2014年第十二章简单机械

第十二章 简单机械

第十二章

简单机械

第1课时 杠杆 滑轮

一、杠杆 二、滑轮

○易错易混点一 杠杆的力臂作图 ○易错易混点二 滑轮的作用分析【习题答案与解析】

第十二章

简单机械

第1课时 杠杆 滑轮

【新旧教材变动对比】

(1)增加演示实验“使用动滑轮是否省功”,删除 “功的原理”;(2)把原来的实验“探究斜面的机械效率”改为

1.定义：在力的作用下能绕着 固定点 转动的 硬 棒。

2.杠杆作用的五要素： 支点 (使杠杆绕着转动的固 定点)、 动力 (使杠杆转动的力F1)、 阻力 (阻碍 杠杆转动的力F2)、动力臂(从 支点 到 动 力作 用线的距离l1)、 阻力臂 (从支点到阻力作用线的 距离l2)。 3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 ，即F1l1=F2l2

4.杠杆的分类

(1)省力杠杆：动力臂 大于 阻力臂，能省力，但 费 距离(2)费力杠杆：动力臂 小于 阻力臂，费力，但 省 距离 (3)等臂杠杆：动力臂跟阻力臂 相等 的杠杆。

二、滑轮

G/2 改变 等臂杠杆 不改变 省力杠杆

G/2

○易错易混点一 杠杆的力臂作图 【例1】(2013·泰州)如图4所示是一个简易压水机， 其中AOB是杠杆，作出动力F1

图4

易错原因：找不到支点，不知道力臂是什么都是容 易出错的原因。

解析：本题考查杠杆的力臂作图。画力臂分四步： 一找点、二画线、三作垂线段、四标签。找点就是 找杠杆的支点，图中为O点；画线是画力的作用线， 通过力的作用点沿力的方向画一条直线；作垂线段 就是从支点向力的作用线作垂线段；标签就是标注 力臂的大小及符号。 答案：

举一反三

1.下列关于力F1的力臂的作图中，正确的是( C )

2.两位同学利用图5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

3.(2013· 重庆)请在图6中画出使轻质杠杆OA在图示 位置保持平衡的最小力F的示意图。

答案:2.如图2所示

3.如图3所示图6

○易错易混点二

滑轮的作用力分析

【例2】同一物体沿相同水平地面匀速移动，如图7所 示，拉力分别为F1、F2、F3、F4,不计滑轮与轻绳间 的摩擦，比较它们的大小，则( C ) A. F1<F2<F3< F4 B. F1> F2> F3> F4 C. F4> F1> F2> F3 D. F4= F1> F2> F3

图7

易错原因：若对滑轮与滑轮组的绕绳特点理解不透彻， 则根本找不到分析的切入点，自然也就无法作出正确 的分析与解答。

解析：由题意，不计滑轮与轻绳间的摩擦且所需克 服的阻力相同的情况下，只需考虑滑轮的情况即可 确定拉力的大小。第一种情况中是定滑轮，不省力， 因而F1=F阻；第二种情况是动滑轮省一半力，因而 F2=(1/2)F阻

;第三情况中是滑轮组，有三段绳子 承担阻力，因而F3=(1/3)F阻；第四种情况属于特 殊的动滑轮，拉力作用在滑轮的轴心上，因而 F阻= (1/2)F4,所以F4=2F阻。即选项C

举一反三

1.家用手摇晾衣架如图8所示，它实际是由定滑轮和动 滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100 N,则静止时绳子自由端的拉力为(不计动滑轮重及摩 擦)( C A.100N B.50N C.25N D.20N

图8

2.如图9所示，分别用滑轮和滑轮组提起重物，其中 G1=G2=G3=G4,若不计摩擦力和滑轮重，则( D )A.F1>F2>F3>F4 C. F1= F2= F3> F4 B. F1< F2< F3< F4 D. F1< F2= F3= F4

图9

3.如图10所示，属于定滑轮的是 C 。(填“C”或 “D”)若物体M与水平面之间的摩擦力是15 N,那 么弹簧测力计B的示数是 N;A受到的拉力是 10 5 N。(不计绳重及它们之间的摩擦)

图10

【重点知识拓展】如何理解水平放置的滑轮？ 滑轮的使用常有竖直放置和水平放置两种形式。同 学们接触较多的是竖直放置形式，而对水平放置的滑 轮感到陌生。其实，它们的本质是相同的，只是在计 算拉力方面有较大的不同。竖直放置的滑轮，拉力主 要克服的是物体的重力、动滑轮的重力、绳子与轮间 的摩擦力；而水平放置的滑轮，拉力主要是克服物体 与接触面之间的摩擦力， 如图11水平放置的滑轮中， 此时，F就不等于物体重

力的一半了，代替重力起

图11

作用的是物体A与地面的摩擦力，即F=(1/2)f。