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(共21张PPT)
第6讲 简单机械
知识要点
学习指引
知识要点
1.杠杆：杠杆可以是直的，也可以是弯的，但它一定是硬棒，即不能变形的棒。
（1）杠杆五要素
五要素 定义 示例与注意事项
支点(O) 杠杆绕其转动的固定点 会分析生活中杠杆的支点
(假设物体转起来，会绕……)
动力(F1) 使杠杆转动的力 (1)F1、F2均为杠杆受到的力，
作用点应画在杠杆上；
(2)动力F1为绳对杆的拉力，
F2＝G
阻力(F2) 阻碍杠杆转动的力 动力臂(l1) 从支点O到动力作用线的距离 (1)作用线：力所在方向的直线；
(2)作垂线，且用虚线，加大括号
并标注l1、l2；
(3)作用线延长用虚线
阻力臂(l2) 从支点O到阻力作用线的距离
学习指引
知识要点
（2）杠杆平衡
杠杆的平衡状态：杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 即：F1l1=F2l2
研究杠杆平衡实验：
1. 实验前要 调节杠杆平衡的原因是：防止杠杆自身重力对实验造成影响。
2. 挂上钩码后要调节杠杆在水平位置平衡的目的是：便于直接从杠杆上读出力臂。
3. 多次实验的目的是：避免偶然性，得出普遍规律。
学习指引
知识要点
2.机械效率
定义 　有用功跟总功的比值
提高方法 (1)减小动滑轮重(2)减小机械装置间的摩擦(3)增加物重（与移动距离无关）
(竖直匀速提升物体) W有＝Gh
W总＝Fs
W额＝W总－W有
(W额＝WG动＋WG绳＋Wf)
学习指引
知识要点
2.机械效率
学习指引
方法指导
（二）方法指导
1.杠杆题必须先找到正确的五要素特别是选择最佳支点，利用保持不变的条件解决问题
2.滑轮组的题目要看清移动距离是物体的还是绳子拉过的距离，切忌胡乱套条件
3.机械效率的题要看清动滑轮重、绳重和摩擦是否忽略不计。
典型例题
【例1】轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G。为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图(不要求写出计算过程)。
F=40N
典型例题
【例2】如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（　 　）
A．将a点向左移
B．将b点向右移
C．换一个质量较小的秤砣
D．将a、b点都向左移等长距离
D
典型例题
【例3】小和尚甲、乙将总质量30kg的水桶（含水）用轻绳悬于轻质木棍的O点，分别在A、B点以竖直向上的力共同抬起木棍，如图，已知AO：BO=3：2，忽略手对木棍的作用力。
（1）将水桶从地面缓缓抬起50cm，至少需克服水桶（包括水）的重力做功___________J；
（2）若抬起水桶后木棍保持水平，小和尚乙肩部所受压力为多大？
150
G×OA=F×AB
300N×3L=F×5L
F=180N
典型例题
【例4】如图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）。则下列说法中正确的是（ ）
A．F的大小为30N
B．2s内拉力F所做的功是12J
C．A物体滑动时受到的摩擦力为20N
D．当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动速度为0.2m/s
B
典型例题
【例5】如图甲所示，某人用200N的力F使物体A沿水平方向匀速直线运动了2m，这个人克服物体A的重力做功________J.若将此滑轮组用来提升物体A，如图乙所示 （不计绳的重力和滑轮各处的摩擦），这时滑轮组的机械效率为75%，为了提高机械效率，改用轻质材料的新动滑轮后，再提升同一物体A，此时滑轮组的机械效率提高到80%，那么新的动滑轮是原动滑轮重的 倍。
0
0.75
1.如图甲是一种利用杠杆原理可以单手轻易开启酒瓶盖的开瓶器，观察并分析图乙，下列关于该杠杆的说法正确的是（　　）
A．该杠杆的支点是B点
B．该杠杆可以省距离
C．沿F3方向开瓶用力最小
D．该杠杆类型与镊子相同
同步练习
基础巩固
A
同步练习
2.用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上，重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮
之间的摩擦）下列计算结果不正确的是（　 ）
A．1s～2s内，拉力F做的功是15J B．2s～3s内，拉力F的功率是24W
C．0s～1s时，物体对地面的压力是30N D．动滑轮重50N
基础巩固
D
同步练习
3.如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．B受到的摩擦力方向向右
B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．2秒内水平拉力F做功4.8J
D．地面受到的摩擦力为4N
基础巩固
D
同步练习
4.下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）
实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2（注：s1和s2分别表示支点到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：（待填）。
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm
1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1
2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8
3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0
基础巩固
同步练习
4.下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm
1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1
2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8
3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0
s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：
①移动钩码，使杠杆（待填），并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。
基础巩固
同步练习
4.下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）
请回答：
（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是_______________。
（2）将实验3中的①填写完整。________
（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为________。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。
基础巩固
F1×s1=F2×l2
倾斜
力臂
图1动力臂是阻力臂的两倍，
图2动力臂等于阻力臂
同步练习
5.图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。
（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是________________。
（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？
（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是________。
（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
基础巩固
改变力的方向
F
(2)G物×1.25m=1500N×(1.5M－1.25M)
G物=300N
(4)W=Pt=1200W×10s=12000J
W有用=Wη=12000J×0.75=9000J
G=W有用/h=9000J/3m=3000N
同步练习
6.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（　　）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
能力拓展
A
同步练习
7.将酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的体积百分比）
会变化吗？小煦认为：只要确定酒的密度是否变化
就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作
“密度秤”来测量酒的密度。
步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣
（小螺母），当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的
悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm3）。
步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中（大螺母必须浸没且不碰底），提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ：测量酒的密度。
（1）应用：小煦用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，已知酒精密度为0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是________________________。
（3）拓展：小煦若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度.请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程：________________________________________________。
能力拓展
变小
控制排开液体的体积相同
先测BC的长度，在C的左侧画出与BC等长的CD，再把CD分成十等分。
THANKS

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