经常使用的物品，下右图给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况．下列说法中正确的是 ( )A ．当我们用手将其捏开时．它是省力的B ．当我们用其夹住物品时，它是省力的C ．无论用手将其捏开还是夹住物品时．它都是省力的D ．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力的 9、如图3所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点A ，已知AB>AC ，施加的力分别为F 1、F 2，拉力做的功为W 1、W 2，拉力做功的功率分别为P 1、P 2，则正确的是 （ ）A 、F 1<F 2 , W 1=W 2 , P 1<P 2B 、F 1>F 2 , W 1>W 2 , P 1>P 2C 、F 1<F 2 , W 1<W 2 , P 1<P 2D 、F 1<F 2 , W 1=W 2 , P 1>P 210、如图所示，船和人总重1500Ｎ，船上的人用力Ｆ＝30Ｎ的拉力拉绳，船作匀速直线运动，则船受到水的阻力为（ ）Ａ．30Ｎ Ｂ．60Ｎ Ｃ．90Ｎ Ｄ．500Ｎ11、在体能测试中，小明选择跳绳。

中考要求考试内容知识点分项细目考试目标了解理解简单机械杠杆1．杠杆√2．力臂的概念√3．杠杆平衡条件√4．运用杠杆平衡条件解决有关问题√知识框架知识点睛知识点1．杠杆的基本概念在日常生活中，我们经常会用到下面的工具，其实它们就是杠杆．1．定义：一根硬棒，在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆．说明：“硬棒”不一定是棒，在这里它泛指有一定长度的，在外力的作用下几乎不发生形变的一切物体．因此，实际杠杆的外形多种多样，可以是直的，可以是弯曲的，可以是方的，可以是圆的但不杠杆杠杆的基本概念杠杆平衡条件及应用杠杆杠杆平衡的实验管它的外形如何，作为杠杆时都具有共同的特点；①有一个固定点，在物体转动时，这点是静止不动的；②在力的作用下能绕固定点转动而几乎不发生形变；③受到动力和阻力作用．例如：剪刀、钳子、独轮车、铡刀以及滑轮等．2．杠杆的五要素：A ．支点：杠杆绕着转动的固定点（常用O 表示）B ．动力：使杠杆转动的力（常用1F 表示）C ．阻力：阻碍杠杆转动的力（常用2F 表示）D ．动力臂：从支点到动力作用线的距离（常用1L 表示）E ．阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（常用2L 表示）动力和阻力是从使杠杆转动和阻碍杠杆转动来定义的，具有相对性．如果两个力分别由人和物体施加的，我们通常选择人施加的力为动力，物体施加的力为阻力；如果二个力都由人（或物体）施加的，我们可以任意选择其中的一个力作为动力，则使杠杆旋转方向相反的另一个力就是阻力．注意：（1）动力和阻力都是指杠杆受到的力，而不是杠杆对其他物体施加的力；（2）力使杠杆转动的方向与力的方向和支点的位置都有关．3．力臂图的画法：A ．明确支点，用O 表示B ．通过力的作用点沿力的方向画一条直线（虚线）C ．过支点O 作该力的作用线的垂线D ．用两头带着箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母1L （或2L ）4．杠杆的分类A ．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力．特点是省力费距离．（铡刀）B ．费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力．特点是省距离费力．（缝纫机踏脚板）C ．等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力大于阻力．特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离．（托盘天平）例题精讲【例1】如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（）【例2】图中属费力杠杆的是（）【例3】如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看作一个杠杆，这是一个________（填“省力”或“费力”）杠杆，该杠杆的支点是________（填图中字母）．【例4】如图所示，赛艇的桨可看成一个杠杆．则赛艇的桨属于杠杆．（选填“省力”或“费力”）【例5】如图是指甲刀的结构图，关于指甲甲刀下面说法正确的是（）A．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和一个费力杠杆组成B．指甲刀可以看成是一个省力杠杆和两个费力杠杆组成C．