428杠杆和滑轮.docx

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428杠杆和滑轮

杠杆和滑轮

一、目标与策略

明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！

学习目标：

●杠杆及杠杆各要素的作图；

●理解杠杆的平衡条件及应用；

●理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用及滑轮组的装配图；

●知道斜面、轮轴也是一种简单机械。

重点：

●理解杠杆的平衡条件及应用；

●理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点。

难点：

●杠杆力臂的画法；

●解决有关杠杆的问题；

●滑轮组的组装。

学习策略：

●强化习题训练，总结规律心得，加强应用。

二、学习与应用

“凡事预则立，不预则废”。

科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。

我们要在预习的基础上，认真听讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。

知识点一：

杠杆

（一）杠杆的定义：

一根在力的作用下能绕着固定点的硬棒就是杠杆。

杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如压井的把儿。

（二）杠杆的五要素：

支点O：

杠杆绕着转动的点。

动力F1：

使杠杆的力。

阻力F2：

杠杆转动的力。

动力臂L1：

从支点到的距离。

阻力臂L2：

从支点到的距离。

（三）杠杆平衡：

杠杆在力的作用下保持或转动，杠杆就处于平衡状态。

杠杆的平衡条件是：

=：

=

注意：

杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的来决定的。

能用杠杆的平衡条件解释、设计、解决有关问题，能进行简单计算。

（四）杠杆分类：

（1）省力杠杆：

L1L2，F1F2。

其动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较的动力就可以克服较的阻力。

但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离，即要距离。

如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。

（2）费力杠杆：

L1L2，F1F2。

这类杠杆的特点是动力臂L1于阻力臂L2，平衡时动力F1于阻力F2，即要用较的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较的距离就能使阻力移动较的距离。

使工作方便，也就是了距离。

如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。

（3）等臂杠杆：

L1L2，F1F2。

这类杠杆的动力臂L1于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不

力也不力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。

列表如下：

杠杆种类

构造

特点

应用举例

优点

缺点

省力杠杆

L1L2

钳子、起子

费力杠杆

L1L2

钓鱼杆、理发剪刀

等臂杠杆

L1L2

改变力的方向

天平、翘翘板

注意：

没有既省力、又省距离的杠杆。

知识点二：

定滑轮、动滑轮、滑轮组

（一）定滑轮定义：

固定不动的滑轮叫做定滑轮。

特点：

使用定滑轮，但可以力的方向。

（二）动滑轮定义：

和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。

特点：

使用动滑轮可以，但力的方向，且多移动的距离。

（三）滑轮组：

由定滑轮和动滑轮组合而成的。

特点：

使用滑轮组会，可能会改变方向，一定距离。

（四）使用滑轮组时，重物和动滑轮由几段绳子承担，作用在绳子末端的拉力就是重物和动滑轮总重的，若动滑轮重不计，则F=。

注意：

（1）要严格区别“用力”和“省力”，用力F=；省力F′=

。

（2）数绳子段数可以用“隔离法”：

假想把定滑轮和动滑轮从中间隔断，再看隔离后，留在动滑轮及货物上相关线头有几个，就是几段绳子，如图所示，n=。

（五）知道斜面也是一种简单机械。

其特点是：

高度一定时，斜面越长越力。

例如盘山路。

类型一：

巩固基础

例1．下列关于杠杆的知识说法正确的是（）

A．力臂必须与杠杆垂直

B．动力臂与阻力臂一定在支点的同一侧

C．力臂是从支点到力的作用点的距离

D．动力臂应与动力作用线垂直

解析：

答案：

总结升华：

。

举一反三：

下列说法错误的是（）

A．杠杆必须是直的

B．夹煤块的火钳，医用镊子是费力杠杆

C．启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，虎口钳都属于这省力杠杆

D．杠杆可以同时省力和距离

解析：

答案：

例2．下列使用的工具中属于费力杠杆的是（）

分析：

答案：

类型二：

计算应用

例3．如图所示，用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，加在道钉撬长柄上的力为180N，它的力臂是50cm，阻力臂长是10cm，则道钉对道钉撬的阻力是多大？

