人与机械考点说明

《人与机械》考点说明
班级：＿＿＿＿＿＿ 姓名：＿＿＿＿＿＿
01. 杠杆的概念及杠杆的五要素
（1）常见的杠杆
杠杆的五要素：支点（O）、动力（F1）、阻力（F2）、动力臂（l1）、阻力臂（l2）。
（2）杠杆的变形
02. 力臂的概念、会画力臂
动力臂（l1），是从支点到动力作用线的距离；阻力臂（l2），是从支点到阻力作用线的距离。
03. 杠杆的平衡条件
（1）杠杆的平衡条件及应用
或 F1 ＝ l2
F2 l1
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1×l1＝F2×l2
（2）杠杆的平衡的理解
力和对应的力臂（动力和动力臂、阻力和阻力臂）成反比。力越大，对应的力臂越小。
动力臂＞阻力臂（l1＞l2），则：动力＜阻力（F1 ＜F2 ），即为省力杠杆；
动力臂＜阻力臂（l1＜l2），则：动力＞阻力（F1 ＞F2 ），即为费力杠杆；
动力臂＝阻力臂（l1＝l2），则：动力＝阻力（F1 ＝F2 ），即为等臂杠杆。
动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一；
阻力臂是动力臂的几倍，阻力就是动力的几分之一。
力的比，与对应的力臂的比成倒数关系。
动力与阻力的比，等于阻力臂与动力臂的比。
（3）典型的解题技巧
对于右图所示的杠杆，其平衡条件可以变为：
左边钩码个数×左边小格数＝右边钩码个数×右边小格数
04. 杠杆的应用（三类杠杆——省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆）
（1）省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆
杠杆种类 动力臂l1和阻力臂l2的比较 动力F1和阻力F2的比较 动力端移动距离S1和阻力端移动距离S2的比较 特 点（优点、缺点） 实例
是否省力 是否省距离
省力杠杆 动力臂＞阻力臂（l1＞l2） 动力＜阻力F1 ＜F2 省力 费距离（S1＞S2） 省力（好处） 费距离（缺点） 剪铁皮或树枝的剪刀、钳子、道钉钳、羊角锤、撬棒、瓶启子、推车、铡刀、指甲钳、压水机手柄、动滑轮。
费力杠杆 阻力臂＜动力臂（l1＜l2） 动力＞阻力（F1 ＞F2）费力 省距离（S1 ＜S2） 费力（缺点） 省距离（好处） 镊子、筷子、钓鱼竿、铁锹、理发用的剪刀、缝纫机的脚踏板。
等臂杠杆 阻力臂＝动力臂（l2＝l1） F1 ＝F2 S1 ＝S2 不省力不费力 不省距离，不费距离 跷跷板、天平、定滑轮。
（2）杠杆分类
【解题指导】辨别省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的方法：① 找到支点。② 找到动力作用点（手）、阻力作用点（物体）的位置，比较这两个点到支点的远近。手离支点较远的，则为省力杠杆；物体支点较远的，则为费力杠杆；两者相当，则为等臂杠杆。
05. 探究杠杆的平衡条件的实验
（1）杠杆的平衡。杠杆静止或匀速转动都叫杠杆平衡。调节杠杆两端的平衡螺母可以使杠杆平衡，调节的方法是往“高端”（或“上翘的一端”）调节。
（2）力臂的测量。杠杆要在水平位置平衡，以便于测量力臂（杠杆上面的刻度正好是力臂）。
（3）试验装置（如下图甲、乙、丁）和步骤。
（4）错误分析。上图中，图甲、乙、丁是正确的试验装置。图丙是错误的试验装置，错误之处是：F1的力臂测量错误。
（5）数据记录、分析和实验结论。
试验次数 动力F1（N） 动力臂l1（m） 动力×动力臂（N·m） 阻力F2（N） 阻力臂l2（m） 阻力×阻力臂（N·m）
1
2
数据处理方法：比较表格第4列和第7列的数据，可以得到实验结论，即F1×l1＝F2×l2。
06. 定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点和实质
（1）定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点和实质
滑轮类型 物体重力G物 拉力大小F 拉力方向 重物提升高度h 绳自由端移动距离s 特点 实质
定滑轮 G物 F＝G物 改变力的方向 h＝s s＝h 不省力；不省距离；改变力的方向 等臂杠杆
动滑轮 G物； G动＝0 F＝G物 不改变力的方向 h＝s s＝2h 省一半力；费距离；不改变力的方向。 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
