物理 第 12講 簡(jiǎn)單機(jī)械 考點(diǎn)一： 杠桿 1 杠桿的五要素和平衡條件 【 特別提醒 】 畫力臂： (1)找支點(diǎn) O； (2)畫力的作用 線 (實(shí)線 )； (3)畫力臂 (虛 線 ， 過(guò) 支點(diǎn)且垂直力的作用 線 )； (4)標(biāo) 力臂。 2 杠桿的分類 【 特別提醒 】 省力杠桿必然 費(fèi) 距離 ， 省距離杠桿必然 費(fèi) 力 ， 既省力又省距離的杠 桿是不存在的 。 考點(diǎn)二： 滑輪 考點(diǎn)三： 斜面和輪軸 考點(diǎn)一 ) 杠桿 【 例 1】 (天津中考 )應(yīng)用杠桿的知識(shí)判斷圖中最適合剪斷鐵片的剪刀是 ( ) 【 點(diǎn)撥 】 適合剪鐵片的剪刀必須是省力最多的 ， 根據(jù)杠桿平衡條件 可知 ， 必須在使用這種剪刀時(shí)動(dòng)力臂比阻力臂更長(zhǎng)些。 【 答案 】 B 【 方法歸納 】 根據(jù)杠桿的平衡條件可以判定杠桿是否省力 ， 也可以 解釋日常生活有關(guān)現(xiàn)象。 考點(diǎn)二 ) 杠桿作圖 【 例 2】 (2016， 廣安 )如圖所示 ， 想要在 B點(diǎn)施加最小的動(dòng)力撬起鐵路 上報(bào)廢的道釘 ， 請(qǐng)畫出該最小動(dòng)力 F的示意圖 ， 并標(biāo)出動(dòng)力臂 l。 【 點(diǎn)撥 】 力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離 ， 即過(guò)支點(diǎn)向力的作用線所 作垂線段長(zhǎng) ， 根據(jù)杠桿的平衡條件： F1l1 F2l2可知 ， 要使動(dòng)力 F1最小 ， 動(dòng)力臂 l1必須最大 ， 而最大的力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn) B的距離 OB ， 故過(guò) B點(diǎn)作垂直于 OB斜向下用力為最小的力。 【 答案 】 圖略 【 方法歸納 】 杠桿力臂作圖 “ 四步法 ” 考點(diǎn)三 ) 滑輪 【 例 3】 已知物重 600 N， 繩子承受力為 250 N， 在圖中畫出能提起重物 的繩子繞法。 【點(diǎn)撥】 承擔(dān)物重的繩子段數(shù) n G F 600 N 250 N 2 .4 ， 故滑輪組應(yīng)由 3 段繩 子承擔(dān)物重 ， 應(yīng)先從動(dòng)滑輪掛鉤繞起。 【答案】 圖略 【方法歸納】 判斷承擔(dān)物重的繩子股數(shù)的方法：在動(dòng)滑輪和定滑輪間 畫一虛線 ， 與動(dòng)滑輪相連的繩子數(shù)即為承擔(dān)物重繩子的股數(shù)。 省力的 判斷方法：有幾段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪和物重 ， 提升物重所用拉力 F 1 n ( G 物 G 動(dòng) )( 不計(jì)繩重與摩擦 ) 。如圖所示 ， 提升重物時(shí) ， 繩自由端拉出距離與 重物移動(dòng)距離關(guān)系： s 5 h 。 【 易錯(cuò)易混 】 1 不會(huì)將實(shí)際生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械 (杠桿 )簡(jiǎn)化成示意圖 。 應(yīng)先找支點(diǎn) ， 再 找使其轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力 ， 阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力 。 注意阻力的方向：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng) 的方向 。 2 不會(huì)正確分析杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)中力或力臂的變化 (根據(jù)杠桿平衡條件分析 )。 3 誤認(rèn)為動(dòng)滑輪一定省一半的力 (只有沿豎直方向或水平方向時(shí)才省一 半的力 )。 4 不能靈活地分析滑輪組的省力情況 ， 可根據(jù)動(dòng)滑輪受力情況進(jìn)行受 力分析解答 。 【 例 4】 (2016， 遂寧 )如圖所示 ， 作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力 F ， 將杠桿緩慢地由位置 A拉至位置 B， 在這個(gè)過(guò)程中 ， 力 F的大小將 ( ) A 不變 B 變小 C 變大 D 先變大后變小 【 點(diǎn)撥 】 在杠桿緩慢由 A到 B的過(guò)程中 ， 動(dòng)力臂 OA的長(zhǎng)度沒有變化 ， 阻力 G的大小沒有變化 ， 而阻力臂 l卻逐漸增大；由杠桿的平衡條件 FOA Gl， 可知 F的大小將如何變化。 