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专题专题17简单机械概况简单机械概况考点一考点一 杠杆杠杆1、定义定义：在物理学中，把在力的作用下能绕：在物理学中，把在力的作用下能绕_转动的硬棒叫做杠杆。转动的硬棒叫做杠杆。2、杠杆五要素杠杆五要素：（1）支点）支点O：杠杆绕着转动的固定点叫做：杠杆绕着转动的固定点叫做_；（2）动力）动力F1：使杠杆转动的力叫：使杠杆转动的力叫_；（3）阻力）阻力F2：阻碍杠杆转动的力叫：阻碍杠杆转动的力叫_；（4）动力臂）动力臂L1：_到到 _的距离；的距离；（5）阻力臂）阻力臂L2：_到到 _的距离；的距离；固定点固定点支点支点动力动力阻力阻力动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线支点支点支点支点【例【例5】（2012德州）如右图是小龙探究德州）如右图是小龙探究“杠杆平衡条件杠杆平衡条件”的的实验装置，用弹簧测力计在实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持水平平衡，拉若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持水平平衡，拉力力F的变化情况是（的变化情况是（）A变小变小 B变大变大 C不变不变 D无法确定无法确定【例例6】如右如右图图所示，所示，轻质轻质杠杆杠杆OA中点中点悬悬挂一重挂一重G=60N的物的物体，在体，在A端施加一端施加一竖竖直向上的力直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，则则F=_N；保持；保持F的方向不的方向不变变，将杠杆从，将杠杆从A位置匀速提到位置匀速提到B位位置的置的过过程中，力程中，力F将将_（填填“变变大大”、“不不变变”或或“变变小小”）B 30 不变不变 5、三种杠杆：、三种杠杆：杠杆杠杆类类型型特征特征优优点点缺点缺点应应用用省力杠杆省力杠杆省力省力起子，撬棒等起子，撬棒等等臂杠杆等臂杠杆l1=l2天平天平费费力杠杆力杠杆费费力力钓鱼钓鱼杆、杆、镊镊子子等等L1L2费距离费距离L1L2省距离省距离【例例7】下列器件中，属于省力杠杆的是（下列器件中，属于省力杠杆的是（）B【例例8】下下图图中的杠杆中，属于中的杠杆中，属于费费力杠杆是（力杠杆是（）A铡铡刀刀 B瓶盖起子瓶盖起子 C手推手推车车 D铁锨铁锨【例例9】（2012威海）如右威海）如右图图所示的是常用指甲刀的所示的是常用指甲刀的实实物及物及结结构示意构示意图图，下列，下列说说法中不正确的是（法中不正确的是（）A杠杆杠杆ABC是一个省力杠杆是一个省力杠杆B杠杆杠杆D处处刀刃刀刃较较薄，是薄，是为为了增大了增大压压强强C杠杆杠杆ABC上有粗糙的花上有粗糙的花纹纹，是，是为为了增大摩擦了增大摩擦D指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个费费力杠杆力杠杆D D【例例10】如如图图所示，人的前臂可所示，人的前臂可视为视为杠杆，当曲肘将茶杯向杠杆，当曲肘将茶杯向上上举举起起时时，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是()A前臂是省力杠杆，阻力臂前臂是省力杠杆，阻力臂变变大大 B前臂是省力杠杆，阻力臂前臂是省力杠杆，阻力臂变变小小C前臂是前臂是费费力杠杆，阻力臂力杠杆，阻力臂变变大大D前臂是前臂是费费力杠杆，阻力臂力杠杆，阻力臂变变小小【例例11】室内垃圾桶平室内垃圾桶平时时桶盖关桶盖关闭闭不使垃圾散不使垃圾散发发异味，使用异味，使用时时用脚用脚踩踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结结构示意构示意图图可确可确定（定（）A桶中只有一个杠杆在起作用，且桶中只有一个杠杆在起作用，且为为省力杠杆省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且桶中只有一个杠杆在起作用，且为费为费力杠杆力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是一个是费费力杠杆力杠杆DD 考点二考点二 滑轮滑轮1、定滑轮、定滑轮（1）定义：轴）定义：轴 _ 的滑轮。的滑轮。（2）实质：是一个）实质：是一个 _杠杆。杠杆。（3）特点：）特点：不省力：若不计摩擦和绳重，则拉力不省力：若不计摩擦和绳重，则拉力F=G物；物；若考虑摩擦和绳重，则拉力若考虑摩擦和绳重，则拉力FG物物.