指甲刀使用的越久，用它剪指甲就越省力D．用指甲刀剪指甲时，大段地往下剪比小段地往下剪省力【例6】在图所示中，画出图中力F的力臂并用字母L表示．课堂检测【课1】如图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（）【课2】如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）【课3】（多选）奥运会皮划艇静水比赛比赛的过程中，当运动员用船浆向后划水，艇就向前运动．下列表述正确的是（）A ．运动员使用的船浆属于费力杠杆B ．运动员使用这种船浆的好处是省力C ．用船浆向后划水，艇就向前运动，说明物体间力的作用是相互的D ．用船浆向后划水，艇就向前运动，说明力可以改变物体的运动状态【课4】（多选）自行车是人们常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识．下列说法中正确的是（）A ．车把相当于费力杠杆B ．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识C ．链条与其连接的两个齿轮组成了一个滑轮组D ．轮胎制成花纹是为了增大摩擦【课5】如图所示，画出图中动力1F 的力臂，并用字母1L 表示．知识点睛知识点2．杠杆的平衡条件1．杆处于静止或匀速转动状态为杠杆平衡．2．为什么实验前要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；实验时在杠杆两端的不同位置分别挂上个数不等的钩码位置，也要使杠杆在水平位置重新平衡？目的；①消除杠杆自重的影响，由于实际杠杆的支点不可能精确处在其重心位置，因而杠杆本身的重力会对其平衡产生影响；②使力臂和杠杆重合，直接从杠杆尺上读出力臂的长度、所以，我们要求杠杆处于水平位置平衡．3．平衡条件（即实验结论）：1122F L F L =或2112F L F L =例题精讲【例1】如图所示，O 为杠杆的支点，第一次杠杆在重物G和力F 1的作用下处于水平位置平衡．如果第二次杠杆在重物G 和力F 2的作用下仍在图中位置保持平衡，下面关系中正确的是（）A ．F 1＞F 2B ．F 1=F 2C ．F 1＜F 2D ．F 2＞F 1＞G【例2】如图所示，O 为杠杆的支点，在杠杆的右端B 点挂一重物．MN 是以A 为圆心的弧形导轨，绳的一端系在杠杆的A 点，另一端E 可以在弧形导轨上自由滑动．当绳的E 端从导轨的一端N 点向另一端M 点滑动的过程中，杠杆始终水平，绳AE 对杠杆拉力的变化情况（）A ．先变小，后变大B ．先变大，后变小C ．一直变小D ．一直变大【例3】如图所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m，中央支于支架O上，A．B端分别用细绳AD．BC系于天花板上，木板AB水平时，绳AD．BC刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与板AB成30°角，已知细绳承受的最大拉力均为240N．现有重为300N的小孩，从O点出发，沿OB方向向B端缓慢行走，那么绳将被拉紧；在保证细绳不被拉断的情况下，小孩向右行走的最大距离是m；若从O向A端行走，则行走的最大距离是m．【例4】一根轻质杠杆OB，一端固定在O点，可以在竖直面内转动，装置如图所示．已知OA：OB=1：2，G=19.6N，当弹簧秤的读数为4.9N时，轻质杠杆刚好水平平衡，则A点所挂重物受的浮力为（）A．14.7N B．9.8N C．4.9N D．2.45N【例5】如图是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图．杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC：OD=1：2，物体A为配重，其质量为200g．烧杯的底面积为75cm3，物体B的质量为320g，它的体积为40cm3．当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为P1．当用力拉物体A，将物体B 提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉物体A的力为F，水对杯底的压强为P2．若p1与p2之差为40Pa，求拉力F的大小．（g取10N/kg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）课堂检测【课1】如图所示，一根铁棒在水平拉力F 的作用下，以O 点为转轴，由竖直逆时针匀速转向水平位置的过程中，动力F 与动力臂L 的大小变化（）A ．F 增大，L 增大B ．F 减小，L 减小C ．F 增大，L 减小D ．