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第十二章 简单机械
一、杠杆
（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
（2）五要素──组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母F 1表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F 2表示。
说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L 1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L 2表示。 （3）画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。
⑴找支点O ；⑵画力的作用线（虚线）；
⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； ⑷标力臂（大括号）。
（4）研究杠杆的平衡条件：
杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F 1L 1=F 2L 2也可写成：F 1/F 2=L 2/L 1。
解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受
力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 【习题】1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是（ ）
A.弹簧测力计
B.杆秤
C. 台秤
D. 托盘天平
2.如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F 的变化情况是（ ）
A . 变小
B . 变大 C. 不变 D.无法确定 3.（1）人要顺时针翻转木箱，请画出用力最小时力臂的大小。
（2）如图人曲臂将重物端起, 前臂可以看作一个杠杆。在示意图上画出F 1和F 2的力臂。
4. 如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A 点分别作用的四个力中，最小的是（ ）
A ．F 1
B ．F 2
C ．F 3
D ．F 4
5. 如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg 。身
体可视为杠杆，O 点为支点．A 点为重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm ．（ g 10N/ kg ） (1) 该同学所受重力是多少？
(2) 在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L 1 （3）若0B=1.0m ，BC=0.4m ，求地面对双手支持力的大小． （4）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？
4．应用：
名称结构特征特点应用举例
省力杠杆（）力臂大于（）力臂
省力、
（）距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、
羊角锤、钢丝钳、手推车、
花枝剪刀
费力杠杆（）力臂小于（）力臂
费力、
（）距离
缝纫机踏板、起重臂、人的
前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
【习题】
1.在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有_______，属于等臂杠杆的有_______。
2. 请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。
3．如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1，第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F2向上撬。（木棒自重不计）
（1）在图中画出F1的力臂。
（2）若是石块压在木棒上的D点正好是AB的中点，你认为第_____种方法更省力一些，理由是__________________________________________________。
二、滑轮
1．定滑轮：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。
③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。
绳子自由端移动距离S F（或速度v F）=重物移动的距离S G（或速度v G）
【习题】1. 筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时，筷子属于（）A.费力杠杆，但省距离 B.省力杠杆，且省距离
C.省力杠杆，但费距离
D.等臂杠杆，即不省力也不费力
2. 如图，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，
则三个力大小关系（）
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.一样大
2．动滑轮：
①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂（）倍的（）力杠杆。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=
2
1
G只忽略轮轴间的摩
擦则，拉力F=
2
1
（G
物
+G
动
）绳子自由端移动距离S
F
（或v
F
）=（）倍的重物移动
的距离S
G
（或v
G
）
3．滑轮组
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