解析：

答案：

总结升华：

　　　　　　　　　　　　　　　　。

举一反三：

1、有一个动力臂、阻力臂之比为5：

2的杠杆，当阻力为500N时，动力多大？

已知L1：

L2＝5：

2，F2＝500N

求F1

解析：

答案：

2、如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的

伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此直尺重为（）

A．2.5NB．5NC．7.5ND．10N

解析：

答案：

例4．如图所示，轻质杠杆的支点在O点，在杠杆A点用力F1竖直向上拉。

请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。

分析：

答案：

总结升华：

。

举一反三：

如图所示，杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F1的力臂，在图中画出力F1。

解析：

答案：

例5．如图所示，F1=4N，F2=2N，图中杠杆上每个小格代表的长度都相同，在这两个力的作用下，轻质杠杆AB将（）

A．顺时针转动　　B．逆时针转动　　C．保持水平　　D．无法判断

分析：

答案：

总结升华：

。

例6．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=OB，杠杆自身重力不计，则（）

A．GA=GB　　　B．GAGB　　　D．无法判断

分析：

答案：

例7．如图所示的轻质杠杆，AO小于BO，在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。

若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（）

A．杠杆仍保持平衡

B．杠杆的A端向下倾斜

C．杠杆的B端向下倾斜

D．无法判断

解析：

答案：

例8．如图所示，用滑轮组提起物重相等的物体，若忽略滑轮组的重和摩擦时，所用的拉力最大的是（）

解析：

答案：

举一反三：

1、用图所示的装置先后匀速提升同一物体G，若不考虑滑轮重力及摩擦，则作用于绳子自由端的拉力F1、F2和F3的大小是（）

A．F1较大　　　B．F2较大　　　C．F3较大　　　D．

解析：

答案：

2、利用如图所示装置匀速提起重150N的物体，若不计滑轮重及摩擦力时，拉力F是多大？

分析：

解：

答案：

例9．已知每个动滑轮重100N，物重G＝1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，

在图中画出了滑轮组的绕线方法。

根据你的判断，只能使用绕线方式。

（不计摩擦）

分析：

答案：

总结升华：

。

举一反三：

为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来，试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。

分析：

答案：

探究园地（参看网校资源#tjyd0#211824）

小明在做“研究杠杆平衡条件”实验时进行了如下实验步骤：

把杠杆的中点支在支架上；把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆平衡；记下两边钩码的重量，并用尺量出它们的力臂，分别填入实验数据的表格内；改变力和力臂的数值，做三次实验；求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。

（1）请你指出小明在哪一步前漏掉了一个重要的步骤，这个步骤是：

，。

（2）由此实验结果可知：

如果实验中所用钩码质量都相同，在如图所示的杠杆B处应该挂个钩码，才能使杠杆平衡。

（3）小明记录了如下表的数据，从数据上不难看出：

第次实验数据是错误的。

实验次数

动力F1（N）

动力臂L1（m）

阻力F2（N）

阻力臂L2（m）

1

2

0.04

4

0.02

2

6

0.06

4

0.09

3

4

0.03

6

0.04

分析：

答案：

三、总结与测评

要想学习成绩好，总结测评少不了！

课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。

（一）正确理解力臂的概念

力臂是指从支点到的距离，力对杠杆的转动效果不仅与力的有关，还与支点到作用线的有关，支点到的距离叫动力臂，支点到的距离叫阻力臂。

力的大小相同时，是影响杠杆转动的物理量。

如图甲所示，若分别在杠杆的A点和B点作用竖直向上的力F1和F2，使杠杆缓缓绕O点转动，当然力F2较小，因为F2的较大。

如图乙中，若先后在杠杆同一点A作用垂直于杠杆的力F1和斜向下的力F2，使杠杆缓缓绕O转动，我们发现力F1较小，原因同样在于F1的较大。

应用中必须留心力臂的画法。

千万不要把支点到力作用点的连线误认为是力臂。

图乙中我们还可以看到，若作用点不变，力的方向发生改变，那么力臂也会随着，F1的力臂是l1，F2的力臂是l2，而且力臂在杠杆上（如l2）。

（二）正确理解杠杆平衡表示什么意思及平衡条件是什么

当有两个力或几个力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向转动（常用顺时针或逆时针来区别），若杠杆保持静止不动或匀速转动时，则我们说杠杆了。

根据实验可得出杠杆平衡的条件是，即等于

。

应该注意所谓动力与阻力并无严格区别，比如天平测量物体质量时，被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力，哪个是阻力，在这里区分动力与阻力目的在于区别使杠杆转动的不同而已。

（三）怎样判断滑轮组的用力情况

使用滑轮组提重物时，若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物的力就等于总重量的，即F=。

因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重。

用“连动法”，弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n，在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象，n=，有根绳子承担动滑轮及重物，所以用力F=。

同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的力F=。

从上面还可以看出，同一个滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同，绳端固定在滑轮上比固定在滑轮上更省力。

知识点：

简单机械

测评系统分数：

模拟考试系统分数：

如果你的分数在80分以下，请进入网校资源ID：

#tcgcp0#211824做基础达标部分的练习，如果你的分数在80分以上，你可以进行能力提升题目的测试。

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知识导学：

杠杆和滑轮（ID：

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视听课堂：

杠杆（ID：

#210220）

滑轮及滑轮组（ID：

#211410）

四中同步：

杠杆及应用（ID：

#255428）

杠杆及应用周末练习（ID：

#255429）

滑轮（ID：

#257146）

滑轮周末练习（ID：

#257147）

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