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专题06 简单机械 教学案
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定义: 在力的作用下如果能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆
五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
杠杆的平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡
平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)
省力杠杆:L1>L2,F1<F2 特点: 省力费距离
费力杠杆:L1<L2,F1>F2 特点: 费力省距离
等臂杠杆:L1=L2,F1=F2 特点: 不省力、不省距离,能改变力的方向
滑轮是变形的杠杆
定义:中间的轴固定不动的滑轮
实质:等臂杠杆
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向
(不计轮轴间摩擦)F=G物。绳子自由端移动距离SF=重物移动的距离SG
定义:和重物一起移动的滑轮
实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向
理想的动滑轮:F=1/2G物,或F=1/2(G物+G动);S=2h
定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
理想的滑轮组:F=1/nG物或F=1/n(G物+G动);S=nh
绕绳方法:根据“奇动偶定”的原则
有用功:定义:对人们有用的功
额外功:定义:我们不需要但又不得不做的功
总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
定义:有用功跟总功的比值。
特点:有用功总小于总功,所以机械效率总小于1,常用百分数表示
提高方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦
测滑轮组机械效率实验
结论:影响滑轮组机械效率的主要因素有:动滑轮自重、物重、摩擦
重难突破
一. 杠杆、五要素、力臂画法、平衡条件
杠杆
1、定义: 一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
2、五要素:一点、二力、两力臂。
①“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示。
②“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示。
③“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示。)
3、杠杆的平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡。
4、平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
公式:F1L1=F2L2。
5、杠杆的分类和应用
(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2
特点:省力费距离,
应用:撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、钢丝钳、手推车;
(2)费力杠杆:L1<L2,F1>F2
特点:费力省距离,
应用:理发剪刀、钓鱼杆。
(3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2
特点:不省力、不省距离,能改变力的方向;
应用:天平. 许多称质量的秤,如杆秤、案秤。
典例1(2018•黑龙江)如图所示的简单机械中一定费力的是( )
A. B. C. D.
起瓶器 撬棒 羊角锤 钓鱼竿
【变式】如图的常见器具都应用了杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A. B. C. D.
托盘天平 独轮车 筷子 船桨
典例2(2018•广东)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L。
【变式】(2018•眉山)如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。
典例3(2018•齐齐哈尔)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