1、第第3 3节节 认识简单机械认识简单机械这些能给我们这些能给我们提供方便的工具提供方便的工具都称为机械都称为机械起重机起重机挖掘机挖掘机推土机推土机这三个机械在这三个机械在构造构造和使用过程和使用过程有什有什 么共同点么共同点上例中的上例中的共同点：共同点：( (结构、工作过程）结构、工作过程）1、都有一根、都有一根硬棒硬棒（软的不行，直的弯的都可以）（软的不行，直的弯的都可以）2、工作过程中都在、工作过程中都在转动转动.4、工作、工作（转动）（转动）时都要受到时都要受到两个力两个力的作用的作用.杠杆：杠杆：在在力力的作用下，能绕的作用下，能绕固定点固定点转转动动的的硬棒硬棒叫杠杆。叫杠杆。3
2、、转动过程中有、转动过程中有一点一点是不动的是不动的 桔槔是古代劳动人民用来取水的工具，桔槔是古代劳动人民用来取水的工具，它属于一种它属于一种简单机械简单机械杠杆杠杆给我一个支点， 我可以撬动地球！ 阿基米德阿基米德 (公元前公元前287-前前212),古希腊伟大的数学家、力学家。古希腊伟大的数学家、力学家。 OO OF1F1F1F2F2F2O支点支点 动力动力阻力阻力支点：支点：使杠杆绕着转动的使杠杆绕着转动的固固定点定点（O O）动力：动力：使使杠杆杠杆转动转动的力（的力（F F1 1）阻力：阻力：阻碍阻碍杠杆杠杆转动转动的力（的力（F F2 2）开瓶器开瓶器OF1F2认识人体上的杠杆认识
3、人体上的杠杆F2OF1F2OF1F2OF1O羊角锤羊角锤F2F1想一想想一想影响羊角锤转动的因素有哪些？影响羊角锤转动的因素有哪些？动力大小；阻力大小；动力大小；阻力大小；作用点位置；力的方向等作用点位置；力的方向等可能有：可能有：作用点位置；力的方向作用点位置；力的方向探讨：探讨：L1L2动力臂动力臂阻力臂阻力臂动力臂：动力臂：从支从支到动力作用到动力作用的（的（L L1 1）阻力臂：阻力臂：从支从支到阻力作用到阻力作用的（的（L L2 2）BF2OF1A（1 1）找支点找支点（2 2）画作用线：画作用线：沿力的沿力的作用方向将动力、阻力的作作用方向将动力、阻力的作用线画出来。用线画出来。(
4、 (根据情况根据情况) )（3 3）作垂线：作垂线：过过支点支点作动力、作动力、阻力阻力作用线作用线的垂线段并的垂线段并标注标注。画力臂三步曲画力臂三步曲L L2L L1画出下列杠杆的力臂画出下列杠杆的力臂F2杠杆的五要素杠杆的五要素F1L L1 1OF2L L2 2支点支点动力动力阻力阻力动力臂动力臂阻力臂阻力臂请你从下列实物中抽象出杠杆模型请你从下列实物中抽象出杠杆模型（画出（画出 杠杆的五要素）杠杆的五要素）F1F2l l 2 2F1F2l l 1 1L L2L L1画出下列杠杆的动力臂和阻力臂画出下列杠杆的动力臂和阻力臂L L1L L2L L1L L2L L2L L1L L1L L2l
5、 l1l l2l l2l l1Ol l2F1F2l l1F1F2l l1l l2Ol l2l l1F1F2O思考讨论思考讨论1 1、力臂是一定在杠杆上吗？、力臂是一定在杠杆上吗？3 3、若一个力作用在杠杆上，作用点不变，、若一个力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？但作用方向改变，力臂是否改变？2 2、杠杆是否都是直的？、杠杆是否都是直的？生活和生产中使用的杠杆生活和生产中使用的杠杆F1F2OOF2F1O如果是大人和小孩能一起玩跷跷板吗？如果是大人和小孩能一起玩跷跷板吗？二、杠杆的平衡二、杠杆的平衡什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？ 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作
6、匀速转动时，我们说杠杆平衡了。实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件1 提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？2 猜想与假设：假设一：假设二：假设三：假设四：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2F12+L12=F22+L22F13+L13=F23+L23 等等等等杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母思考与讨论思考与讨论 杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用用? ? 为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢? ?归纳结论归纳结论作用作用: :调节杠杆
