初中物理第章简单机械知识点及同步练习打印版

第十二章简单机械一、杠杆定义：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。

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。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。

用字母F2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L1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2表示。

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（虚线或实线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。

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F1L1=F2L2也可写成：F1/F2=L2/L1。

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。

4．应用：名称省力杠杆费力杠杆等臂杠杆结构特征动力臂大于阻力臂动力臂小于阻力臂动力臂等于阻力臂特点省力、费距离费力、省距离不省力不费力应用举例撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆天平，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。

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（或速度vF）=重物移动的距离h（或速度vG）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2倍的省力杠杆。

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=只忽略轮轴间的摩擦则：拉力F=1G。

21（G物+G动），绳子自由端移动距离S（或vF）=2倍的重物移动的距离h（或vG）2 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。

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=物11G。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=（Gnn+G动）。

绳子自由端移动距离S（或vF）=n倍的重物移动的距离h （或vG）。

④组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

结合题目的具体要求组装滑轮。

三、机械效率：１、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总斜面：W有用= Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η斜面：W总= fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

W有用②公式：η=W总Gh斜面：η=FL 定滑轮：Gh Gh G= = FS Fh F Gh Gh Gη= FS = =F2h 2FGh Gh Gη= FS = =Fnh nF η=动滑轮：滑轮组③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机械间的摩擦、增加物重。

5、机械效率的测量：W有用Gh ①原理：η= =W总FS ②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B 提升重物越重，做的有用功相对就多。

C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

四、简单机械的机械效率（1）斜面①W有用=G·h ②W额外=f·S ③W总=F·S=G·h＋fS（2）杠杆①W有用=G物·h ②W额外③W总=F·S （3）定滑轮竖直方向提升重物（a）①W有用=Gh②W额外：摩擦及绳重③W总=F·S=F·h（4）定滑轮水平方向拉动物体（b）①W有用=f·S物②W额外：滑轮转动摩擦③W总=F·SF=F·S物（5）动滑轮（a）及竖直方向滑轮组①W有用=G物·h②W额外=③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h （n为连接动滑轮绳子段数）（6）动滑轮（b）及水平方向滑轮组①W有用=fS物②W额外：绳重及滑轮转动摩擦③W总=F·S=F·nS物（n为连接动滑轮绳子段数）不计绳重和摩擦时注：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率．b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功c、对于所有机械均有第一节杠杆（1）人的肱二头肌收缩使人曲臂时的情况如图8-4-1所示，图中已标出了支点的位置，桡骨及茶杯的受力方向，人的前臂是一个力杠杆，这种结构给人带来的好处是。

图8-4-1图8-4-2图8-4-3图8-4-4（2）研究杠杆平衡条件条件的实验中，杠杆静止时的位置如图8-4-2所示，此时应调节左端的螺母使其向，或者调节右端的螺母，使其向才能使杠杆在水平位置平衡。

（3）三国的时候，曹操和袁绍大战，有个叫刘晔的建议：“可做发石车来破袁军”。

当如图8-4-3发石车将石头抛射到袁军，袁军大乱，死伤很多，请问：刘晔的发石车是利用，原理向外抛出石头，仔细看着抛石车，它的阻力臂动力臂。

日常生活中这类机械很多，如、等。

（4）如图8-4-4所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G＝60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F＝N；保持F的方向不变，将杠杆A位置匀速提到B位置的过程中，力F将（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（5）杆称（又叫中国称）是运用不等臂的杠杆的特点制作的，测量物体的工具，如图8-4-5所示，若秤砣质量为0.75kg，OA＝OB/20，该称最多能称量kg的物体（不计秤杆、秤钩的质量），若把杆秤的秤砣磨掉一些，则秤得物体的质量比物体真实质量（填“偏大”或“偏小”）。

（6）下列关于杠杆的说法正确的是【】A．杠杆必须是一根直棒B．杠杆的支点一定在杠杆的中间C．杠杆可以是直的，也可以是弯曲的D．所谓动力、阻力都是杠杆给其它物体的力图8-4-5（7）人在踮脚时主要靠腓肠肌收缩，如图8-4-6所示，若某人的重量为500N，MO＝2NO，则双脚同时踮起时，每只脚的腓肠肌的作用力是【】A．125N（8）如图8-4-7所示杠杆中费力杠杆的是【】AB图8-4-7CD图8-4-6（9）用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，这样就能容易的拧下螺母【】A．套上的管子较重，可以省些力B．套上的管子较粗，使用比较方便C．套上管子后，可以用较大的力D．套上管子后，增大了力臂（10）请你仔细观察如图8-4-8所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重简要说明理由。

图8-4-8（11）用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平位置平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝还能在水平位置平衡吗实际做一做，然后回答：①你看到的现象是：；②猜想可能的原因是：；③猜想的依据是：。

（12）在探究杠杆平衡条件的实验中：①在实验时，使杠杆在位置平衡，其目的是。

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2格的A处挂有3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆的上挂上钩码（用一种方法），你的方法是③有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。

他们经过实验，获得了以下数据：动力动力臂阻力F2/N 阻力臂F1/N L1/cm L2/cm4 5 5 4于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们的实验过程存在什么问题第二节滑轮（1）升旗时，人站在地面上向拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个。

（2）如图8-5-2所示，甲图中使用的是，使用这种机械的好处是。

缺点是；乙图使用的是，使用这种机械的好处是，缺点是。

（3）用一根最多能承受200N拉力的细绳。

一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在不考虑摩擦，绳重和滑轮重的情况下，最多能吊起N的重物。

图8-5-5 图8-5-2 图8-5-3 图8-5-4（4）如图8-5-3，图中的滑轮是滑轮，如果重物重100N（滑轮重不计），滑轮上升速度5cm/s，则拉力F＝N，重物上升速度为，分析以下，这样使用滑轮组的好处在哪里。

（5）如图8-5-4所示，用一根结实的绳子在两根光滑的木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了，这幅漫画说明了。

（6）有一位举重运动员，他的体重为600N，他最多能举起800N的杠铃，这位运动员运用一个定滑轮提升一个重物时【】A．最多能提起600N的重物B．最多能提起800N的重物C．最多能提起大于600N，小于800N的重物D．最多能提起1400N的重物（7）使用定滑轮沿不同方向将物体匀速拉起时，拉力分别为F1、F2、F3，如图8-5-5所示，则三个力之间的关系是【】A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＝F2＝F3 D．F1＞F2＝F3（8）一滑轮组承担动滑轮和货物总重的绳子股数为6段，若一个动滑轮重10N，作用在绳子自由端的力F＝50N，摩擦不计，则货物重为【】A．15N C300N（9）工厂为了搬运一根笨重的机械近车间，某工人设计了如图8-5-6所示的四种方案（机械下方的小圆表示圆形钢管的截面），其中最省力方案是【】图8-5-6（10）一根绳子只能承受1000N的拉力，要用它提起2400N的重物，要求使用的滑轮的个数最少，且人的拉力方向向下，画出符合要求的滑轮组的装置图（滑轮重和摩擦不计）（11）如图①这幅漫画有②如果你是图面，你会如何改进装8-5-7所示，观察这幅漫画并回答什么科学道理中的瘦子，为了防止图中出现的尴尬场置（画图说明）图8-5-7（12）小红学习了简单机械后发现，所有的简单机械“省力、必然费距离”，没有即省力，又省距离的。