學(xué)好簡單機(jī)械的關(guān)鍵

1、學(xué)好簡單機(jī)械的關(guān)鍵江蘇豐縣廣宇中英文學(xué)校劉慶賀簡單機(jī)械包括杠桿、滑輪、輪軸和斜面等，重點(diǎn)內(nèi)容是杠桿、杠桿的平衡條件、滑輪和滑輪組等。掌握以下關(guān)鍵點(diǎn)就能順利地學(xué)好本部分內(nèi)容。 一、杠桿 學(xué)習(xí)杠桿的關(guān)鍵點(diǎn)：（1）支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，同一根杠桿使用方法不同，支點(diǎn)的位置可能不同，要能根據(jù)具體情況區(qū)分支點(diǎn)。（2）畫動(dòng)力或阻力時(shí)應(yīng)注意力的作用點(diǎn)和方向。動(dòng)力和阻力都是杠桿受到的力，其作用點(diǎn)都在杠桿上。有同學(xué)認(rèn)為同一根杠桿上動(dòng)力和阻力的方向一定相同，有同學(xué)認(rèn)為一定不同，這都是錯(cuò)誤的。正確的認(rèn)識(shí)是：動(dòng)力和阻力能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的。即一個(gè)力能使杠桿向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一個(gè)力一定

2、是能使杠桿向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，而是支點(diǎn)到力的作用線的距離。借用幾何用語，力臂不是點(diǎn)到點(diǎn)的距離，而是點(diǎn)到直線的距離。作點(diǎn)到直線的距離必須使用直角三角板的兩個(gè)直角邊。 例1小明進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務(wù)后，又多加了一個(gè)彈簧測力計(jì)繼續(xù)進(jìn)行探究。他的困惑是：在圖1所示杠桿已經(jīng)平衡的情況下，不知道怎樣測彈簧拉力的力臂。請你在圖1中幫小明作出彈簧拉力F對支點(diǎn)O的力臂。  解析：畫力臂可以按“找點(diǎn)、畫線、作垂線、標(biāo)符號(hào)”這樣的步驟完成?！罢尹c(diǎn)”找支點(diǎn)。由題意知，杠桿的支點(diǎn)是O；“畫線”畫出力的作用線。將F分別

3、向兩端延長，變?yōu)橐粭l直線，就是力的作用線?！白鞔咕€”用直角三角板的兩條直角邊從支點(diǎn)O向力的作用線畫垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂?！皹?biāo)符號(hào)”把支點(diǎn)到垂足的距離用大括號(hào)或帶箭頭的線段勾出，在旁邊標(biāo)上字母L。 答案：如圖2所示。 二、杠桿平衡條件及應(yīng)用 （1）利用來判斷一個(gè)桿桿是否平衡，若等式成立桿桿平衡，反之不平衡。 （2）利用進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。先根據(jù)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，找出動(dòng)力和阻力；再根據(jù)支點(diǎn)的位置，確定每個(gè)力的力臂；最后根據(jù)杠桿的平衡條件，代入數(shù)據(jù)計(jì)算出結(jié)果。 （3）三種杠桿的劃分：依據(jù)是杠桿的平衡條件，即，若L1>L2，則F1<F2；

4、同理可得出其它結(jié)論。三種杠桿的劃分與比較見下表。 杠桿名稱力臂的比較力的比較距離的比較特點(diǎn)省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂動(dòng)力小于阻力動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離能省力但費(fèi)距離費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂動(dòng)力大于阻力動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離小于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離費(fèi)了力但能省距離等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂動(dòng)力等于阻力動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離等于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離雖不省力但能改變用力的方向 例2  桿秤是一種很古老但現(xiàn)在仍然在廣泛使用的一種測量質(zhì)量的工具。小林同學(xué)用一桿秤稱一實(shí)心球的質(zhì)量，如圖3所示。當(dāng)桿秤在水平位置平衡時(shí)，秤砣拉線正好壓在4 kg的刻度線上。根據(jù)秤砣拉線、提紐和稱