7、自身的平衡调节杠杆自身的平衡因为这样可以直接从杠杆上读出因为这样可以直接从杠杆上读出 动力臂和阻力臂的长度。动力臂和阻力臂的长度。 如果杠杆左低右高，应该如何调节平衡螺母？如果杠杆左低右高，应该如何调节平衡螺母？应该把左、右两边的螺母应该把左、右两边的螺母 都向右调都向右调实验实验次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/cm阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/cm123通过实验可知杠杆的平衡条件是：这是阿基米德发现的杠杆原理。例题例题: :下图所示的杠杆处于平衡状态。如果下图所示的杠杆处于平衡状态。如果两边各减少一个钩码，则两边各减少一个钩码，则 A杠杆仍平衡B杠杆绕O点顺时针转动C杠杆绕O点
8、逆时针转动D无法判断。CAOBCF2F1如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B B端，端，其中其中AOAO0.10.1米，米，ABAB1 1米，米，OCOC0.70.7米，要撬起石米，要撬起石头需要头需要500500牛的力，求在牛的力，求在B B端要用多少向下的力才端要用多少向下的力才能撬起石头？能撬起石头？1。有一根杠杆，动力为。有一根杠杆，动力为1000N，阻力为，阻力为3000N，动力臂为动力臂为1.5m，求：它的阻力臂为多少？，求：它的阻力臂为多少？想一想2。一根轻质扁担长。一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上，前后两端分别挂上重重600
9、N和和200N的货物，问：人肩应挑在离前端的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？多远处才能使扁担平衡？F1=G1600NF2=G2200N想一想OL1L2L=1.8m条件：杠杆已平衡（如图）条件：杠杆已平衡（如图）1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？问题探究问题探究例例1用铁锤拔钉的情景如图用铁锤拔钉的情景如图3-37所示，由图中所示，由图中所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。例例2：有一根杠杆，阻力为：有一根杠杆，阻
10、力为1000N，动力臂为，动力臂为0.5m，阻，阻力臂为力臂为1.5m，求：它的动力，求：它的动力为多少牛？为多少牛？通过这两个题目你发现了什么？通过这两个题目你发现了什么？三、杠杆的分类三、杠杆的分类 省力杠杆省力杠杆 （l1 l2） 杠杆杠杆 费力杠杆（费力杠杆（l1 l2） 杠杆杠杆 费力杠杆（费力杠杆（l1 l2 ） 等臂杠杆（等臂杠杆（l1 = l2） 省力杠杆费距离，费力杠杆省距离，省力杠杆费距离，费力杠杆省距离，但都不能省功。但都不能省功。1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则( ) A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的
11、力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小2.要使右图杠杆保持平衡要使右图杠杆保持平衡,最省力的方向是最省力的方向是( )ABCDoDA3.判断：动力和阻力可以人为规定。（判断：动力和阻力可以人为规定。（ ） 4.把重为把重为4N和和12N的物体分别挂在杠杆的两端的物体分别挂在杠杆的两端,杠杠杆平衡时杆平衡时,两端的长度之比是两端的长度之比是.5 5、各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬、各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适的物体，使用哪种剪刀最合适? ?( )( )ABC
12、DB6 6 一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200200牛和牛和300300牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重同时减少同时减少5050牛，则杠杆（牛，则杠杆（）A A左端下沉左端下沉 B B右端下沉右端下沉C C仍然平衡仍然平衡 D D无法确定无法确定7.用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，如图一所示。这样就比较容易上再套一节管子，如图一所示。这样就比较容易地拧下螺母，这是因为（地拧下螺母，这是因为（ ） A.套上的管子较重，可以省些力套上的管子较重，可以省些力 B
