第十二章 复习 简单机械

L1>L2，F1<F2，省力费距离。 L1<L2，F1>F2，费力省距离。 知识结构 一、简单机械 杠杆 定义： 平衡状态： 平衡条件： 分类 费力杠杆： 省力杠杆： 等臂杠杆： 滑轮 定滑轮 特点： 实质： 滑轮组 动滑轮 组成： 说明： 轮轴： 斜面： 能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 静止或匀速转动 F1·L1=F2·L2 L1>L2，F1<F2，省力费距离。 L1<L2，F1>F2，费力省距离。 L1=L2，F1=F2.不省力不省距离 不省力，但可改变动力方向 等臂杠杆 省一半力，但不可改变动力方向 动力臂等于阻力臂的二倍的杠杆 由动滑轮和定滑轮组成 即可以省力，又可以改变方向 F=G/n，S=nh F1·R=F2·r 实质上是一种连续转动的省力杠杆， 实质上是一种省力机械， F·L=G·h

二、机械效率 1、有用功和总功 利用机械做功时，对人们有用的功，叫有用功（W有）。 对人们没有用但又不得不做的功叫额外功（W额）。 2、机械效率 （1）有用功和总功的比值叫机械效率，用η表示。 （2）公式：机械效率=有用功/总功     即：η= W有/ W总    W总=Fs （F为施加的外力，s为在力的方向上移动的距离）   W有用=Gh（机械沿竖直方向上提升重物。G为重物重，h为重物上升的高度。）  任何实际机械的机械效率η‹1  且η是一个没有单位的量。

η W有 W总 = Gh FL FS Fh G F F2h 2F Fnh nF 斜面 η=Gh/(Gh+fL) 定滑轮 动滑轮 滑轮组

重点复习 一、画杠杆力臂的方法（三步骤）： （1）找支点。 （2）画线（力的作用线）。 （3）定距离（力臂的长）。 注意： ①力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的虚直线。 ②力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是支点到力的作用点的距离。 ③杠杆的力臂不一定在杠杆上。

例1 画出各力的力臂 L2 L1 O F2 F3 F1 L3

找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。 针对练习 找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。 F1 L1 O L2 F2

针对练习 画出图中力F1、F2对支点O的力臂l 。 F1 F2 O l1 l2

二、杠杆平衡条件的应用 杠杆的平衡条件 ① 动力×动力臂=阻力× 阻力臂 F1×l1=F2×l2 ② 两个力与它们的力臂成反比。 1.确定杠杆的支点。 2.分析杠杆受到的动力和阻力，明确各力的大小和方向。 3.确定各个力的力臂。 4.根据杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2列出关系式求解，必要时要对结果进行讨论。

800 例2 一块截面积为矩形ABCD的均匀金属块重 2 000 N，它的长宽之比为4:3，将它置于水平地 面上如图所示，若在A点用力F抬起金属块的一 端，则力F至少为 N。 800 F F·L1=G·L2 A B D C l1 G l2

例3 如图所示杠杆平衡吗？作如下变化，杠杆能平衡吗？ （1） 若左侧加一个相同钩码； （2）若右侧减一个钩码； （3) 支点右移一格； (4) 左侧钩码组左移一格。

1.将一圆锥体推上台阶，现分别在A、B、C点用力，力的方向如图，则最小的推力是（ ） 跟踪练习 1.将一圆锥体推上台阶，现分别在A、B、C点用力，力的方向如图，则最小的推力是（　 ） A、FA B、FB C、FC D、一样大 B A B C

跟踪练习 2.O为杠杆AC的支点，在B处挂一个球，AO＝OB＝CB，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1，并标出F1的方向。 F1 L1 C 　 B 　 O A

跟踪练习 3.护城河上安装使用的吊桥是一个杠杆，由图可知它的支点在_____点，在匀速拉起时，它属于一个______杠杆（“省力”或“费力”），并在图中画出动力臂。 C 省力 F L1 A B C

三、滑轮组 拉力大小与重力大小的关系： 动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。 拉力与重物移动距离的关系： 　　拉力大小与重力大小的关系： 动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。 拉力与重物移动距离的关系： 绳子自由端移动的距离是重物移动距离的n倍。 　　　　　　s = nh

例4　小明站在地面上准备用一个滑轮组提升重物，请在图中画出绕线的方法。 F

例5　一根绳子最多能承受300 N的拉力，要提起1 000 N的重物，应用什么样的滑轮组？(动滑轮重力不计要求向下拉且滑轮个数最少)用这个滑轮组最多能提起多重的物体？ F 解析： n 应为整数 n = 4 　　应用两“动”两“定”滑轮组，绳子固定端 在定滑轮下。 最多能提起：

跟踪练习 1、如图，地面上一物体重100牛顿，当物体做匀速直线运动时，物体与地面的摩擦力是60牛顿，则拉力F= 牛顿。 20 f=60N F f=60N

f f 跟踪练习 2.5N F ＝5 N f=______ F=5N f=______ 10N 2、不计滑轮摩擦，当水平向右拉力F＝5N时，物体m恰能匀速向右运动， 求：物体所受地面的摩擦力大小。 2.5N F ＝5 N f=______ f m F=5N f=______ 10N f m

跟踪练习 3、搬运工人常用的一种搬运重物的方法，从图中能看出搬运工人运用了哪些物理知识？ F ①动滑轮省力； ②以滚动代替滑动减小摩擦。

四、机械效率 测滑轮组的机械效率： 实验原理 直接测量量为G、F、h、s ， 用公式计算中间量W有= Fs ， W总= Gh 。 计算机械效率 滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物重有关。 动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。

达标检测 1．农村用来舂米的工具是一个杠杆，下图是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。 若石球重50 N，要将石球 抬起，脚至少用多大竖直 向下的力？(摩擦和杠杆 自重均忽略不计) F2 l1=1m l2=0.4m F1 O B A 20N

达标检测 3．质量是6 kg的物体A放在水平桌面上，利用下图装置使物体以0.2 m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2 N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取10 N/kg） （1）作用在绳端的拉力F为＿＿＿N （2）水平桌面对物体A的摩擦力是＿＿＿N （3）在10 s内拉力作用点移动＿＿＿m 2 6 6 A F

达标检测 2.4 80% 85.7% 4．如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm。所用的拉力F＝5 N，所做的有用功为 J，机械效率为 ，当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为 。（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦） 2.4 80% 85.7% F G

达标检测 5．如图所示，每个滑轮均重12 N，用滑轮组拉着重1 000 N的物体A沿水平方向以0.2 m/s的速度匀速向左移动，拉力F的功率为32 W。（不计绳重及机械内部摩擦）求： （1）拉力F的大小； （2）滑轮组的机械效率。 A F