第29课时 杠杆 滑轮
1．杠杆
(1)杠杆五要素。__支点____就是杠杆绕着转动的点，__动力____是使杠杆转动的力，__阻力____是阻碍杠杆转动的力，__动力臂____是支点到动力作用线的距离，__阻力臂____是支点到阻力作用线的距离。
(2)画杠杆的力臂。画杠杆的力臂只要抓住“一点两线”即可。“一点”就是支点，凡是力臂都要从__支点____出发。“两线”就是力的作用线和支点到力的作用线的垂线。力的作用线可沿力的正方向和反方向任意延长，支点到力的作用线的垂线段长就是力臂的大小。
(3)杠杆的平衡条件。杠杆平衡就是杠杆处于静止或匀速转动状态。杠杆的平衡条件就是：__动力×动力臂＝阻力×阻力臂____，即F1l1＝F2l2。根据动力臂和阻力臂的相对大小，可以把杠杆分成三种基本类型：__省力____杠杆(l1＞l2)、__费力____杠杆(l1＜l2)和__等臂____杠杆(l1＝l2)。省力的杠杆不能省距离，省距离的杠杆不能省力，省力和省距离不能兼顾。
(4)用杠杆平衡条件解释简单的问题，并进行简单计算。正确地确定杠杆五要素是解题的关键。在判断杠杆是否平衡时，要比较力乘力臂的大小。
2．滑轮
(1)定滑轮的结构和作用。定滑轮在工作时，它的轴位置是固定不变的。定滑轮的作用是可以改变__力的方向____，但它不能省力。定滑轮的实质是一个__等臂____杠杆。
(2)动滑轮的结构和作用。动滑轮在工作时，它的轴随着重物一起移动。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂__两倍____的杠杆。
(3)滑轮组。使用滑轮组既可以__省力____，也可以改变__力的方向____。在计算时要注意两个关系，一是在不考虑摩擦时有F＝G/n，二是s＝nh，其中n表示作用在动滑轮上的绳子的__段数____，s表示动力作用点通过的距离，h表示重物上升的距离，F表示动力，G表示物体和动滑轮的总重。
【例1】 探究杠杆的平衡条件：
【提出问题】如图甲所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡。
发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的__________来实现。
发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变__________的长短也可以改变杠杆的平衡。
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？
【制订计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图乙所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是________。
【实验结论】
如图丙所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是________。
【拓展应用】
如图丁所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个__________杠杆(填“省力”、“费力”或“等臂”)。假如托起6N的重物，请你根据图丁所示，估算出手臂要用的动力大约是__________N。
考查要求：会用实验研究杠杆的平衡条件；概述杠杆的平衡条件；指认动力臂和阻力臂，分析杠杆的类型，进行简单的计算。
解题指导：【提出问题】小明在左侧挂钩上增加物体，改变了杠杆所受的力，改变了杠杆的平衡；小新移动秤砣改变力臂，使其恢复水平位置平衡，说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡。
【制订计划与设计实验】甲乙可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响。
【实验结论】图丙，设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为L，分析三次实验，A图：3G×2L＝3G×2L；B图：3G×2L＝2G×3L；C图：4G×L＝2G×2L；可得杠杆的平衡条件是：F1L1＝F2L2。
【拓展应用】图丁中，支点在C点，做出杠杆所受的力及对应的力臂，如下图：
由图知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆；由图知，阻力臂大约为动力臂的 8 倍，根据杠杆平衡条件：
F1＝＝8F2＝8×6N＝48N
答案：【提出问题】力 力臂 【制订计划与设计实验】右 便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响 【实验结论】F1L1＝F2L2 【拓展应用】费力 48。
【例2】 如图所示，聪明爱玩的小科将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小科站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在3s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙的方向运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法中正确的是( )
①竖直墙壁受到的拉力为20N ②滑板车受到地面的阻力为30N ③在3s内小亮的拉力做功为36J ④动滑轮对滑板车拉力的功率为12W
A．①③ B．①④
C．②③ D．②③④
考查要求：本题是要求较高的力学综合题，通过人拉滑轮组上绳子使自己和小车一起匀速运动的情景，考查对滑轮组工作原理的理解，考查力的平衡概念，功、功率的计算，考查分析和综合的能力。
解题指导：①由图可知，竖直墙壁受到滑轮的拉力由三段绳子承担，每一段的拉力等于小科作用在绳子自由端的拉力，因此，墙壁所受拉力为10N×3＝30N，故①错误。
②当滑板车做匀速运动时，受力平衡。把人和车看成整体，滑板车和人受到地面的阻力与三段绳子拉力平衡，每一段绳子的拉力等于10N，摩擦阻力等于10N×3＝30N，故②正确。
③3s内绳子自由端移动的距离s＝3×1.2m＝3.6m，则拉力所做的功为W＝Fs＝10N×3.6m＝36J，故③正确。
④动滑轮对滑板车的拉力为两段绳子的拉力，即10N×2＝20N，车移动距离为1.2m，则所做的功W′＝F′s′＝20N×1.2m＝24J，功率P＝W′/t＝24J/3s＝8W，故④错误。答案选C。