13、.套上的管子较粗，使用比较方便套上的管子较粗，使用比较方便C.套上管子后可以用较大的力套上管子后可以用较大的力 D.套上管子后增大了力臂套上管子后增大了力臂D8.右图为人的上肢图解，此时手托着质量为右图为人的上肢图解，此时手托着质量为1千克的物体千克的物体, 则肱二头肌收缩时所承受的力为则肱二头肌收缩时所承受的力为（ ）A.小于小于9.8牛顿牛顿 B.大于大于9.8牛顿牛顿C.等于等于9.8牛顿牛顿 D.等于等于1千克千克 BB 8如图所示如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为某同学在做俯卧撑运动。可将他视为一个杠杆。他的重心在一个杠杆。他的重心在A点点,重力为重力为500牛牛,那么他将那
14、么他将身体撑起，双手对地面的压力至少身体撑起，双手对地面的压力至少 。若他。若他在在1分钟内做了分钟内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为均为0.4米，则他的功率至少为瓦。米，则他的功率至少为瓦。 300牛牛60第第3 3节节 认识简单机械认识简单机械想一想想一想造房子时要把钢材、木造房子时要把钢材、木料、水泥等运到楼上通料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？常会怎样做呢？滑轮滑轮滑轮滑轮是一种周边有槽、可是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。以绕着中心轴转动的轮子。分组器材：两只带固定装置铁架台、两只分组器材：两只带固定装置铁架台、两只滑轮、两根绳子，一盒钩码
15、滑轮、两根绳子，一盒钩码要求：使用一只滑轮提升重物要求：使用一只滑轮提升重物你能想出几种不同的提升方法？你能想出几种不同的提升方法？装置分析：装置分析：滑轮的位置固定不动滑轮随重物移动1、定滑轮：位置固定不动的滑轮、定滑轮：位置固定不动的滑轮一、定滑轮与动滑轮一、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮、动滑轮：位置随重物移动的滑轮1、用弹簧秤测出钩码的重，、用弹簧秤测出钩码的重，G1。通过定滑轮用弹簧秤匀速拉。通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数动钩码，弹簧秤的读数F1。同时注意观察。同时注意观察F1拉过距离与拉过距离与重物上升高度间的关系重物上升高度间的关系F1G1G2F22
16、、用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重，、用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重，G2。通过动。通过动滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码，弹簧秤的读数F2。同时。同时注意观察注意观察F2拉过距离与重物上升高度间的关系拉过距离与重物上升高度间的关系结论结论：定滑轮定滑轮不能省力不能省力；拉力与重物通过的距离；拉力与重物通过的距离相等相等动滑轮动滑轮可以可以省一半力省一半力；但要；但要多移动距离多移动距离1、通过定滑轮用弹簧秤匀速、通过定滑轮用弹簧秤匀速向如图所示竖直向下、斜向向如图所示竖直向下、斜向下、水平拉动钩码，注意观下、水平拉动钩码，注意观察弹簧秤的读数察弹簧秤的读数F是否改
17、变是否改变F1G1F2F3结论：结论：F1F2F3G1F结论：使用定滑轮不能省力；但可以改变力的方向结论：使用定滑轮不能省力；但可以改变力的方向vFv1、定滑轮：位置固定不动的滑轮、定滑轮：位置固定不动的滑轮一、定滑轮与动滑轮一、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮、动滑轮：位置随重物移动的滑轮特点：特点：不能省力，但可以改变力的方不能省力，但可以改变力的方向向,sh特点：特点：省一半力，但不能改变力的方向，省一半力，但不能改变力的方向，s2hF11、是什么杠杆？、是什么杠杆？l1l2F1F22、为了把物体举得更高，、为了把物体举得更高，怎么办？怎么办？让绳子跨过杠杆拉动让绳子跨过杠
18、杆拉动3、如何减小摩擦？、如何减小摩擦？拼上两个周边有槽的半轮制成拼上两个周边有槽的半轮制成定滑轮定滑轮结论：定滑轮实质上是结论：定滑轮实质上是等臂杠杆等臂杠杆F11、是什么杠杆？、是什么杠杆？l12l2F11/2F22、支点在哪？、支点在哪？固定端绳子与滑轮固定端绳子与滑轮相切处相切处结论：动滑轮实质上是结论：动滑轮实质上是动力臂为阻力臂两倍的杠杆动力臂为阻力臂两倍的杠杆O1、定滑轮：位置固定不动的滑轮、定滑轮：位置固定不动的滑轮一、定滑轮与动滑轮一、定滑轮与动滑轮2、动滑轮：位置随重物移动的滑轮、动滑轮：位置随重物移动的滑轮特点：省一半力，但不能改变力的方向，特点：省一半力，但不能改变力的
19、方向， S2h实质：实质：等臂杠杆等臂杠杆实质：实质：动力臂为阻力臂的两倍的杠杆动力臂为阻力臂的两倍的杠杆F1F2OL1L2F1F2OL1L2特点：不能省力，但可以改变力的方特点：不能省力，但可以改变力的方向向,sh l1 l2 FG l12 l2 F1/2（G物物G动动）（不计摩擦）（不计摩擦）（不计摩擦）（不计摩擦）想一想：想一想：如果想要既能省力，如果想要既能省力，又能改变力的方向，那怎么办？又能改变力的方向，那怎么办？F1由若干个由若干个定定滑轮和滑轮和动动滑滑轮组成的装置叫轮组成的装置叫滑轮组滑轮组。 1、用弹簧秤测出钩码和滑、用弹簧秤测出钩码和滑轮的总重轮的总重,G2、如图甲方式匀
