第十二章简单机械知识点总结
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O
第十二章 简单机械
一、杠杆
(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。
(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F 1表示。 ③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F 2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L 1表示。 ⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母L 2表示。 (3)画力臂方法:一找支点、二画线、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,过支点垂直力的作用线作垂线); ⑷标力臂(大括号)。
(4)研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
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。
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F 1L 1=F 2L 2也可写成:F 1/F 2=L 2/L 1。
解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受
力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)
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。 【习题】1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是( )
A.弹簧测力计
B.杆秤
C. 台秤
D. 托盘天平
2.如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置,用弹簧测力计在C 处竖直向上拉,杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜,仍然使杠杆保持平衡,拉力F 的变化情况是( )
A . 变小
B . 变大 C. 不变 D.无法确定 3.(1)人要顺时针翻转木箱,请画出用力最小时力臂的大小。
(2)如图人曲臂将重物端起, 前臂可以看作一个杠杆。在示意图上画出F 1和F 2的力臂。
4. 如图所示,要使杠杆处于平衡状态,在A 点分别作用的四个力中,最小的是( )
A .F 1
B .F 2
C .F 3
D .F 4
5. 如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图,他的质量为56kg 。身
体可视为杠杆,O 点为支点.A 点为重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm .( g 10N/ kg ) (1) 该同学所受重力是多少?
(2) 在图中画出该同学所受重力的示意图,并画出重力的力臂L 1 (3)若0B=1.0m ,BC=0.4m ,求地面对双手支持力的大小. (4)若他一分钟可完成30个俯卧撑,其功率多大?
4.应用:
名称结构特征特点应用举例
省力杠杆()力臂大于()力臂
省力、
()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()力臂小于()力臂
费力、
()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。
【习题】
1.在镊子、钢丝钳、扳手、天平中,属于费力杠杆的有_______,属于等臂杠杆的有_______。
2. 请你在图中画出使用剪刀时,杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。
3.如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法:第一种是以B点为支点,在C点用与棒垂直的力F1,第二种是以A点为支点,在C点用与棒垂直的力F2向上撬。(木棒自重不计)
(1)在图中画出F1的力臂。
(2)若是石块压在木棒上的D点正好是AB的中点,你认为第_____种方法更省力一些,理由是__________________________________________________。
二、滑轮
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。
绳子自由端移动距离S F(或速度v F)=重物移动的距离S G(或速度v G)
【习题】1. 筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时,筷子属于()A.费力杠杆,但省距离 B.省力杠杆,且省距离
C.省力杠杆,但费距离
D.等臂杠杆,即不省力也不费力
2. 如图,通过定滑轮匀速提起重物G时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,
则三个力大小关系()
A.F1最大
B.F2最大
C.F3最大
D.一样大
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()倍的()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。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F=
2
1
G只忽略轮轴间的摩
擦则,拉力F=
2
1
(G
物
+G
动
)绳子自由端移动距离S
F
(或v
F
)=()倍的重物移动
的距离S
G
(或v
G
)
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。