【 答案 】 C 【 圖片與命題 】 【 圖片與命題 】 實(shí)驗(yàn) 探究杠桿的平衡條件 命題點(diǎn) 1 讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的：減小杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響 。 2 杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高左調(diào) 、 右高右調(diào) 。 3 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止 ， 目的是 _。 4 本實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是 _。 5 用彈簧測(cè)力計(jì)代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼 ， 當(dāng)測(cè)力計(jì)由豎直方向拉變 成傾斜拉 ， 要使杠桿仍保持平衡 ， 測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變 _， 是因?yàn)槔?力的力臂變 _。 6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 。 7 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： _。 便于測(cè)量力臂 避免實(shí)驗(yàn)的偶然性 ， 得出普遍規(guī)律 大 小 動(dòng)力 動(dòng)力臂阻力 阻力臂 (F1l1 F2l2) 【 例 】 探究杠桿的平衡條件。 【 提出問題 】 如圖 1所示 ， 是一種常見的桿秤 ， 此時(shí)處于水平位置平衡 。 發(fā)現(xiàn)一：小明在左側(cè)掛鉤上增加物體 ， 可觀察到提紐左側(cè)下沉 ， 他認(rèn) 為改變杠桿的水平平衡可以通過(guò)改變作用在杠桿上的 _來(lái)實(shí)現(xiàn)； 發(fā)現(xiàn)二：接著小新移動(dòng)秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡 ， 說(shuō)明通過(guò)改變 _的長(zhǎng)短也可以改變杠桿的平衡。 那么 ， 杠桿在滿足什么條件時(shí)才平衡呢？ 力 力臂 【 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 】 實(shí)驗(yàn)前 ， 輕質(zhì)杠桿處于如圖 2所示的狀態(tài) ， 使用時(shí) ， 首先應(yīng)將杠桿的 平衡螺母向 _(填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )調(diào)節(jié) ， 使杠桿處于水平位置平衡 ， 這樣做的好處是 _。 【 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 】 如圖 3所示 ， 他們進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn) ， 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 ， 得出杠桿 的平衡條件是 _。 右 方便直接測(cè)量力臂 F1l1 F2l2 【 拓展設(shè)問 】 (1)下列事例與圖 3甲的平衡原理相同的是 ( ) A 自行車手閘 B鑷子 C托盤天平 D筷子 (2)在圖 3乙圖中 ， 若將杠桿兩端所掛鉤碼各都取下一個(gè)相同的鉤碼 ， 杠 桿 _(填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” )平衡 ， 若不能 ， 杠桿會(huì) _轉(zhuǎn)動(dòng)；若將 杠桿兩端所掛鉤碼都遠(yuǎn)離支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離 ， 杠桿會(huì) _轉(zhuǎn)動(dòng)。 ( 后兩空填 “ 順時(shí)針 ” 或 “ 逆時(shí)針 ” ) C 不能 逆時(shí)針 逆時(shí)針 (3)如圖 4所示 ， 是用手托起重物的示意圖 ， 圖中前臂可以看作是一個(gè) _(填 “ 省力 ”“ 費(fèi)力 ” 或 “ 等臂 ” )杠桿。假如托起 6 N的重物 ， 請(qǐng)你根據(jù)圖所示 ， 估算出手臂要用的動(dòng)力大約是 _N。 (4)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓支點(diǎn)在杠桿的中央是為了 _。 費(fèi)力 48 消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響