第15課時 簡單機械

第五單元機械與功

第15課時

簡單機械考點管理歸類探究課時作業(yè)1．杠桿的五要素杠桿：一根硬棒在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的__________，用字母O標出。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母F1標出。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母F2標出。動力臂：從支點到動力作用線的________，用字母l1標出。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用字母l2標出?？键c管理固定點距離注意：畫力臂時，首先確定杠桿的支點，然后畫出從支點到力的作用線的垂線，垂足要落在力的作用線上，標出垂直符號，支點和垂足之間的線段就是力臂，并標明l1或l2。2．杠桿的平衡條件 ____________________________________________方法：杠桿上最長的力臂是支點到力的作用點之間的距離，此時力臂最長，最省力。動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l23．杠桿的分類省力杠桿l1>l2省力費距離如鋼絲鉗、開瓶器、扳手等費力杠桿l1<l2費力省距離如釣魚竿、鑷子、理發(fā)剪刀等等臂杠桿l1

＝l2不省不費力不省不費距離如天平等4.定滑輪、動滑輪(1)定滑輪定義：使用時，滑輪的軸固定不動的叫做定滑輪。特點：使用定滑輪不________，但可以改變力的________。定滑輪可以看成是一個等臂杠桿。實質(zhì)：等臂杠桿(2)動滑輪定義：軸隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪。特點：使用動滑輪不改變力的方向，可以省________力。動滑輪可以看成動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿。實質(zhì)：動滑輪可以看成動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿。省力方向一半5．滑輪組定義：定滑輪和動滑輪組合在一起叫做滑輪組。特點：滑輪組既可以省力又可改變施力方向。注意：滑輪組可以省力，但要費距離，規(guī)律如下：若承擔物重的繩子的股數(shù)為n，不計摩擦和繩重，那么拉力F與物重G物、動滑輪重G動之間關(guān)系為_______________，自由端移動的距離s和重物升高的距離h之間的關(guān)系為_________。注意：①判斷滑輪組繩子段數(shù)n的方法：可以在定滑輪與動滑輪之間畫一條虛線，數(shù)一下與動滑輪相連的繩子的段數(shù)是幾段，則n就是幾。如圖甲、乙所示。s＝nh

甲乙

②組裝滑輪組時的繞線方法：當n為奇數(shù)時，繩子的起始端固定在動滑輪的框架上，然后依次繞過滑輪；當n為偶數(shù)時，繩子的起始端應(yīng)固定在定滑輪的框架上，這種繞線方法可簡記為“奇動、偶定”。6．斜面特點：省力機械應(yīng)用：盤山公路歸類探究類型之一會畫杠桿力臂

[2013·雅安]如圖5－15－1所示，課桌的重心在O點，若在課桌的C點用力F把桌腿B抬離地面，在抬起時另一桌腿A沒有滑動，請在圖中畫出F相對于A點的力臂l1

和重力G的示意圖。

圖5－15－1【解析】過重心做豎直向下的力，即重力；因為A沒有動，所以A是支點，過支點A做垂直于F作用線的垂線段l1，即F的力臂l1?！敬鸢浮咳鐖D所示

例1答圖【點悟】力臂是支點到垂足之間的距離，所以過支點作力的作用線的垂線是畫力臂的關(guān)鍵。杠桿平衡時，動力與阻力應(yīng)該使杠桿向不同方向轉(zhuǎn)動，如果動力與阻力在支點同側(cè)，兩力方向大致相反，如果在異側(cè)，方向大致相同。[2014·河南]如圖5－15－2所示，用瓶起開啟瓶蓋，請畫出在A點所用最小力的示意圖。

圖5－15－2【解析】根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2，在阻力和阻力臂一定的情況下，要使作用在A點的動力最小，必須使動力臂最大，而動力臂是支點到動力作用線的垂直距離，在已知支點O和作用點A的情況下，支點O到作用點A的距離即為最大力臂，所以畫最小力的示意圖時，可以先連接支點O和作用點A，線段OA就是那個最大的力臂，然后再過A點作OA的垂線，即為動力F的作用線，開啟瓶蓋的動力方向當然是斜向上?！敬鸢浮咳鐖D所示

變式跟進答圖類型之二理解杠桿平衡條件

[2014·哈爾濱]把羊角錘看作杠桿，如圖5－15－3用羊角錘拔釘子，O為支點，畫出A點施加的最小力F的示意圖及其力臂L?！窘馕觥恳故┘釉贏點的力F最小，則力F的力臂應(yīng)該最大，連接OA，則OA即為最長的力臂，與這個力臂垂直的力就是最小的力，如圖所示。圖5－15－3【答案】如圖所示

例2答圖【點悟】要維持杠桿平衡，最長的力臂對應(yīng)最小的力，最長的力臂是支點與力的作用點之間的線段，所以畫力時要垂直該線段。解答杠桿平衡條件的計算題，先要分析杠桿的五要素，支點是關(guān)鍵要素，明確力和力臂大小之后，根據(jù)杠桿平衡條件列式計算。[2014·黃岡]如圖5－15－4所示是液壓起重車的示意圖。使用時液壓桿將起重臂頂起，可將重物吊起并安放到需要的地方。請在圖中分別畫出：(1)重物對起重臂的作用力的示意圖及該力的力臂；(2)液壓桿對起重臂最小作用力的示意圖。

圖5－15－4【解析】(1)重物對起重臂有一個向下的拉力，方向是沿繩子豎直向下的，沿拉力的方向作出拉力的作用線，由支點向拉力的作用線作垂線，垂線段的長度為拉力的力臂。(2)根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知，液壓桿對起重臂的作用力最小時，其力臂是最長的，當動力作用在起重臂與液壓桿的接觸點，且力與起重臂垂直斜向上時，動力臂最大，此時動力最小?！敬鸢浮?1)重物對起重臂的作用豎直向下，作用點在起重臂的左端，過支點O向力的作用線做垂線，即為力臂l1。(2)最小作用力為F2。如圖所示變式跟進答圖

杠桿平衡條件的變化[2013·德陽]某同學利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖5－15－5所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂l1和l2的大小，他測力臂的方法是____(填“正確”或“錯誤”)的。如果將兩邊的硬幣以相同大小的速度同時做遠離支點的勻速移動，則杠桿____(填“仍平衡”“向左傾斜”或“向右傾斜”)。

圖5－15－5【錯解】正確仍平衡【錯因分析】動力和阻力是硬幣施加的，大小等于硬幣重力，所以力臂等于支點到硬幣重心的距離。硬幣運動時，雖然運動的距離相等，但力不相等，這樣力與力臂乘積的增加量不相等，右邊增加量大，杠桿向右傾斜?！菊狻垮e誤向右傾斜類型之三杠桿的分類

[2013·齊齊哈爾]圖5－15－6所示的生活用具中，使用時屬于省力杠桿的是 (

)

圖5－15－6B【點悟】鉗子和剪刀是生活中常見的杠桿，種類較多。但總的來說，可分為兩類，一類是刀把長刀口短，是省力杠桿，如剪鐵皮、剪樹枝的剪刀；另一類是刀把短刀口長，是費力杠桿，如理發(fā)剪刀，使用費力杠桿可以省距離，方便快捷。類型之四