G物；G动 F＝（G物＋G动）
滑轮组 G物； G动＝0 F＝G物 改变或不改变力的方向 h＝s s＝nh 省力；费距离；改变或不改变力的方向。 物体重力被n段绳承担，拉力为总重力的。
G物；G动 F＝（G物＋G动）
（2）n的意义
n是指承担重物的绳的段数。若绳的末端是从定滑轮出来的，则n不包括这段绳；若绳的末端是从动滑轮出来的，则n包括这段绳。
（3）影响拉力F的因素
不计动滑轮的重力（G物）、绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦力，则F＝G物 ；
不计绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦力，动滑轮重力为G物，则F＝（G物＋G动）
（4）s和h的关系
使用滑轮组提升重物，人是借助滑轮组来间接地提升重物的。这样，绳子的自由端在拉力F的作用下移动了距离s ，同时，重物（G物）提升高度h ，则：s＝nh ，或h＝s 。
（5）求G物和G动的变形公式
求G物的变形公式：G物＝nF－G动 . （对于一个动滑轮，有n＝2， 则G物＝2F－G动）
求G动的变形公式：G动＝nF－G 物 . （对于一个动滑轮，有n＝2，则G动＝2F－G物）
07. 滑轮组的绕线方法
【解题指导】① 若定滑轮和动滑轮的个数相等，n为偶数时，绳的末端从定滑轮出来（即“改变力的方向”的方式）；n为奇数时，绳的末端从动滑轮出来（“用最省力”的方式）。② 若定滑轮和动滑轮的个数不相等，则绳的末端必须从“个数多”的定滑轮或动滑轮出来。
常考的滑轮组有以下几种类型（不计动滑轮的重力、绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦力）：
组合一 组合二 组合三 组合四 组合五 组合六
定滑轮个数 1 1 2 2 1 2
动滑轮个数 1 1 2 2 2 1
n可能的值 n＝2 n＝3 n＝4 n＝5 n＝4 n＝3
F的大小 F＝G物 F＝G物 F＝G物 F＝G物 F＝G物 F＝G物
绳末端绕法 定滑轮 动滑轮 定滑轮 动滑轮 动滑轮 定滑轮
绕线图
08. 定滑轮、动滑轮的变形
下面五个图中，物体的重力都为G，物体与地面之间的摩擦力都为f，则拉力分别为多少？若重物移动的距离都为s，则拉力的作用端移动的距离L是多少？（不计动滑轮的重力、绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦力）
【解题指导】① 判断拉力F与物体重力G的关系，要清楚：哪一个力（物体的重力G或拉力F）被几段绳子分担。因为每段绳子上的力都相等，所以被分担的那个力，等于每段绳子上的力的n倍。
② 判断物体移动的距离s和拉力作用端移动的距离L的关系，要清楚：省力的费距离，即物体重力G和拉力F，谁小谁移动的距离就越大（n倍）。若物体重力G小，则物体移动的距离s是拉力作用端移动的距离L的n倍；若物体拉力F小，则拉力作用端移动的距离L是物体移动的距离s的n倍.
09. 滑轮组的变形
用滑轮组匀速水平拉动重力为G的物体，若物体受到的摩擦力为f，承担摩擦力的绳的段数为n，不计动滑轮的重力、绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦力，则绳自由端移动的拉力F＝f .
用滑轮组水平拉动重物，绳自由端移动的距离为S，重物水平移动距离为l，则：S＝n l .
l
【解题指导】物体在地面上做匀速运动受到四个力的作用（如有上图），它们分别是支持力（N）、重力（G）、拉力（F’）、摩擦力（f）。其中支持力N和重力G在竖直方向，与水平方向的运动无关，所以，应该是拉力F’被n段绳分担，而拉力F’＝f，则绳自由端移动的拉力F＝f .
另外，省力的费距离。绳自由端移动的距离S等于重物水平移动距离l的n倍，即：S＝n l .
类型： 类型： 类型： 类型：
优点： 优点： 优点： 优点：
缺点： 缺点： 缺点： 缺点：
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优点： 优点： 优点： 优点：
缺点： 缺点： 缺点： 缺点：
f
s
甲 乙 丙 丁
F
羊角锤 铡刀 道钉撬 铁锹
羊角锤 铡刀 道钉撬 铁锹
船桨
撬棒
指甲钳
起子
G
F’
跷跷板 独轮车 钓鱼杆 动滑轮
托盘天平 镊子 钳子 树枝剪刀
N
F1＝G F2＝2 G F1＝f F2＝f F3＝2f
L＝2 s L＝s L＝s L＝2s L＝s
f
1