F 减小，L 增大【课2】小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤（自重不计），其照片如图所示．秤砣的质量m 0为1kg ，根据照片估算此杆秤最大测量值为kg ；若要增大该杆秤的测量范围，可采用的方法（写一种方法）；已知秤杆上0.5kg 和2.5kg 的两根刻度线相距10cm ，则秤钩连接点A 与提钮O 点的距离是cm．【课3】（多选）如图所示的杠杆平衡，把A 端所挂重物浸没在水中，杠杆失去平衡，为使杠杆重物的平衡，应当（）A ．将支点向A 端移动B ．将支点向B 端移动C ．支点不动，在B 端再加挂钩码D ．支点不动，将B 端重物向支点移动【课4】如图所示，杠杆AB 的A 点挂边长为2dm 、密度为ρ1=2kg/dm 3的正方体C ，B 点挂边长为1dm 正方体D ，AO:OB=2:5，杠杆在水平位置平衡时，D 静止在空中，C 对水平地面的压强为p 1=1000Pa ；若将正方体D 浸没在某种液体中（未接触到容器底），杠杆在水平位置平衡时，C 对水平地面的压强增大了1250Pa ，取g=10N/kg ，可求得（）A ．物块D 的密度为5kg/dm 3B ．液体的密度为2kg/dm 3O B A CDD ．若物体D 不浸入液体，要使物体C 对地面的压强为零，则应对物体D 施加竖直向下的64N 的力知识点睛知识点3．杠杆平衡条件的实验关于杠杆衡条件的实验，是近年各地中考的热点，解决这类问题的一般步骤是：1．通览一下题干，明确所求2．明确杠杆支点的位置；3．分析杠杆受到的各个力分清动力和阻力，明确其大小和方向，确定每个力的力臂；据杠杆的平衡条件1122F L F L 列出关系式，求解即可．例题精讲【例1】在探究杠杆平衡条件的实验时，实验前发现杠杆左端低，右端高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节；实验时，在A 点悬挂两个总重为1N 的钩码，在B 点用弹簧测力计竖直向下拉（如图所示），使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力应为N ，此时杠杆属于杠杆．【例2】在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向调节，使其在水平位置平衡．如图所示，在支点左侧20cm 刻度处挂3个重均为0.5N 的钩码，在支点右侧15cm 刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡．要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿方向，此时读数为N ．【例3】在探究杠杆平衡条件的实验中，先把杠杆架在支架上，通过调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．当左侧钩码处于如图所示的A 位置时，应将右侧的钩码向__________移动（选填“左”或“右”）________格（每格长度相同），可使杠杆在水平位置平衡．【例4】同学们在实验室进行“探究杠杆的平衡条件”的实验．所用杠杆上相邻刻线间距均为5cm ，实验中使用的钩码每个重0.5N ．（1）实验前，小宏发现杠杆如图甲所示，左端偏高，右端偏低．他应将平衡螺母向调节，使杠杆水平平衡后再进行实验．实验序号动力1/N F 动力臂1/cm L 阻力2/N F 阻力臂2/cmL M 20 1.510（2）图乙是小宏某次实验的情景，请你把弹簧测力计的示数填入上表中．（3）本次实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是．【例5】如图，长3.0m 、重10N 且密度不均匀的金属杆，可绕O 点在竖直平面内自由转动．现用竖直向上的拉力F 使金属杆保持水平，测出O 点到拉力F 的距离及F 的大小，再改变拉力F 作用点的位置，测出相应的F 与x 的大小，所得实验数据如表．（1）由表中数据可得F 与x 之间的关系是：．（2）O 点到金属杆重心的距离为m ．（3）若测力计量程为25N ，则应控制在范围．课堂检测【课1】下图是探究杠杆平衡条件的实验装置．（1）实验前，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向______________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在_____________位置平衡，这样做的目的是为了方便读出力臂．（2）下表是某实验小组测得的两组数据，请你帮他们补充完整（3）分析上表，可得杠杆的平衡条件为：____________________________．【课2】在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______调节．