第十二讲 简单机械-全国重点高中提前招生专用教材九年级中考物理

皇同量台高中提刷铅生专用教闭 九年级（中考）物理 第十二讲 简单机械 知飒清单 ZHISHIOINGDAN ①杠杆 ②)滑轮 (1)杠杆的定义：在力的作用下能绕着固定点转动的 (1)定滑轮： 硬棒叫作杠杆。它可以是直的，也可以是弯的，其形状是 ①定义：工作时滑轮的轴保持静 任意的。 止不动的滑轮称为定滑轮。 (2)杠杆的五要素： ②实质与作用：实质是一个等臂 ①支点O:杠杆绕着转动的固定点叫作支点。 杠杆，支点在轴心，如图所示。它既 ②动力F,:使杠杆转动的力叫作动力。 不省力也不费距离，但能改变力的作 ③阻力F:阻碍杠杆转动的力叫作阻力。动力和阻 用方向。 力必须作用在杠杆上 (2)动滑轮： ④动力臂：从支点到动力作用线的距离叫作动 ①定义：工作时滑轮的轴随重物一起移动的滑轮称 力臂。 为动滑轮。 ⑤阻力臂(：从支点到阻力作用线的距离叫作阻力 ②实质与作用：实质是一个动力臂 臂。力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，若力的作用线 为阻力臂二倍的杠杆，支点在固定一端 恰好通过支点，则力臂为0，该力对杠杆就无转动效果。 的绳子与滑轮的切点上，如图所示。它 可以省一半力但要费一倍距离，它不能 (3)杠杆的平衡： 改变力的方向。 ①定义：杠杆保持静止或匀速转动，我们就说杠杆处 (3)滑轮组： 于平衡状态，通常情况下我们讨论的是杠杆处于静止时 把定滑轮和动滑轮组合在一起的一种装置就是滑轮 的平衡状态。 组，组合成的滑轮组既可以省力，又可改变力的方向。重 ②平衡条件： 物和动滑轮由几段绳子承担，则所用的拉力就是总重力 F山=R6或2-号 的儿分之一，即F=1G(n为承担动滑轮和重物的绳子段 在物理学中，我们把力和力臂的乘积叫作力矩，用M 数)：此时动力作用点移动的距离s就是阻力作用点移动 一F·L表示，则杠杆的平衡条件可表述为：动力矩一阻 距离h的几倍，即s=h。 力矩，即M=M。如果存在多个动力或阻力，则杠杆平 注意：(1)使用滑轮组提起重物时，如何计算绳的段 衡条件可表述为：动力矩和=阻力矩和。由此可见决定 数？我们知道，当用绳子串绕在滑轮组上，绳子就被动滑 杠杆转动效果的不是力而是力矩。 轮和定滑轮分成几段，除了手拿着一端需要判嘶是否承 (4)杠杆的应用分类 担总重外，其余几段都承担总重。手拉这一段如果与定 ①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。它的特点 滑轮直接接触就是不承担总重，这一段就不要计数，它只 是省力但费距离。如：剪铁皮的剪刀、撬棒等。 是改变了力的作用方向：手拉的一段如果与动滑轮直接 ②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。它的特点 接触就是承担总重，这一段就要计数。 是省距离但费力。如：理发用的剪刀、钓鱼竿等 (2)若绕制滑轮组的绳子不是用一根绳子，则不能套 ③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。它的特点 用上面的方法来计算，这时可以从力的平衡关系进行分 是既不省力也不省距离。如：天平等。 析，由于我们的问题中所用的绳子都是不可伸长的，则同 一根绳子承担的力都相等，不是同一根绳子承担的力则 96 九年级（中考）物理 第十二讲简单机械 九年级（中考）物理 不一定相等。 示物重，在不计摩擦的情况 3)轮轴 下，有F=2·G.由于h (1)定义：大轮和小轮（轴）的轴线重合，并能绕共同轴线 总是比2L小很多，因此F 旋转的简单机械。其实质是一个可以连续转动的杠杆。支 比G也就小很多，所以使用 点O在轴线上，轮半径为动力臂，轴半径为阻力臂。 螺旋很省力。 (2)轮轴的计算： 证明：（方法一：用斜面 根据杠杆的平衡条件可知，如果轮半径是轴半径的 和轮轴公式证明) 几倍，作用在轮上的动力F,就是作用在轴上的阻力F 螺旋的螺纹是斜面的变形，设螺纹到轴心的距离为 的几分之一，即=尽，当动力作用在轮上，阻力作用在 d,若螺旋转动一周，则此斜面长为2L,斜面高为h, 轴上才能省力。 所以作用在螺纹上的力F-流·G…0 注意：(1)由于轮轴是一个可以连 对于螺纹和手柄是轮轴的变形，F作用在轴上，F作 续旋转的杠杆，动力臂、阻力臂都可连 用在轮上。 续绕支点O旋转，当被提起的绳子绕 由轮轴公式：F·d=F·L…② 在旋转的圆上，重物提高的高度可以 得到很大的增加，这就是使用轮轴的最大特点。例如农 由0@有：f-点·G 村从深井中提水的辘轳就是使用这个原理工作的。 (方法二：用功的原理证明) (2)轮与轴是连接在一起的整体，轮轴工作时，轮与 当螺旋转动一周时，动力对螺旋做的功W,一F·2L 轴都绕着共同的轴线转动，大轮转一周轴也转一周。 螺旋对物休所做的功W,=Gh (3)当动力和阻力都沿轮和轴的切线方向作用时，如 图所示，轮半径和轴半径分别是动力臂OA和阻力臂OB, 由功的原理有W=W,F=流·G 如果动力不是沿切线方向时，则动力臂将不是OA而是 (