5、鉤所在秤桿的位置之間的距離的粗略關(guān)系，可以估測出秤砣的質(zhì)量大約是（    ）  A10 g B400 g C1000 g D4000 g 解析：桿秤是利用杠桿的平衡條件工作的，桿秤平衡時(shí)滿足。此時(shí)的F1F2分別是實(shí)心球和秤砣對秤桿的拉力，其大小就等于它們受到的重力。秤砣拉線正好壓在4 kg的刻度線上，說明實(shí)心球的質(zhì)量為4 kg。當(dāng)桿秤在水平位置平衡時(shí)，提紐到稱鉤所在秤桿位置的距離，及提紐到秤砣拉線的距離分別是L1L2。根據(jù)圖3估計(jì)L2=4L1。 答案：C 例3  汶川地震中，

6、滾滾的山石擋住了道路。增援人員要用撬棒撬開山石，分別沿如圖所示的四個(gè)方向用力，其中最省力的是 A沿F1方向  B沿F2方向   C沿F3方向  D沿F4方向  分析：題目中撬棒的支點(diǎn)是O，什么時(shí)候最省力呢？根據(jù)杠桿的平衡條件,在F2 、L2不變的情況下，要使F1 最小，必須使L1 最大。L1 的最大值是多少呢？圖中L1 的最大值就等于O點(diǎn)到手的距離，與之垂直的力就是最小的力。 答案：C 點(diǎn)撥：要作出使杠桿平衡的最小的力，根據(jù)杠桿的平衡條件，必須使這個(gè)力的力臂最長。一般情況下，這個(gè)最長的力臂就是從支點(diǎn)到力的

7、作用點(diǎn)的長度, 與之垂直的力就是最小的力。 三、定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的比較 類型定義特點(diǎn)實(shí)質(zhì)重物提升的高度h與繩子通過的距離s的關(guān)系定滑輪使用過程中，滑輪的位置不改變不省力，但可以改變用力方向 物（不計(jì)摩擦）等臂杠桿s = h動(dòng)滑輪使用過程中，滑輪的位置隨物體改變能省力，但不能改變用力方向 F =（G物+G動(dòng)）（不計(jì)摩擦）動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿s =2h滑輪組將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起即為滑輪組可以省力，也可以改變用力方向 F =（G物+G動(dòng)）（不計(jì)摩擦，n 指承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)） s = nh（n 指承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)）

8、 例4  如圖5所示，不考慮滑輪與輕繩之間的摩擦，米袋總重為800N，而繩上吊著的靜止的“紳士”重500N，則米袋對地面的壓力為（      ）     A500N       B250N       C300N        D800N  解析：從圖5判斷，圖中的滑輪是定滑輪，

9、“紳士”通過定滑輪對米袋向上的拉力等于他的重力，則米袋對地面的壓力為800N-500N=300N 答案：C 例5  用滑輪組將一個(gè)重為5N的物體勻速提升10cm，由圖6可知，繩端受到的拉力F為        N，繩端移動(dòng)的距離s為        cm。  解析：繩端受到的拉力可以通過彈簧測力計(jì)讀出，為20N。從滑輪組的繞線可以看出有三股繩子連著動(dòng)滑輪，所以n=3，則s = nh =3×10cm=3

10、0cm。 答案：20    30 例6  小漢同學(xué)在“研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與課本中“使用動(dòng)滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對這一事實(shí)，下列做法中最不可取的是（     ） 實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N拉力F/N110065215090320115  A與同學(xué)分析可能原因 B實(shí)驗(yàn)失敗，停止實(shí)驗(yàn) C改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，重新實(shí)驗(yàn) D查閱資料，了解結(jié)論的適用條件  解析：對于“使用動(dòng)滑輪能省一半力”，我們是通過實(shí)驗(yàn)探究得出來的?？墒切h同學(xué)在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻與課本中的結(jié)論不符。問題在哪里呢？題目排除了操作錯(cuò)誤，記錄的數(shù)據(jù)也正確。實(shí)際上，物理中的許多結(jié)論都是在忽略某些次要因素的基礎(chǔ)上得出的?！笆褂脛?dòng)滑輪能省一半力”，是在不考慮動(dòng)滑輪和繩子的重力，并不考慮摩擦的情況下獲得的結(jié)論。而