简单机械知识点

第十一章：简单机械

第一节：杠杆

1、定义：在的作用下绕着转动的叫杠杆。

【说明】：①杠杆可可，形状。

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。

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。

图13

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2表示。

④动力臂：从到的距离。用字母L1表示。

⑤阻力臂：从到的距离。用字母了L2表示。

【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

2、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。

3、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。

4、力臂是指“点到线”的距离，即支点到力的作用线的距离，而不是“点到点”的距离。

画力臂方法：一定点（支点）、二画线（力的作用线）、三连距离、四标签

⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，）；⑷标力

臂（用大括号，一端括支点，一端括垂足，标上相应的符号L1或L2）。

例如：

图3

图4 Array

图19

3、探究杠杆的平衡条件：

①杠杆平衡是指：或

②选择杠杆中间为支点的目的（或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的）：

。

③实验前：应调节杠杆两端的，若杠杆右端下沉，杠杆两侧的平衡螺母向调（即左高

．．．

左调）

．．．，使杠杆在位置平衡。这样做的目的是：。

④多次实验的目的：

⑤当弹簧测力计的方向由竖直倾斜时，杠杆仍然平衡，示数变，原因：。

⑥当把左侧的钩码拿掉。杠杆将处于竖直位置，在右侧施加一个力，却发现无论用多大的力都不能将

杠杆拉到水平位置平衡，其原因：水平位置时动力臂为零，杠杆无法平衡

⑦实验结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：；

写成公式也可写成：。其含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的。

4、求最大动力臂的方法：①若动力作用点确定了，则支点到动力作用线的距离就是最大动力臂。

②若动力作用点没有确定，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到

支点的距离即为最大动力臂。

5、杠杆平衡时动力最小：①动力要最小时，动力臂要最大；②动力臂要最大，则过已知力的作用

点，作最大动力臂的垂线；③根据实际，确定动力的方向。

6、杠杆平衡时动力最大：动力要最大时，动力臂要最小，动力臂要最小，力的作用线的延长线过

支点。

例如：1、如图14若将圆形的油桶滚上台阶，请画出最小的力。

图14 图7 图8 图9

2、用撬棒撬起一石块,图7，沿不同方向用力作用于撬棒,哪个力最小( )

A． F1 B. F2 C. F3 D. 都一样

3、、如图8所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是（）

A.沿竖直方向的力F1最小

B.沿垂直杠杆方向的力F2最小

C.沿水平方向的力F3最小

D.无论什么方向用力一样大

【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，当为了使用方便，省距离时，应选。

第二节：滑轮

一、定滑轮：

①定义：轴不随物体一起移动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：杠杆

③特点：A 。

利用定滑轮提起重为G的物体时，拉力F G,，

只有不考虑绳重和摩擦时(理想的定滑轮)，拉力F G

B不省距离：绳子自由端移动距离S绳 = 重物移动的距离

h物,，绳子自由端移动速度v绳=重物移动的速度v物。即，

二、动滑轮：

①定义：轴会随物体一起移动的滑轮。（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，但不能。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=

，绳子自由端移动距离S绳 = 2倍重物移动的距离 h物,，绳子自由端移动速度v绳=2倍重物移动的速度v物。即，

【注意】判断滑轮时动滑轮还是定滑轮关键是看轴是否随着物体一起运动，轴随物体起运动的是滑轮，轴随物体起运动的是滑轮，

5、几种常见的使用滑轮情况

1、2、

F G、S h、V绳V物 F F拉f、S绳S物、V绳V物

3、4、

F= G（不计摩擦和动滑轮重力）、 F F拉f、S绳S物、V绳V物

F= （只忽略轮轴间的摩擦）

S h、V绳V物

5、6、

F= G（不计摩擦和动滑轮重力）、 F F拉f、

F= （只忽略轮轴间的摩擦）S轮S物、V轮V物

S轮S物、V轮V物

7、【注意】A使用定滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力；即：

B使用动滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力；当拉力作用线与阻力作用线平行时最省力，当偏离竖直方向角度越大，拉力；即：

C人对绳子的拉力最大只能达到自身的重力的大小与人的举力无关。

例如：小李m1=50Kg,能举起80Kg的杠铃，小李m2=70Kg,能举起60Kg的杠铃，如图，两人比赛，谁把对方拉起，比赛结果是：拉起来。

三、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= G 。只忽略轮轴间的摩擦，

则拉力F=，绳子自由端移动距离S绳 = 倍重物移动的距离 h物,，绳子自由端移动速度v绳= 倍重物移动的速度v物。即，

4、判断绳子根数（n）的方法：

方法（一）：从定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，数直接与动滑轮相连的根数即为 n的值，其中，绳子自由端方向向上的要数上。

方法（二）：已知G和F，求绳子的根数，则n= ,若n不是整数，则小数点“只入不舍”

例如：已知G=960N，F=400N，求绳子的根数n= = =

方法（三）：已知s和h，求绳子的根数，则n=

例如：已知s=6m，h=2m，求绳子的根数n= = =

5、绳子的绕法

题型（一）已知绳子的根数，画绳子的绕法---------奇动偶定--------若绳子的根数为奇数，绳的固