内容正文:
简单机械
杠杆的平衡条件为:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1 l1 = F2 l2.
l1
∟
l2
∟
为什么使杠杆保持水平静止?
1.便于直接读出力臂。
2.杠杆的重心在支点,为了消除杠杆自身重力对实验的影响;
o
l1
F2
F1
乙
l2
∟
F2
1.使用弹簧测力计进行实验
【实验反思】
F2
共性特点是其中一个力可以让杠杆沿顺时针方向转动,另一个力可以让杠杆沿逆时针方向转动。
省力杠杆
l1 > l2
F1 < F2
特点:省力费距离
常见的省力杠杆:羊角锤、钳子、独轮车、起子、核桃夹等。
费力杠杆
l1 < l2
F1 > F2
特点:费力省距离
镊子
常见的费力杠杆:人的前手臂、船桨、镊子、筷子、钓鱼竿等。
等臂杠杆
l1 = l2
F1 = F2
特点:既不省力也不省距离
常见的等臂杠杆:天平、定滑轮等。
力臂的画法
(1)找支点;
(2)找力的作用线;(3)作垂线段;
F1
l1
◎
o
F2
l2
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
l
最小动力的作法
寻找最大动力臂的方法:①动力的作用点确定,连接支点到动力作用点即为最大动力臂;
3.如图为某一轻质杠杆,其中O点为支点,在B点悬挂一物体,要使杠杆在图中位置处于静止(平衡)状态,在图中的A点画出所需的最小力F的示意图及其力臂。
F1
L
寻找最大动力臂的方法:②动力的作用点没有确定时,杠杆上哪一点离支点最远,连接这一点到支点的距离即为最大动力臂。
4.如图,在杠杆AB上挂了一个重为G 的
物体.为使杠杆在图中的位置静止.请在
杠杆上画出最小的动力F 和它的方向。
F1
5.请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。
6.如图,画出在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡。
7.如图,杠杆自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,请在图中画出最小的动力F1、动力臂L1。
F
F1
F1
L1
①省力:F1=1/2(G物+G动)
②费距离: S绳=2h物 v绳=2v物
③不能改变方向
①不省力: F拉=G
②不省距离: S绳=h物; v绳=v物
③但能改变力的方向
n=3
3F
G物+G动
滑轮组的特点:
(1)动滑轮被几段绳子承重,所用的力就是
若不计滑轮重
(2)绳子自由端移动的距离等于物体上升的距离的n倍:
s绳=nh物
v绳=nv物
有用功:
额外功:
总 功:
不计绳重和摩擦,
η=
W有用
W总
=
G物h
Fs
=
G物
G物+G动
=
G物
nF
对于同一滑轮组,机械效率与提升的高度无关、与滑轮组绕法(n=2或是n=3)无关
要克服滑轮重力和摩擦而额外做功,否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做,是额外功。
18 三月 2026
提高滑轮组机械效率
同一滑轮组,提升重物越重,动滑轮越少,机械效率越高。
1.增加物重
2.减小动滑轮的重
3.减小绳重及摩擦
0
1
2
3
4
5
N
0
1
2
3
4
5
斜面机械效率
η=
W有用
W总
=
Gh
F拉 s
斜面越陡,越光滑,机械效率越高
要克服滑轮重力和摩擦而额外做功,否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做,是额外功。
18 三月 2026
例5.如图所示,小亮将一个重为 的物块从斜面
底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为
。物块沿斜面移动的距离 ,上升的高度
。小亮对物块做的有用功是____,总功
是____ 。
2.1
2.5
21
若不计动滑轮重、绳重,
η=
W有用
W总
=
f摩s物
F s绳
要克服滑轮重力和摩擦而额外做功,否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做,是额外功。
18 三月 2026
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Lavf58.33.100
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn
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$验目的,探究杠杆的平衡条件实验器材,铁架台带刻度线的杠杆,已知质量。的钩码实验。步骤。具体实验过程。首先,将铁架台放置在桌面中央。把杠杆组装在铁架台上,通过调节平衡螺母使杠杆平衡。这里调节平衡螺母的规则就是哪边高,平衡螺母就往哪边调。观察杠杆发现右边高,所以将平衡螺母向右调节,更改。平衡后。在杠杆左侧挂两个钩码。在右侧挂一个钩码,每个钩码质量为50克,也就是重力为0.5牛。此时杠杆平衡,独孤左侧动力为一牛,动力臂为5厘米,右侧阻力为0.5牛,阻力臂为10厘米。重复上述步骤,在杠杆左侧挂两个钩码。右侧挂两个钩码。杠杆平衡后,读出左侧动力为一牛动力臂为10厘米,右侧阻力为一牛阻力臂为10厘米,取下钩马。我们再重新挂不同数量的钩码,在杠杆左侧挂三个钩码。在右侧挂一个钩码儿。杠杆平衡后读出左侧动力为1.5牛动力臂为5厘米,右侧阻力为0.5牛阻力臂为15厘米。实验分析,通过三次实验记录的数据,我们发现在杠杆达到平衡时,动力与动力臂的乘积值等于阻力与阻力臂的乘积值。实验结论,杠杆的平衡条件为动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即F1L1等于F2L2。
定滑轮和动滑轮的特点实验目的探究定滑轮和动滑轮的特点。实验器材,铁架台、滑轮、刻度尺、钩码、弹簧测力计。实验步骤。具体实验过程,首先,将刻度尺固定在铁架台上。取一个滑轮,同样固定在铁架台上,这个滑轮就成为了定滑轮。将一个钩码挂在绳子的一端。让绳子穿过定滑轮。绳子的另一端挂在弹簧测力计挂钩上。组装好以后,竖直向下缓慢拉动钩马,已知是0.4牛,观察到弹簧测力计的示数同为0.4牛。钩码竖直向上移动了14.5厘米,测得绳子自由端同样移动了14.5厘米。我们再将钩码换成两个。同样的竖直向下缓慢拉动弹簧测力计,观察到钩码竖直向上运动,两个钩码的重力为0.8牛,此时弹簧测力计的拉力也为0.8牛,钩马向上移动了11厘米,绳子自由端也移动了11厘米。实验分析通过两次测量的数据发现,使用定滑轮的过程中,拉力大小与钩码重力相等,所以定滑轮不省力。再看拉力的方向与钩马运动方向相反,说明定滑轮可以改变力的方向,同时观察到绳子自由端的距离与钩码移动的距离相等,说明定滑轮也不省距离。取一个滑轮作为动滑轮,同样挂上两个钩码。铝制钩马和动滑轮总重力为1.4牛竖直向上缓慢拉动弹簧测力计,观察到钩马竖直向上运动,弹簧测力计的示数为0.7牛,钩码向上移动了10厘米,同时测得绳子自由端向上移动了20厘米。实验分析,通过测量发现,绳子自由端的拉力大小是钩码重力的2分之1,说明动滑轮可以省一半的力。在钩码向上移动的过程中,拉力的方向也向上,说明动滑轮不能改变力的方向。同时观察到绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的2倍,说明动滑轮费距离。实验结束后,整理好器材。实验结论,一、定滑轮的特点,使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但可以改变力的方向。2、动滑轮的特点,使用动滑轮能省力,但费距离,且不能改变力的方向。
测量机械效率。实验。目的,学会测量滑轮组的机械效率。实验器材,铁架台、刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮。实验。步骤。具体实验过程。首先将刻度尺固定在铁架台上,组装。滑轮组。组装完成后。用手缓慢拉动弹簧测力计,已知钩码的重力为0.4牛,观察到弹簧测力计的示数为0.3牛,测量出钩码向上移动8厘米,绳子自由端向上移动了24厘米。在滑轮组。中我们把重物重力做的功叫做有用功,用W有等于G乘以H计算。绳子自由端所受拉力做的功叫做总功用,W总等于F乘以S计算。最后根据机械效率公式,伊塔等于W有除以W总乘以100%算出滑轮组。的机械效率。实验分析,根据测量数据可以得到有用功等于0.03焦耳,总功等于0.07焦耳。所以根据机械效率公式计算得到滑轮组的机械效率约等于44.4%。改变动滑轮所挂钩码数量,我们接下来挂两个钩码。已知两个钩码的总重力为0.8,牛同样缓慢竖直向上拉动弹簧测力计。观察到弹簧测力计的示数为0.45牛,测出钩码向上移动5厘米,绳子自由端向上移动15厘米。实验分析,根据测量数据可以得到,有用功等于0.04焦,总功等于0.0675焦。所以根据机械效率公式计算得到,滑轮组的机械效率约等于59.3%。对比上述数据可以发现,增加钩码重力,滑轮组的机械效率增大。实验结束后整理器材。实验结论,要测量滑轮组的机械效率,就要测算出有用功和总功。我们把有用功与总功的比值叫做机械效率。对于同一个滑轮组,提升重物越重,机械效率越高。