课件16张PPT。第29课时 杠杆 滑轮1．杠杆
(1)杠杆五要素。_______就是杠杆绕着转动的点，________是使杠杆转动的力，_______是阻碍杠杆转动的力，________是支点到动力作用线的距离，_______是支点到阻力作用线的距离。支点动力阻力动力臂阻力臂(2)画杠杆的力臂。画杠杆的力臂只要抓住“一点两线”即可。“一点”就是支点，凡是力臂都要从______出发。“两线”就是力的作用线和支点到力的作用线的垂线。力的作用线可沿力的正方向和反方向任意延长，支点到力的作用线的垂线段长就是力臂的大小。
支点 (3)杠杆的平衡条件。杠杆平衡就是杠杆处于静止或匀速转动状态。杠杆的平衡条件就是：______________
________________，即F1l1＝F2l2。根据动力臂和阻力臂的相对大小，可以把杠杆分成三种基本类型：______杠杆(l1＞l2)、______杠杆(l1＜l2)和________杠杆(l1＝l2)。省力的杠杆不能省距离，省距离的杠杆不能省力，省力和省距离不能兼顾。
(4)用杠杆平衡条件解释简单的问题，并进行简单计算。正确地确定杠杆五要素是解题的关键。在判断杠杆是否平衡时，要比较力乘力臂的大小。动力×动力臂＝阻力×阻力臂省力费力等臂2．滑轮
(1)定滑轮的结构和作用。定滑轮在工作时，它的轴位置是固定不变的。定滑轮的作用是可以改变___________，但它不能省力。定滑轮的实质是一个________杠杆。
(2)动滑轮的结构和作用。动滑轮在工作时，它的轴随着重物一起移动。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂__________的杠杆。力的方向等臂两倍(3)滑轮组。使用滑轮组既可以______，也可以改变____________。在计算时要注意两个关系，一是在不考虑摩擦时有F＝G/n，二是s＝nh，其中n表示作用在动滑轮上的绳子的______，s表示动力作用点通过的距离，h表示重物上升的距离，F表示动力，G表示物体和动滑轮的总重。省力力的方向段数【例1】 探究杠杆的平衡条件：
【提出问题】如图甲所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡。发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的__________来实现。
发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变__________的长短也可以改变杠杆的平衡。
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？【制订计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图乙所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是________。
【实验结论】
如图丙所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是________。【拓展应用】
如图丁所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个__________杠杆(填“省力”、“费力”或“等臂”)。假如托起6N的重物，请你根据图丁所示，估算出手臂要用的动力大约是__________N。
考查要求：会用实验研究杠杆的平衡条件；概述杠杆的平衡条件；指认动力臂和阻力臂，分析杠杆的类型，进行简单的计算。
解题指导：【提出问题】小明在左侧挂钩上增加物体，改变了杠杆所受的力，改变了杠杆的平衡；小新移动秤砣改变力臂，使其恢复水平位置平衡，说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡。
【制订计划与设计实验】甲乙可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响。【实验结论】图丙，设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为L，分析三次实验，A图：3G×2L＝3G×2L；B图：3G×2L＝2G×3L；C图：4G×L＝2G×2L；可得杠杆的平衡条件是：F1L1＝F2L2。
【拓展应用】图丁中，支点在C点，做出杠杆所受的力及对应的力臂，如下图：
由图知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆；由图知，阻力臂大约为动力臂的 8 倍，根据杠杆平衡条件：
答案：【提出问题】力 力臂 【制订计划与设计实验】右 便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响 【实验结论】F1L1＝F2L2 【拓展应用】费力 48。【例2】 如图所示，聪明爱玩的小科将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小科站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在3s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙的方向运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法中正确的是 ( )
①竖直墙壁受到的拉力为20N
②滑板车受到地面的阻力为30N
③在3s内小亮的拉力做功为36J
④动滑轮对滑板车拉力的功率为12W
A．①③ B．①④
C．②③ D．②③④考查要求：本题是要求较高的力学综合题，通过人拉滑轮组上绳子使自己和小车一起匀速运动的情景，考查对滑轮组工作原理的理解，考查力的平衡概念，功、功率的计算，考查分析和综合的能力。
解题指导：①由图可知，竖直墙壁受到滑轮的拉力由三段绳子承担，每一段的拉力等于小科作用在绳子自由端的拉力，因此，墙壁所受拉力为10N×3＝30N，故①错误。
③3s内绳子自由端移动的距离s＝3×1.2m＝3.6m，则拉力所做的功为W＝Fs＝10N×3.6m＝36J，故③正确。
④动滑轮对滑板车的拉力为两段绳子的拉力，即10N×2＝20N，车移动距离为1.2m，则所做的功W′＝F′s′＝20N×1.2m＝24J，功率P＝W′/t＝24J/3s＝8W，故④错误。答案选C。