20、速拉动绳、如图甲方式匀速拉动绳子，弹簧秤的读数子，弹簧秤的读数F=_。3、如图乙方式匀速拉动绳、如图乙方式匀速拉动绳子，弹簧秤的读数子，弹簧秤的读数F2= _。甲甲乙乙F1F223此时重物和动滑轮的总重此时重物和动滑轮的总重由由_段绳子承担。段绳子承担。此时重物和动滑轮的总重此时重物和动滑轮的总重由由_段绳子承担。段绳子承担。1/2G1/3G（f0）nF G总总或或使用滑轮组时，动滑轮和重物的总重由使用滑轮组时，动滑轮和重物的总重由几股几股绳子承绳子承担，提起重物所用的力就是总重的担，提起重物所用的力就是总重的几分之一几分之一；重物上升高度为重物上升高度为h，则绳子自由端移动距离为，则绳子自由
21、端移动距离为nh。即即S绳绳=nh物物重物上升速度为重物上升速度为v，则绳子自由端移动速度为，则绳子自由端移动速度为nv。即即v绳绳=nv物物G物物F n+ G动动即即类型力的方向拉力F绳子自由端通过的距离S，与物体通过的距离h实质定滑轮定滑轮改变F=GS=h等臂等臂杠杆杠杆动滑轮动滑轮不变F=1/2GS=2h动力臂是阻力臂动力臂是阻力臂两倍的两倍的杠杆杠杆滑轮组滑轮组可以改变F=1/nGS=nh省力省力杠杆杠杆动滑轮重不可忽略，上述力的关系式应写成（物物+G动）动）n 例题缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为例题缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，用它连接成如图的滑轮组，能否提牛，用它连接
22、成如图的滑轮组，能否提升重为升重为600牛的重物？（已知动滑轮重牛的重物？（已知动滑轮重20牛，牛，摩擦及绳的重力不计）摩擦及绳的重力不计）F解：总重解：总重G600牛牛20牛牛620牛牛 因为所需要的拉力大于绳子因为所需要的拉力大于绳子所能承受的最大拉力，所以不能所能承受的最大拉力，所以不能用来提升用来提升600牛的重物。牛的重物。想想改变一下绳的绕法呢想想改变一下绳的绕法呢? F21、按要求画出滑轮组的穿绳情况。、按要求画出滑轮组的穿绳情况。（动滑轮重力不计，（动滑轮重力不计，F为拉力）为拉力） 2 2、如图所示，用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的、如图所示，用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的
23、物体，若物体重物体，若物体重150150牛，物体与水平面间的摩擦力为牛，物体与水平面间的摩擦力为3030牛，则所需拉力牛，则所需拉力F F为为_牛。（滑轮重及摩擦牛。（滑轮重及摩擦均不计）均不计）F分析：如图所示，绳子股数分析：如图所示，绳子股数 n = 3 n = 3 则拉力则拉力 F = 1/3f F = 1/3f 10103 3、如图所示，物体重力为、如图所示，物体重力为100N100N，在大小为，在大小为20N20N的的水平拉力作用下匀速前进，这时物体受到的摩擦水平拉力作用下匀速前进，这时物体受到的摩擦大小等于大小等于_N_N（滑轮重及摩擦不计）（滑轮重及摩擦不计）F分析：如图所示，绳
24、子股数分析：如图所示，绳子股数 n = 2n = 2则摩擦力则摩擦力 f = f = F F10105、如图所示、如图所示,物体物体A重重G80N, 在拉力下匀速在拉力下匀速前进前进, 物体物体A受到的摩擦力受到的摩擦力f60N,此时拉力此时拉力F等等于于N.（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）不计）AF304、如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上、如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动，已知所用拉力匀速移动，已知所用拉力F=100N，滑轮本身的，滑轮本身的重及摩擦不计，则重物与地面间的摩擦力是多重及摩擦不计，则重物与地面间的摩擦力是多少牛顿？当物体移动少牛顿？当物体移动1.5m时，绳子自由端拉过时，绳子自由端拉过的距离是多少？的距离是多少？F解：解：n=3,F=1/nf则则 f = nF =3 100N = 300N S自自= nS物物 = 3 1.5m = 4.5m6、如图所示的四个滑轮组中，图可省、如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图最费力，图和图一半力，图最费力，图和图用力大小一样。用力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)
