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简单机械
一、二力平衡
（1）定义：物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。
（2）二力平衡条件：
⑴二力平衡条件是：两个力大小相等，方向相反、两个力在一条直线上、二力作用在同一物体上。
⑵概括：二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。
（3）平衡力与相互作用力比较：
相同点：①大小相等 ②方向相反 ③作用在一条直线上
不同点：平衡力作用在一个物体上可以是不同性质的力；相互力作用在不同物体上是相同性质的力。
二、杠杆
1、杠杆的基本概念
（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。
O
F1
l1
l2
F2
（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 F1 表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 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l1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
画力臂方法：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。
2、研究杠杆的平衡条件：
a) 杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
b) 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。
c) 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F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
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。
4、应用：
名称
结 构
特 征
特 点
应用举例
省力
杠杆
动力臂
大于
阻力臂
省力、
费距离
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
动力臂
小于
阻力臂
费力、
省距离
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。

三、滑轮及滑轮组
（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
F1
l1
F2
l2
绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动
的距离SG(或速度vG)
（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2倍的省力杠杆。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
① 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动)
绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)

（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
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/nG 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n(G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。
注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。
动滑轮个数：（n为偶数时）
（n为奇数时）

课堂练习：
二、简单机械
1、（09泰安）两位同学利用左下图所示的可以绕O点自由转动的健身器材进行锻炼，甲同学竖直向下用力F1将另一端的乙同学拉起。请画出拉力F1的力臂L1。

2、（09广州）．如图14所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点O连接．要求：
（1）作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图
（2）画出重力的力臂

3、（09兰州）. 一块质量分布均匀的长方形木板放在水平地面上，现在要将木板从N端抬起，请你在图中标出支点O的位置，并画出所用最小动力F的示意图和动力臂L（板的厚度不计）。

4、（09四川自贡）.如图所示，重100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止。请在图中画出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的示意图。

5、．如图12-41所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端Ａ是动力作用点．（1）在图上标出：当动力方向向上时，杠杆的支点ａ当动力方向向下时，杠杆的支点ｂ；（２）在图上画出撬动石块动力Ｆ为最小时的方向．（题型三）

图12-41

6、（09福州市）．如图3所示，使用中属于费力杠杆的工具是

7、（09四川绵阳）15.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 g
图12-38
8．密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物户时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图12-38所示，则此直尺受到的重力是( ) （题型四）
A．2．5N B．5N
C．10N D．无法确定
9、（09烟台）．观察图所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是
A．一个杠杆，且是省力杠杆
B．两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆
C．三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆
D．三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆
A. 钢丝钳 　 B. 起子 C羊角锤. D.镊子

10、（09济宁）１.图１所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）

11、(09山东潍坊)．汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是
A．沿F1方向 B．沿F2方向 C．沿F3方向 D．沿F4方向

12、．按图12-59中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。

图12-61
13．如图12-61所示，动滑轮右边绳子固定，左边悬挂物体Ａ，动滑轮受拉力Ｆ作用将物体Ａ匀速提高２m，则动滑轮升高 m，动滑轮这种使用方法的好处是 （填“省力”或“省距离”）．（题型一）
14．如图12-65所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动, 所用的拉力分别为F1, F2, F3, 那么, 下列关系式中正确的是： (　　 ) （题型一）
　　 A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
图12-65

15、所示, 在水平拉力F的作用下, 物体A匀速向右滑动时, 弹簧秤示数为10N, 不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦, 则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f 的大小分别是：（　　）（题型三）
图12-66
A．F=20N，f=20N　 B．F=10N，f=20N　
C．F=20N，f=10N　 D．F=10N，f=10N

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