小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_________________________________、____________________________________．（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码______个．（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是__________________________．【课3】在研究杠杆平衡条件的实验中：（1）实验前，发现杠杆处于如图所示的状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____（选填“右”或“左”）移动．（2）上面操作使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______________（3）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为15NF=，120cmL=，24NF=和230cmL=．该实验小组是否根据这组数据就能得出探究结论？___________；理由是__________________．【课4】在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：（1）实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向旋一些（选填“左”，“右”），使杠杆在位置平衡．（2）试验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式是不妥当的．这主要是因为（）A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多（3）在图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍然可以平衡．总结复习知识点1．杠杆的基本概念知识点2．杠杆的平衡条件知识点3．杠杆平衡条件的实验课后作业【作业1】根据具体工作需要能选择合适的工具是劳动者的基本技能，要剪开较硬的物体，下图中的四种剪刀，应选择（）【作业2】如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）【作业3】在建筑工地上，王师傅想用撬棒将一块大石头挪开．其实撬棒就是一个杠杆，其支点（O ）和受力情况如图所示，请你在图中画出动力1F 的力臂1L ．根据王师傅使用撬棒的情况，可知此时撬棒是一个杠杆．（选填“省力”、“费力”、“等臂”）【作业4】如图所示，杠杆AB 可绕O 转动，绳AD 连在以A 为圆心的弧形导轨MN 上，D 可在MN 上自由滑动，当绳的D 端从N 向M 滑动过程中，杠杆仍保持平衡，则AD 对杠杆的拉力变化情况是．【作业5】学习了杠杆原理后，小华和小明同学尝试利用杠杆原理测量出一把直尺的质量．请你也参与到他们的活动中吧．（1）写出杠杆平衡原理的表达式．（2）实验步骤：①找出直尺的重心．如图所示，他们将刀口仰放在桌面上，再把直尺平放在刀口（支点）上，左右移动直尺，使直尺在位置保持静止，此时的位置就是直尺的重心．他们在重心处做好记号．②将质量是m 千克的钩码挂在刀口左端的直尺上任一位置，在刀口上向右移动直尺，使其重新在位置平衡，读出此时钩码到刀口的距离，此距离就是动力臂L 1，则到刀口的距离就视为阻力臂L 2．③利用上述已知的和测量的量可写出计算直尺质量的表达式为．【作业6】如图所示，杠杆AB 可绕O 点在竖直面内转动，:2:5AO OB =．杠杆左端悬挂金属块A ，右端悬挂质量为2kg 的金属块B ．金属块的密度5×103kg/m 3．当金属块B 没入水中时，杠杆恰在水平位置上平衡；当金属块B 没入酒精中时，需在金属块A 的下面施加竖直向下的N 的拉力，杠杆恰在水平位置上平衡．（330.810kg/m ρ=⨯酒精，g 取10N/kg ，不计杠杆重、绳重和摩擦．）中考演兵【演兵1】图4所示的用具中，属于省力杠杆的是【演兵2】如图4所示的四种用具中，属于费力杠杆的是【演兵3】图2所示的各种用具中，属于费力杠杆的是【演兵4】如图1所示，是生产或生活中经常使用的工具，属于费力杠杆的是图4ABCD筷子钳子天平钓鱼竿A 托盘天平B 镊子C 钢丝钳D 修剪树枝的剪刀图4天平钢丝钳钢丝钳羊角锤CB筷子AD图2瓶盖起子钳子镊子推独轮车ABCD图1瓶盖起子A镊子D钳子C核桃夹子B【演兵5】图4所示的用具中，属于省力杠杆的是【演兵6】图5所示的工具中，正常使用时属于费力杠杆的是【演兵7】图4所示的简单机械中，属于费力杠杆的是【演兵8】如图15所示，O 点为杠杆的支点，请画出力F 的力臂，并用字母L 表示。

