【www.guakaob.com--结构师考试】
12.1 杠杆 第（19）课时
(一)学习目标
1、知识与技能
(1)认识杠杆，知道杠杆的平衡。
(2)知道杠杆的分类，能从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类。
2、过程和方法
(1)通过观察和实验，了解杠杆的结构；杠杆的平衡条件。
(2)通过分类，了解生活中杠杆的应用原理。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆，进一步认识物理是来自于生活的，认识到物理是有用的。
(二)教学重难点
(1) 重点：理解杠杆的平衡条件
(2) 难点：从常见的工具和简单机械中识别杠杆，理解力臂的概念。
(三)教学准备
杠杆支架、钩码、刻度尺、线
(四)（35分钟）教学过程
一、引入新课
看教材展示图片，提问“劳动者为什么要用硬木棒搬动巨大的木头等重物”
二、什么是杠杆？
出示一些实物，象瓶起子，剪刀等并演示如何使用。
请学生归纳其相同点。
1、定义：一根硬棒，在力的作用下，如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 要点：(1)硬棒 (2)绕着固定点转动
三、几个名词
1、 动力：使杠杆转动的力F1
2、 阻力：阻碍杠杆转动的力F2
3、 支点：绕着转动的那个点O
4、 动力臂：从支点到动力作用线的距离l1
5、 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2
PS：力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。 力臂不是支点到力的作用点的距离!
四、探究杠杆的平衡条件
1、 什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成：F1l1= F2l2 或F1F2 =l2l1
a、 为什么要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡？ b、 如果不用钩码而用弹簧测力计进行实验，应注意什么问题？
五、生活中的杠杆
从杠杆的平衡条件可知，当杠杆平衡时，力与力臂成反比，所以可以得出以下几个结论：
1、 省力杠杆，可以省力，但比较费距离。撬棒，瓶盖起子，园艺剪刀等。
2、 费力杠杆，虽然费力，但可以省距离。如：钓鱼杆，理发剪刀等。
3、 等臂杠杆，如：天平
（五）练习（10分钟）
12.2 滑轮 第（19）课时
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)认识定滑轮和动滑轮及滑轮组
(2)知道简单机械的一些应用 知道轮轴和斜面也能省力
2、过程和方法目标
(1)通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构
(2)通过探究，了解滑轮组，及轮轴，斜面的特点。
3、情感、态度与价值观目标
通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
(二)教学重难点
1、 重点：认识定滑轮和动滑轮、滑轮组的结构、特点及作用
2、 难点：正确引导学生进行探究实验
(三)教学准备
定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、测力计、铁架台、刻度尺。
(四)（35分钟）教学过程
一、引入
让同学们观看书上的漫画。问：为什么瘦子却拉不住这个物体？
二、定滑轮和动滑轮
1、介绍滑轮
周边有槽，能绕轴转动的轮子。
(1) 定滑轮：提升物体时滑轮不随物体一起移动。
(2) 动滑轮：提升物体时滑轮随物体一起移动。
2、探究：定滑轮与动滑轮的特点
学生自己动手探究，明确探究目的，
设计数据表格，通过分析得出结论。
分析：定滑轮不能省力，但能改变力的方向；
动滑轮不能改变力的方向，但能省一半力。
动滑轮在省力的同时，却费了一倍的距离。另外：在探究过程中，由于滑轮本身有重力，和绳子有摩擦，结果可能不太一样，
三、滑轮组
动滑轮可以省力，却不能改变力的方向；定滑轮能改变力的方向，却不能省力。有什么办法既能省力又能改变力的方向吗？引入滑轮组。
1、 将动滑轮和定滑轮组合在一起就形成了滑轮组。
让学生自己组装，教师巡视指导。(要求既能省力又能改变力的方向) 再让学生用测力计测量一下，归纳其特点：
2、 使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是 物重的几分之一。
四、 阅读《科学世界》自己进行探究：斜面是不是真的省力？
教师分析：FL=Gh。
即在高度一定时，斜面越长越省力。请学生举例说明：盘山公路，我们骑自行车时上坡比较困难时就骑S形等。
同理：轮轴(F1R=F2r)【第十二章,简单机械】
（五）（10分钟）练习
（六）课后小结：
12.3 机械效率 第（20）课时
（一）学习目标
1、知识与技能目标
（1） 知道有用功、额外功、总功
（2） 理解机械效率，会计算机械效率
2、过程与方法目标
（1）根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题
（2）探究：滑轮组机械效率
3、情感、态度价值观目标
使学生勇于将科学技术应用于日常生活、社会初中的意识。
(二)教学重难点
1、 重点：(1) 理解机构效率
(2) 探究滑轮组的机械效率
2、难点：理解机械效率
(三)教学准备
滑轮组、钩码、弹簧秤、刻度尺、细线
(四)（35分钟）教学过程
一、引入新课
演示12.3实验，让学生分析，要提升砝码，如何操作？
二、进行新课
假如用动滑轮提升砝码，请同学们观察提砝码的过程。 对谁做的功是我们需要的？
1、（板书有用功：我们所需要的功。）
第十二章 简单机械
一、杠杆
1定义： 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 说明： ①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。 2五要素──组成杠杆示意图。
①支点： 杠杆绕着转动的点。用字母O表示。 ②动力： 使杠杆转动的力。用字母F1表示。 ③阻力： 阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。
④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。 3研究杠杆的平衡条件：
。
实验前： 应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在（）平衡。这样做的目的是：可以方
便的从杠杆上量出力臂。
结论： 杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
达标检测：
1、在“探究杠杆平衡条件”的实验前，(1)将杠杆放在水平面上后，发现右端比左端低，这时，应将右端螺母向_____边调；实验中是靠移动 来改变力臂的，靠增减 来改变阻力和动力的大小的。 2、．如图3所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=0.3m，OB=0.4m，将重30N的物体悬 挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点至少需加 __ N的拉力，这是一个 __ (选 填“省力”或“费力”)杠杆．
图3
3、下列工具中：(1)镊子；(2)羊角锤；(3)铡刀；(4)理发剪刀；(5)裁衣剪刀；(6)天平；(7)大扫帚；(8)筷子；(9)剪铁皮的剪刀；(10)道钉撬；(11)火钳；(12)起重机的起重臂；(13)撬棒；(14)汽车的脚踏板．其中属于省力杠杆的是_______ _______，属于等臂杠杆的是________，属于费力杠杆的是_______ ______．（填序号）
