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第十章???机械与人

杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。????????

1 2杠杆的五要素：支点（O）、动力(F)、阻力(F)、动力臂、阻力臂。其中力臂：

1 2

说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。?

????? 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。

?3.画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。?

⑴找支点O；⑵沿力的方向画力的作用线（有时需要延长用虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。

??????3、研究杠杆的平衡条件：?

①杠杆平衡是指：杠杆静止。?

②实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。?

③结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

11 22? 1 2 2 1?写成公式：FL=FL ??????????也可写成：F?/?F

11 22? 1 2 2 1

这意味着，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比?

解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）?

?解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向

4．三种杠杆：?

名称

名称

结构特征

特点

应用举例

省力杠杆

动力臂大于阻力

省力、费距离

撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、

臂

臂

羊角锤、

（L1＞L2，F1F2）

钢丝钳、手推车、花枝剪刀

动力臂小于阻力

缝纫机踏板、起重臂、人的

前臂、

费力杠杆

臂

费力、省距离

理发剪刀、钓鱼杆、镊子、

（L1L2，F1＞F2）

船桨

动力臂等于阻力

等臂杠杆

臂

不省力、不费

力

天平，定滑轮

（L1＝L2，F1＝F2）

?5．滑轮是变形的杠杆。

定滑轮：

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。

物

绳子自由端移动距离S（或速度v）=重物移动的距离S（或速度v）

F F G G

动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）

②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

1

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F? G

,只忽略轮轴间的

1

摩擦，则拉力F?2G +G

。绳子自由端移动距离

2

S（或

物

v）=2倍的重物移动

物 动 F F

的距离S（v）?

G G

?8.滑轮组

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。

1

③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F? G 。

n 物

(滑轮组用几段绳子吊着重物，提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”，则拉力作用点移动“nh”，其中“n”为绳子的段数。)

绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。

1

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F? G

G 。绳子自由端移动距离S（或v）

n 物 动 F F

＝n倍的重物移动的距离S（或v）。

G G

（G ?G）

④组装滑轮组方法：首先根据公式n?

物 动 求出绳子的股数。然后根据“奇

F

动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

??????9．功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二?是物体在力的方向上通过的距离。注意：当力的方向与移动距离垂直时，不做功，如提着东西在水平面上行走时向上的提力不做功。?功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。（功=力×距离）W=Fs；单位：W→焦；F→牛顿；s→米。(1焦=1牛·米).?

?10．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。?

11．功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。??????????计算公式：P=W/t。单位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）

?12.有用功：对人们有用的功。

公式