简单机械和功知识点归纳第一部分、杠杆和滑轮一、杠杆1、杠杆的定义：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如压井的把儿。

2、杠杆的五要素：支点O:杠杆绕着转动的点。

动力F1: 使杠杆转动的力。

阻力F2:阻碍杠杆转动的力。

动力臂L1:从支点到动力作用线的距离。

阻力臂L2:从支点到阻力作用线的距离。

3、杠杆平衡:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。

杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂: F1L1= F2L2注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。

能用杠杆的平衡条件解释、设计、解决有关问题，能进行简单计算。

4、杠杆分类：（1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2。

其动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。

但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。

如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。

（2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2。

这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。

使工作方便，也就是省了距离。

如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。

（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。

这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。

列表如下：杠杆种类构造特点应用举例优点缺点省力杠杆L1＞L2 省力费距离钳子、起子费力杠杆L1＜L2 省距离费力钓鱼杆、理发剪刀等臂杠杆L1=L2 改变力的方向天平、翘翘板注意：没有既省力、又省距离的杠杆。

二、定滑轮、动滑轮、滑轮组5、定滑轮定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。

简单机械和功一、回顾与整理1、杠杆的五要素2、杠杆平衡条件：动力X动力臂邛且力X阻力臂，即F1X1I=F2X123、定滑轮既不省力也不费距离，但是可以改变力的方向4、动滑轮可以省力但费距离，不可以改变力的方向5、对滑轮组来说，理想状态下F=G/n,明确说到要求机械效率的时候F=(G+Go) /n,同时对滑轮组来说，有S=nh6、功是力对距离的累积，所以有：功二力X距离，即W=Fs7、功的单位是焦耳J, 1J差不多是成年人从地上捡起一个鸡蛋举到头顶所做的功8、做功的必要条件：力和力的方向移动的距离9、功率是单位时间内所做的功，他表示的事物体做功快慢的物理量W Fs10、功率P= T =— =FV,功率的单位是瓦W,千瓦1KW=1000W,兆瓦lmW=1000kW11、机械效率是有用功和总功的比值，用符号n表示，所以公式有x wo%,其中总功等于有用功加额外功即：w总有+w额外_ "十5小小+、比W有Gh Gh G 〜W有W有12、对于滑轮组来说n =— =— =—二广，或n — = n二史厂叫一..〃=W总Fs Fnh Fn ■总W有+ W额外Gh GGh+Goh G+Go13、对斜面来说，机械效率主要和斜面倾斜度，斜面粗糙程度有关用加物 用枷石头 BC第4题图5.如图所示，甲乙两物体做功和所需时间关系图象, 由图可知 A. P 甲〉P 乙 C. P P 用力^冰桶沿水平方向阁］DB. P 甲〈P 乙 D. 500 J ;两二、练习与应用1.如图扁示的工具中，使用时属于费力杠杆的是2. 为纪念英国工程师，发明家瓦特对蒸汽机改良的突出贡献，将瓦特作为单位的物理量是A.功B.功率C.焦耳D.瓦特3. “跳远”是一项常见的体育运动。

跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了A.增大了跳远运动员的惯性B.减小了跳远运动员的惯性C.增大了跳远运动员的动能D.减小了跳远运动员的动能4. 如图所示的情景中，所述的力对物体有做功的是第5题图6. 教学大楼每层楼高为3 m,小明提着一重为50N 的箱子，沿楼梯从一楼登上 三楼，再沿三楼水平走廊走了 4 ni 进入教室，则小明从-•楼到教室过程中对 箱子做的功为A. 0 J B . 300 J C . 450 J7. 优秀运动员短时间内的功率可达IKw,它的物理意义是台机器的功率之比为5： 1,则完成同样的功所需的时间之比是8. 一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示.若司机用750N 的拉力在5s 内将车水平拉动Im,那么司机所做的功是 J,司机做功的功率是第1题图WW 若杠铃科 A第8题图第10题图11.画出动力F1和阻力F2的刀宵9. 为迎接2008年北京奥运会，我国体育健儿在紧张地备战。