不省距离，也不费距离：绳子末端移动的距离不省距离，也不费距离：绳子末端移动的距离s等于等于 物体上升的高度物体上升的高度h，即，即s=h.可以改变力的方向。可以改变力的方向。固定不动固定不动等臂等臂【例【例12】在使用定滑轮时，沿如右图所示三个在使用定滑轮时，沿如右图所示三个方向用力拉起重物，三个力的大小是方向用力拉起重物，三个力的大小是()AF1最大最大 BF2最大最大 CF3最大最大 D三个力一样大三个力一样大D 2、动滑轮、动滑轮（1）定义：轴）定义：轴 _ 的滑轮。的滑轮。（2）实质：是）实质：是 _杠杆。杠杆。（3）特点：）特点：能省力：能省力：若不计摩擦、绳重和动滑轮重，则拉力若不计摩擦、绳重和动滑轮重，则拉力F=G物物2；若考虑动滑轮重，则拉力若考虑动滑轮重，则拉力F=（G物物+G动）动）2.费距离：绳子末端移动的距离费距离：绳子末端移动的距离s等于物体上升的高度等于物体上升的高度h的的2倍，倍，即即s=2h.不可以改变力的方向不可以改变力的方向随物体一起运动随物体一起运动动力臂是阻力臂动力臂是阻力臂二倍二倍的的省力省力【例【例13】（2012安徽）如图所示，利用动滑轮来提升一个重安徽）如图所示，利用动滑轮来提升一个重280N物体，拉力物体，拉力F竖直向上。竖直向上。（1）若忽略滑轮重，绳重和摩擦，则拉力）若忽略滑轮重，绳重和摩擦，则拉力F=_N；（2）若忽略，绳重和摩擦，滑轮重）若忽略，绳重和摩擦，滑轮重20N，则拉力，则拉力F=_N；140150【例例14】（2012包包头头）如）如图图所示，用三种方法拉所示，用三种方法拉动动同一物同一物体在相同的水平地面上做匀速直体在相同的水平地面上做匀速直线线运运动动，使物体以相等速度，使物体以相等速度移移动动相同的距离。所用拉力分相同的距离。所用拉力分别别是是F1、F2、F3，这这三个力的三个力的作用点移作用点移动动距离分距离分别别是是S1、S2、S3，移，移动动速度分速度分别为别为v1、v2、v3，不，不计计滑滑轮轮重及摩擦，重及摩擦，则则（）A.F1:F2:F32:1:4、S1:S2:S32:1:4B.F1:F2:F32:1:4、S1:S2:S32:4:1C.F1:F2:F32:4:1、v1:v2:v32:1:4D.F1:F2:F32:1:4、v1:v2:v32:4:1BD3、滑轮组、滑轮组（1）、构成：用绳子将）、构成：用绳子将 和和 串绕而成。串绕而成。（2）、特点：）、特点：（填（填“能能”或或“不能不能”）改变力的方向。）改变力的方向。能省力（能省力（n：与动滑轮相连的绳子股数，：与动滑轮相连的绳子股数，F：绳端的拉力）：绳端的拉力）A.若不计动滑轮的重量和摩擦，滑轮组用若不计动滑轮的重量和摩擦，滑轮组用n段绳子吊起重物，段绳子吊起重物，提起重物所用的力提起重物所用的力F=G物物n.B.若不计摩擦，滑轮组用若不计摩擦，滑轮组用n段绳子吊起重物，提起重物所用段绳子吊起重物，提起重物所用 的力的力F=(G物物+G动滑轮动滑轮)n.费距离：绳端移动的距离费距离：绳端移动的距离S，重物上升的高度，重物上升的高度h，S=nh.定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮能能（3）滑轮组绕线规律：）滑轮组绕线规律：“奇动偶定奇动偶定”“一动一定一动一定”“先内后外先内后外”“先小后大先小后大”“不重复绕、不交叉绕不重复绕、不交叉绕”当承担物重的绳子的股数当承担物重的绳子的股数n为奇数时，绳子是系在动滑轮的钩子上；为奇数时，绳子是系在动滑轮的钩子上；当承担物重的绳子的股数当承担物重的绳子的股数n为偶数时，绳子是系在定滑轮的钩子上；为偶数时，绳子是系在定滑轮的钩子上；（4）给滑轮组绕线的步骤：）给滑轮组绕线的步骤：根据题意算出绳子股数：根据题意算出绳子股数：（除不断的结果采用：进一法。）（除不断的结果采用：进一法。）根据根据n的奇偶性，利用的奇偶性，利用“奇奇动动偶定偶定”规规律，确定律，确定绳绳子起始端的位置。子起始端的位置。根据是否要改变用力方向，确定绳子自由端最后穿出的滑轮：根据是否要改变用力方向，确定绳子自由端最后穿出的滑轮：要改变用力的方向，绳子末端从要改变用力的方向，绳子末端从_滑轮穿出；滑轮穿出；不要改变力的方向，绳子末端从不要改变力的方向，绳子末端从_滑轮穿出。滑轮穿出。定定动动【例例15】如右如右图图所示，用一根所示，用一根结实结实的的绳绳子在子在两根光滑木棒上两根光滑木棒上绕绕几圈，一小朋友用力一拉，几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了。两位大力士竟撞在一起了。