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(共18张PPT)
09 简单机械
九上秋周巩固提高-chen
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一、杠杆
1.杠杆的定义：如果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。
“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。关键是“硬”有“固定点”
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2.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
一、杠杆
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3.力臂的画法
力臂是从支点到力的作用线的距离
(1)在杠杆的示意图上，确定支点O（能够绕此转动的点）。
(2)画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
(3)从支点O向力的作用线引垂线
要画出垂足，则从支点到垂足的
距离就是力臂
口诀：先找点，后延线，
过支点，引垂线。
一、杠杆
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注：(1)动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。
(2)力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，力的作用线过支点时力臂为零，该力对杠杆的转动不起作用。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离而不是支点到力的作用点的距离，力臂不一定在杠杆上。
(4)力臂要最长，可使力的作用方向与
作用点与支点的连线垂直，此时力作
用点与支点的距离即为最长力臂，可
以最省力
一、杠杆
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4.杠杆的平衡条件及应用
(1)平衡：在动力阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态
(2)条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； F1L1=F2L2；知三算一
平衡条件的前提是：杠杆为轻质，即自重不计。
涉及到杠杆自重不能忽略时，以杠杆重心为作用点，重力为一个作用力(可以是动力或阻力)。
一、杠杆
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(3)省力杠杆与费力杠杆
名称 力臂关系 力的关系 特点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 鱼竿、镊子、筷子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
一、杠杆
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(4)人体中的杠杆
一、杠杆
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(5)其他常考易混淆的杠杆
指甲刀、筷子、空调外机支架、汽车吊机
一、杠杆
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二、滑轮
1.定义：滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
分类：使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
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二、滑轮
2.定滑轮可以看做一个变形的杠杆
根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。
定滑轮的实质是一个等臂杠杆。但是定滑
轮可以改变力的方向
3.动滑轮也可以看做一个变形的杠杆
支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的
2倍，故动力是阻力的二分之一，即动滑轮能够省一半力。
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省一半力的杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物移距离h，则绳子移动的距离s=2h。
注意：动滑轮上的拉力必须要竖直向上（绳子和重物的作用力方向平行），才能保证省一半力，拉力倾斜，动力臂变短，省力效果变差。
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二、滑轮
4.滑轮组
定滑轮动滑轮组成，能省力(但费距离)、能改变力的方向。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测钩码和动滑轮的总重。
②按图匀速拉动绳子，记录此时总重和
承担动滑轮绳子股数n1和拉力F1的读数。
③按图匀速拉动绳子，记录此时总重和
承担动滑轮绳子股数n2和拉力F2的读数。
④分析实验数据可以得出:
在忽略摩擦绳重及实验误差的条件下：
F=(G+G轮)/n
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二、滑轮
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是:s=nh (n为承担物重何动滑轮的绳子股数)。
注意：确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法:
①要分清哪个(些)是定滑
轮，哪个(些)是动滑轮。
②把动滑轮与重物圈起来，将它们隔开
计算穿出动滑轮和重物上
的绳子股数。
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二、滑轮
5.受力分析法分析动滑轮与定滑轮组合中力的大小情况
(1)滑轮组中物体匀速直线运动或者静止时（刚开始运动时）可以用受力平衡法分析各部分受力，此时合力为零
(2)不考虑绳重与摩擦，绳子上的力处处相等。
(3)滑轮上有几股绳子
那么滑轮在这个方向上就受到绳子的力，就是
单根绳子上的力几倍的合力
如右图：匀速下拉时，F2=3F1+G滑轮
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三、机械效率
1.有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升目标重物过程中必须做的功，用w有用表示
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示
(3)总功: 拉力(动力)对整个机械所做的功，用W总表示
W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2.机械效率：科学上把有用功跟总功的比值叫做机械效率
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三、机械效率
3.滑轮组的机械效率
(1)总功：拉力所做的功W=FS；
(2)有用功：克服物体重力所做的功W=G物h；
(3)额外功：克服动滑轮的重力、绳子重力和摩擦所做的功
(4)若不考虑绳子重力和摩擦、则滑轮组机械效率
η= G物h/(FS)= G物h/(G物h+G动h)= G物/(G物+G动)= G物/nF
(5)提高滑轮组的机械效率：
①减小G动，增加G物 ②减小摩擦力，减少绳重
G物 G物
G物+G动 nF
η= =
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三、机械效率
5.斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
(2)计算斜面的机械效率：
①光滑斜面：FS＝Gh　 W额＝0　 η＝100%(理想状态）
②有摩擦的斜面：
η＝Gh/FS W额＝fS=FS-Gh f=(FS-Gh)/S
③斜面的η与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
斜面的无用功主要是克服斜面的摩擦力所做的功
倾斜程度一样时，要提高η：减少斜面摩擦力/使斜面尽量光滑
光滑程度一样时，斜面越长，接触面压力越大，摩擦力越大，运动的距离也越长，η越低。但是斜面越长，越省力
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