3.4简单机械-2023-2024学年九年级科学上册同步精讲精练（浙教版）

第3章　能量 3．4　简单机械 【知识必备】 考点一 杠杆 1.定义：一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。 注意： (1)杠杆可以是直的，也可以是弯的，但一定是硬的。(2)力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。(3)动力、阻力都是杠杆受到的力，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方向相反。 2.五要素：(如图所示) (1)支点：杠杆绕着转动的固定点O叫做支点； (2)动力：能够使杠杆转动的力叫做动力； (3)阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力； (4)动力臂：从支点到动力作用线的距离叫做动力臂； (5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。 3.画力臂的步骤： (1)从给出的机械中辨认出杠杆的部分，并找出支点O； (2)确定力的方向，画出力的示意图，沿力的方向作出力的作用线； (3)过支点O作力的作用线的垂线，必要时用大括号勾出力臂的两端，并用相应的符号表示，即为力臂。 警示：力臂是支点到力的作用线的距离，千万不能理解为支点到力的作用点的距离；力臂不一定在杠杆上，如果力的作用线过支点，则力臂为零。 【例1】如图所示，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间，图钉作为杠杆，其支点是( ) A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 考点二 杠杆的平衡条件 1.杠杆的平衡：杠杆静止或匀速转动。 2.杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 表达式：。 警示： 在探究杠杆平衡条件实验中：(1)实验前要将杠杆调到水平平衡，目的是让杠杆的重力作用线过支点，这样可忽略杠杆重力对实验的影响。(2)实验中保持杠杆水平平衡，这样做的好处是便于从杠杆上直接读出力臂的大小。 (3)如果根据数据得出“动力+动力臂＝阻力+阻力臂”，错误原因是将不同的物理量进行了加法运算。(4)如果根据数据得出“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，错误原因是没有改变动力或阻力的方向。 【例2】安全阀常作为超压保护装置。如图3-4-3是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6厘，OA∶AB＝1∶2，若锅炉能承受的最大压强为帕，大气压强为帕，则在B处应挂 牛的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向 (选填“左”或“右”)移动。 【例3】如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力最小的是( ) 方法： 利用杠杆平衡条件解决的问题主要有两类： (1)根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡：此类问题需要计算相应力和力臂的乘积,根据是否相等进行判断。(2)已知杠杆是平衡的，根据平衡条件计算力或力臂的大小或判断动力的变化：若需要计算力或力臂的大小，就需要知道另外三个量的大小；若要判断动力的变化，就需要明确阻力、动力臂和阻力臂的变化特点。 考点三 杠杆的应用 我们可以把杠杆分成三类： 杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应用 省力杠杆 ＞ ＜ 省力 费距离 起钉锤，瓶盖起子等 费力杠杆 省距离 费力 钓鱼竿，理发剪刀等 等臂杠杆 既不省力也不省距离 天平 方法： 省力杠杆、费力杠杆的判断方法：(1)比较动力臂和阻力臂的长短关系。(2)思考它的用途和作用效果。例如,剪铁皮的剪刀很容易把铁皮剪开，那它一定是省力的。(3)比较动力和阻力的运动距离大小,运动距离大则省力,运动距离小则费力。 【例4】如图所示的器具，属于省力杠杆的是( ) A.镊子 B.独轮车 C.托盘天平 D.筷子 考点四 定滑轮和动滑轮 1.滑轮：是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。 2.定滑轮： (1)定义：在使用时，轴固定不动的滑轮。 (2)特点：能改变力的方向，但不能省力。 3.动滑轮： (1)定义：使用滑轮时，转动轴与重物一起移动的滑轮。 (2)特点：能省力，但不能改变力的方向，且要费距离。 方法： 识别动滑轮、定滑轮的方法：提升重物时，观察轴是否与重物一起移动，移动的是动滑轮，固定不动的是定滑轮。 4.定滑轮和动滑轮的实质 (1)滑轮是一种变形的杠杆，因为滑轮可以连续旋转，所以滑轮可以看做一个连续旋转的杠杆。 (2)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F＝G，所以不省力。定滑轮实质是一个等臂杠杆。 (3)动滑轮也可