这这幅漫画幅漫画说说明了明了_。【例【例16】如右图所示的各种情况中，用同样大小的力如右图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（）（）A B C D滑轮组可以省力滑轮组可以省力C【例例17】（2012宜宜宾宾）如）如图图所示，用所示，用F为为30N的拉力，通的拉力，通过过滑滑轮组轮组拉着重拉着重为为300N的物体，在水平面上以的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向的速度向左做匀速直左做匀速直线线运运动动，则则物体受到的摩擦力大小物体受到的摩擦力大小为为 N。（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力）摩擦力）【例【例18】某人用某人用100牛的力提起了牛的力提起了350牛的重物，那么他可能牛的重物，那么他可能使用了（使用了（）A一个定滑轮一个定滑轮 B一个动滑轮一个动滑轮 C一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D一支杠杆一支杠杆90D【例【例20】（2012东营）一根绳子能承受的最大拉力为东营）一根绳子能承受的最大拉力为500N，一个人站在地上，想用这根绳子把一个人站在地上，想用这根绳子把1800N的重物提高的重物提高20m，请，请在右上图中画出绳子的绕法。在右上图中画出绳子的绕法。【例【例21】(2012达州达州)请你在图请你在图16中画出用滑轮组提升重物的最中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法。省力的绕绳方法。【例例22】电电气化气化铁铁路的高路的高压输电线压输电线，无，无论论在在严严冬冬还还是盛夏是盛夏都要都要绷绷直，才能使高直，才能使高压线压线与列与列车车的的电电极接触良好，极接触良好，这这就必就必须对须对高高压线压线施加恒定的拉力。施加恒定的拉力。为为此，工程此，工程师设计师设计了如左了如左图图所示的恒拉力系所示的恒拉力系统统，其，其简简化原理化原理图图如右如右图图所示。所示。实际测实际测量量得到每个水泥得到每个水泥块块的体的体积为积为1.510-2m3，共，共悬悬挂挂20个水泥个水泥块块。已知水泥已知水泥块块的密度的密度为为2.6103kg/m3，g取取10N/kg。（1）请指出右图中的动滑轮、定滑轮；）请指出右图中的动滑轮、定滑轮；（2）每个水泥块的重力是多少？）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？）滑轮组对高压线的拉力是多大？考点三考点三 其他简单机械其他简单机械1、轮轴、轮轴（1）构成）构成：由：由 _和和 _ 组成，组成，且能绕共同轴线旋转的简单机械。且能绕共同轴线旋转的简单机械。（2）应用：门把手、方向盘、辘轳、卷扬机等。）应用：门把手、方向盘、辘轳、卷扬机等。（3）特点：能省力。）特点：能省力。轮半径轮半径R是轴半径是轴半径r的几倍，作用在轮上的动力的几倍，作用在轮上的动力F1就是作用在阻力就是作用在阻力F2的几分之一，即的几分之一，即F1F2=rR.因为轮半径因为轮半径R大于轴半径大于轴半径r，所以，所以F1 _ F2.2、斜面、斜面（1）构成：往车上装重货物时，将木板搭在车厢上）构成：往车上装重货物时，将木板搭在车厢上就组成了一个斜面。就组成了一个斜面。（2）特点：能省力。）特点：能省力。斜面长斜面长l是斜面高是斜面高h的几倍，推力就是的几倍，推力就是 物重的几分之一；物重的几分之一；即即FG=hl 因为斜面长因为斜面长l大于斜面高大于斜面高h，所以，所以F _ G.一个轴一个轴一个大轮一个大轮【例例23】（2012桂林）桂林）小明通过仔细观察，发现简单机械小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将右图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个右图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个_（选填（选填“杠杆杠杆”、“滑轮滑轮”或或“轮轴轮轴”），属于），属于_（选填（选填“省力省力”或或“费力费力”）机械。）机械。【例【例19】（2012本溪）如图所示是使用简单机械匀速提升同本溪）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小，其中所需动力最小的是（的是（）轮轴轮轴省力省力D结束结束