第十二章 简单机械-【口袋书】2023年中考物理必背知识手册（思维导图+背诵手册）

第十二章 简单机械 【思维导图】 【必背手册】 ★知识点一：杠杆 1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。 （1）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。 （2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。 2.杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。 注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。 力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。 【知识拓展一】杠杆作图 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 延长力的作用线(虚线)； ⑶ 画力臂(实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线)； ⑷ 标力臂。 【知识拓展二】杠杆五要素的理解 (1)杠杆可以是直的，也可以是弯的。，但在外力的作用下不能变形。例如：撬棒、跷跷板、抽水机、手柄等。 (2)定义中的力，是指作用在杠杆上的动力和阻力，且动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力不一定相反。 (3)杠杆在力的作用下，绕固定点转动而不是平动。 (4)不论动力和阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。 (5)阻力绕支点转动的方向与动力绕支点转动的方向相反。 (6)不可把从动力作用点到支点的距离作为动力臂，或把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂。 【知识拓展三】杠杆支点的辨别方法 支点是相对于杠杆不动的点，但支点一定在杠杆上，支点不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。若让力的作用线恰好过支点，则力臂是零，这个力不能使杠杆转动。 ★知识点二：杠杆作图 杠杆示意图的画法： （1）根据题意先确定支点O； （2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长； （3）从支点向力的作用线画垂线，并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂； 第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。 第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“F1”表示。这个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。 第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。 甲 乙 丙 ★知识点三：杠杆平衡条件 （1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 （2）杠杆的平衡条件实验 图（4） 图（5） 1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。 2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。 （3）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。 【知识拓展】探究杠杆平衡条件 1.实验内容 【实验目的】杠杆平衡条件实验验证。 【实验器材】铁架台、带刻度的杠杆、钩码。 【实验原理】动力×动力臂=阻力×阻力臂 。 【实验步骤】一、组装、调节杠杆，使横梁平衡（调节杠杆两端的平衡螺母）。 二、用细线在左右两端悬挂数量不同的钩码，左为动力，右为阻力。固定动力臂和动力不变，选取适当的阻力（钩码个数），移动阻力位置，直至杠杆平衡。分别记录动力、动力臂和阻力、阻力臂，并计入表格。 三、重复上述步骤两次（要求每次必须改变动力和动力臂），并计入表格。 四、分别计算每次试验的动力×动力臂和阻力×阻力臂，填入表格。 五、实验表格 次数 动力 动力臂 动力×动力臂 阻力 阻力臂 阻力×阻力臂 1 2 3 六、整理器材。 【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂。 2.考查内容 考查