6简单机械

简单机械

一、一周知识概述

本周我们来介绍几种最常见的简单机械的特点及应用。本单元知识是中考最基础的考查部分之一，重点考查的内容有：（1）以选择、实验方式考查杠杆的平衡条件，判断杠杆是哪类杠杆；（2）以填空、作图形式考查力臂的画法及滑轮的作用、实质、绕线方法及应用等，其中杠杆的力臂和有关滑轮组绕线的作图考查概率最高。因此，要认真学习本单元相关知识。

二、重难点知识精讲

（一）杠杆

1、认识杠杆

一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就可看做是杠杆。

杠杆是人类使用的最为简单的机械了。下面以图中的这根杠杆为例，介绍几个有关杠杆的重要名词。

支点：杠杆绕着转动的点（图中的O点）。

）。

动力：使杠杆转动的力（图中的F

1

）。

阻力：阻碍杠杆转动的力（图中的F

2

）。

动力臂：从支点到动力作用线的距离（图中的l

1

）。

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（图中的l

2

2、杠杆的平衡条件

在力的作用下，如果杠杆处于静止状态（或绕支点匀速转动），就表明杠杆平衡了，杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写作F

l1=F2l2.

1

3、杠杆的应用

杠杆可以替我们干很多的工作，我们利用它是因为它有省力、省距离等优点，下表给出了三类杠杆及其特点。

例1、把图中的长方体向右推倒，请在图中画出所用最小力F的作用点和方向.

[解析]

例2、如图所示，是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（）

A．三个杠杆都是省力的

B．三个杠杆都是费力的

C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力的杠杆

D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆

[解析]

例3、（盐城市·2003）在“研究杠杆平衡条件”的实验中（如图所示）

（1）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向_______边旋转，使杠杆在水平位置平衡（填“左”或“右”）。

（2）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点二格的A处挂了3个钩码，如图所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码（用一种方法）。你的方法是

___________________________________________

___________________________________________

（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次得到三组数据进行分析，这样的目的是__________________________________。

[解析]

（二）其它简单机械

1、定滑轮：轴固定不动，使用定滑轮不能省力，也不能省距离，但可以改变用力的方向，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。

2、动滑轮：随物体一起移动，使用动滑轮可以省力一半（即用力一半），但要多费1倍的距离，且不能改变用力的方向。动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。

3、滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合起来组成滑轮组，既可以省力，又可以改变用力的方向，使用起来很方便，但一定多费距离。

4、轮轴：由一个轮和一个轴组成，并且都绕固定的轴线转动的机械。使用轮轴可以省力。如果动力作用在轴上，阻力作用在轮上，反而费力。

5、斜面也是一种简单机械，使用斜面也可以省力，并且在斜面高相同时，斜面越长越省力。

6、凡是省力的机械一定费距离，凡是费力的机械一定省距离。既省力又省距离的机械是没有的。

例4、（2005·江苏常州）利用图中的滑轮组，用200N向下的拉力将重为800N的物体匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法.

[解析]

例5、（安徽省·2002）利用如图所示的滑轮组拉木箱，当加在绳子自由端的水平拉力

F=300N时，木箱恰好在水平地面上匀速运动，则地面对木箱的摩擦力大小为_______N。（不计绳与滑轮间的摩擦）

[解析]

例6、一根绳子只能承担5000N的力，用它提起1.8×104N的重物，应选怎样的滑轮组，怎样绕线？画出绕线图。

[解析]

例一解析：此题应将长方体当作杠杆.由于是向右推倒，所以长方体右下角是杠杆的支

l1=F2l2，要想动力最小，则必须要求点，因阻力和阻力臂是定值，根据杠杆平衡条件F

1

动力臂最大，而力的方向则是垂直最大动力臂过力的作用点向右.

例二析：

一个杠杆是省力杠杆还是费力杠杆，关键是看动力臂与阻力臂的大小，对于杠杆ABC来讲，B为支点，人对A点压力为动力，轴EC对C的拉力为阻力，可见杠杆ABC 是省力杠杆；对于杠杆OBD来讲，O点为支点，杠杆ABC通过支点B对OBD的压力为动力，而被剪指甲在D点对杠杆DBO的支持力为阻力，显然杠杆DBO是一费力杠杆；杠杆OED的支点也在O点；其动力是杠杆ABC通过轴CE对杠杆DEO的作用力，其阻力是被剪指甲在D点对杠杆DEO的支持力，可见杠杆DEO也是费力杠杆，故本题应选C.

例三解析：（1）杠杆右端下倾，表明右端的力臂偏大，右端螺母应向左边旋转；

l1=3×2=6，要使右端F2l2=6才能平衡，可供选择（2）杠杆左边的力和力臂和乘积为F

1

的钩码数有3个，可供选择的位置有“2”、“3”。（3）只有多次测量得到的实验数据分析才是可靠的。

答案：左2格处挂3个钩码或是3格处挂2个钩码寻找杠杆平衡的普通规律。

例四解析：

此题属于滑轮组的绕线题，解答此类题目的关键是搞清有几根绳子分担货物和滑轮的总重，在不计滑轮重和摩擦的情况下，若有n段绳子分担货物总重，则又因每个动滑轮有且只能有两根绳子承担，所以若n为偶数，绳子的固定端在定滑轮上；若n为奇数，固定在动滑轮上.此题绕法如图.

答案：

如图

例五解析：