初三物理人教版简单机械知识点总结说课材料.doc

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人教版简单机械知识点总结

杠杆
一、杠杆
1、定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。
（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。
2、杠杆的七要素
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定的。
（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。
（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点。
（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点。
（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。
（7）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2 ”表示。
注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。
力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
3、杠杆示意图的画法：（1）根据题意先确定
支点O；（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线
延长；（3）从支点向力的作用线画垂线，并用l1和
l2分别表示动力臂和阻力臂。如图所示，以翘棒为例。
第一步：先确定支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O”表示。如图甲所示。
第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。
第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。

l1
l2
F2
F1
F2
F1

二、杠杆的平衡条件
1、杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
l1
l2
O
2、杠杆的平衡条件实验
O
l1
l2

（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂l1和l2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。
3、杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。
杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。
三、杠杆的应用
1、省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。
2、费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。
3、等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。
既省力又省距离的杠杆时不存在的。
其他简单机械
一、滑轮
1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。如右图所示。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2、定滑轮
（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如下左图所示。
（2）实质：是个等臂杠杆。（如下中图所示）
轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件：，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

F1
B
B
G
G
A
A
s
h
F2
F1
B
A
G
O
l1
l2

不动
可动

（3）特点：不省力，但可改变力的方向。 S=h
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。
（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。（如上右图所示）
h
s=2h
对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）
3、动滑轮
（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如下左图所示）
O
F2
G
F1
l1
l2
F1
向上
向上

（2）实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（如上中图所示）
图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。
（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。
（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如上右图所示）
对于动滑轮来说：
（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；
（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。
二、滑轮组
1、定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2、特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：
3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）
4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：

（四） 根据要求设计滑轮组
“奇动偶定”。

四、斜面
（1）如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。
（2）如上图所示：当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；
G
F
L
h
当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；
当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。

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