知识点:杠杆

1.杠杆的定义

在力的作用下,能够绕着一个固定点旋转的坚硬杠杆,称为杠杆。(如跷跷板)

注意:杠杆可以是直的,也可以是弯的,还可以有各种形状,但它必须是坚硬的棒。

2.杠杆五要素

①支点:杠杆绕其转动的固定点,用O表示。

②动力:使杠杆转动的力,用F1表示。

③阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。

④动力臂:从支点到动力作用线的距离,用l1表示。

⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用l2表示。(力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画的一条直线)

注意:支点一定在杠杆上,而力臂不一定在杠杆上;动力和阻力的作用点都在杠杆上;力臂是支点到力的作用线的距离,而不是到作用点的距离。(认真区分作用线与作用点)

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关于杠杆,下列说法中正确的是(  )

A.杠杆一定是直的

B.使用杠杆时可以省力同时又省距离

C.动力臂一定等于支点到动力作用点的距离

D.动力臂不仅与动力作用点的位置有关,而且还跟动力的方向有关

3.力臂的画法

确定一点(支点),画两条线(力的作用线),从点(支点)向线(力的作用线)引垂线,支点到垂足的距离即为力臂,并标上相应的符号(l1或l2)。如下图:

确定一点

画两条线

引垂线

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如图甲所示,用钢丝钳剪铁丝时,钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,其中一个杠杆如图乙所示。请在图乙中:

(1)画出动力F1的力臂;

(2)从A、B两点中选择更省力的位置,在该点处画出阻力F2的示意图。

4.杠杆的平衡条件

含义:在力的作用下,如果杠杆处于静止状态或缓慢匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。

杠杆平衡条件:动力 X 动力臂 = 阻力 X 阻力臂(F1l1 = F2l2)

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在探究“杠杆的平衡条件”实验中,小华利用杠杆、细线、钩码等器材进行探究:

(3)操作完成后,杠杆在如图所示的位置重新平衡。小华多次在左右两侧各加挂等量钩码,并保持细线位置不变,发现杠杆每次都能平衡。通过记录上述实验数据,得出杠杆的平衡条件是:“如果支点左右两侧的力矩相等,杠杆才能平衡”。

请你分析这一过程得出的结论是否可信?(选填:“是”或“否”),理由是。

5.杠杆的分类

等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。平衡时:l1=l2   F1=F2。(如:托盘天平)

省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。平衡时:l1>l2   F1<F2。(如:核桃夹)特点:省力但费距离

费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。平衡时:l1<l2   F1>F2。(如:镊子)特点:费力但省距离

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如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是(  )

A.瓶盖起子

B.剪铁皮的剪刀

C.撬棒

D.船桨

知识点二:滑轮

1.定滑轮与动滑轮

定滑轮:工作时,轴不随物体运动。(实质等臂杠杆)

特点:可以改变力的方向,但是不省力。若不考虑绳重和摩擦时,利用定滑轮提起重为G的物体时,拉力F=G。②不省距离,若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=h。

动滑轮:工作时,轴随物体一起移动。(实质省力杠杆)

特点:能省力,但不能改变力的方向,若不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时,利用动滑轮提起重为G的物体时,拉力F=G/2。②费距离,若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=2h。

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借助简单机械将同一重物提升(忽略滑轮重、绳重及摩擦),如图装置中最省力的是(  )

<img image_type=”1″ img_height(大幅修改保持意思不变的 HTML 代码)

5. 滑轮组

定义:定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组。
特点:既能省力又能改变力的方向
滑轮组省力 F、移动距离 s 及速度 v 情况:
竖直滑轮:

情况一:不考虑动滑轮重、绳重及摩擦:F = G / n,s = nh,v = nv

情况二:不考虑绳重及摩擦:

F = (G + G) / n,s = nh,v = nv

水平滑轮:

不考虑滑轮及绳子的摩擦:F = f / n(f 为物体受到的滑动摩擦力),s = ns,v = nv

【注意】n 为动滑轮上绳子的股数,n 的判断方法:只看动滑轮,即数直接与动滑轮相连的绳子的股数即为 n 的值。

滑轮组的绕线方式:

从钩子出发,上下交替,从里向外(绳子在受力的时候处于拉直的状态,所以在画绕线方式的时候一定要用刻度尺画)

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如有一物体放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组利用 300N 的力将重物匀速提到楼上,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。

知识点三:机械效率

1. 有用功(W):对人们有用的功(有用功就是为了达到某一目的而必须做的功;做功中,有用功越大越好)

2. 额外功(W):人们不需要,但是又不得不做的功。

3. 总功(W):有用功与额外功之和(W = W + W

4. 机械效率:有用功与总功的比值,叫做机械效率。(机械效率必然小于 1)

【注意】① 机械效率的高低只能说明有用功在总功所占比例的大小,与是否省力、做功多少无关;② 功率大,机械效率不一定高;机械效率高,功率不一定大,请大家不要混为一团!

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(多选题)火神山建设工地上,工人师傅用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重物,甲滑轮组将重物举高 1m,乙滑轮组将重物举高 2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是(  )

A.甲滑轮组拉力大,做的额外功少

B.乙滑轮组省力,所以它的机械效率

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在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,康维佳用滑轮组作了3组实验,实验数据记录如下

(1)根据实验数据请在图中完成滑轮组的绕线。

(2)实验过程中,应竖直向上拉动绳子自由端的弹簧测力计。

(3)在进行第3组数据测量时,滑轮组的机械效率为。

(4)分析表中数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高。

(5)在进行第2组数据测量时,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为W,滑轮组做的额外功为J。

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如图所示,沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N,升高的高度为0.5m,AB的长度为1m,求:(g=10N/kg)

(1)拉力做的有用功:

(2)斜面的机械效率;

(3)物体受到的摩擦力。

(4)请提出提高该斜面效率的方法:

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