二、滑轮
1．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。
绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 2．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：动滑轮的实质是：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。
11
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G只忽略轮轴间的摩擦则，拉力F=G
22
物+G动）绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG） 3．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。只忽略轮轴间的摩擦，则
n
1
拉力F=（G物+G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）=n倍的重物移动的距离SG（或vG）。
n
④组装滑轮组方法：根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 达标检测：
1、用定滑轮匀速提起重物的三种拉法，所用的拉力分别以F1、F2、F3表示，（ ） A.拉力F1最小
B.拉力F2最小 C.拉力F3最小 D.三种拉力一样
2、如图所示，滑轮组承担重物的绳子股数为 股。若绳子自由端在拉力F作用下，竖直向上移动0.2m，则重物G上升距离为 m；若物体重为100N，不计滑轮重，则匀速向上的拉力F为 N；若四个滑轮重量各是2N，则拉力F又为 N（摩擦不计）。
3、如图5，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，不计摩檫和滑轮重，则重力G甲＿＿G乙
4、在滑轮组提升物体，当绳子自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，被提升物的质量是20kg。若不计动滑轮重力和摩擦阻力，绳子的力应为 A．40N B50N C．100N D．5N 三、机械效率：
１、有用功：定义： 对人们有用的功。
公式： W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 斜面： W有用= Gh
2、额外功：定义： 并非我们需要但又不得不做的功
公式： W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面： W额=f L
3、总功： 定义： 有用功加额外功或动力所做的功
公式： W总=W有用＋W额=FS= W有用／η 斜面： W总= fL+Gh=FL
4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。
W有用 ② 公式： η= W
总
Gh斜 面：η= 定滑轮： = Gh= Gh G
= η FS
F
GhGh FS = = G 动滑轮： η=
F2h 2F
GhGh
FS = = G 滑轮组 η= Fnh nF
③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮 机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法：。 5、机械效率的测量：
W有用 Gh ① 原 理： η= W =
总 FS
②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S ③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 ⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 达标检测：
1．关于机械效率的说法中正确的是（ ） A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高 D．做功越快的机械，机械效率越高
2.下列关于机械效率的说法错误（ ）
A、当总功一定时，有用功越多或额外功越少，机械效率越高。 B、当有用功一定时，总功越少或额外功越少，机械效率越高。 C、当额外功一定时，总功越多或有用功越多，机械效率越高。 D、使用机械时，越省力、功率越大，则机械效率大
3、滑轮组将重500N的物体，举高60cm的过程中，机械效率为80％，则有用功为 J，额外功为 J。
4、某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200 N的物体推上高h=1 m、长s=6 m的斜面，则此人对物体做的总功为_ ___J，额外功为_____J，斜面的机械效率_____，斜面和物体间的摩擦力是______N.
能力提升
1．用剪刀剪东西时，如果用剪刀的尖部去剪就不易剪断，而改用剪刀中部去剪就容易些，这是因为（ ）
A．增大了动力 B．减小了阻力 C．减小了阻力臂 D．增大了动力臂
2、测某机器的机械效率时，有如下4个记录结果，其中肯定错误的是（ ）。
A. 99℅ B. 120℅ C. 60℅ D. 80℅
3、关于机械效率的下列说法中，正确的是（ ） A.利用机械越省力，机械效率越高
B.机械做功越快，机械效率越高
C.有用功相同，总功越大的机械效率越高 4．在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（ ）【第十二章,简单机械】
5．杠杆的平衡条件是___________，如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的_______ 倍．
6．重200 N的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是_____N，如果使用动滑轮将它提起，所用拉力是_____ N．
7．如右图所示，物体重G=500N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为__________N，若绳子自由端向上拉动2m，则物体向上移动________m。（不计摩擦、不计滑轮重）
8．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10 N，则拉力F的大小为 N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为 N。
9.作图题 （1）．画出下列图中的动力臂L1和阻力臂L2。
（2）．按下图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。
《第十二章 简单机械》单元测试题
一、选择题（每题4分，共48分）
1. 一根重100 N的均匀直铁棒放在水平地面上，抬起一端所需最小的力是（ ）
A.50 N B.75 N C.25 N D.100 N
2. 杠杆的种类很多，下列属于省力杠杆的是（ ）
A.开瓶器 B.钓鱼竿 C.人的前臂 D.定滑轮
3. 用剪刀剪硬纸片时，用刀口中部比用刀口头部剪，容易把硬纸片剪断，这是因为（ ）
A.减小了阻力 B.减小了阻力臂 C.增大了动力 D.增大了动力臂
4. 在如图所示的四种剪刀中，正常使用时，动力作用点在阻力作用点和支点之间的是（ ）
第10题
第4题
5.
两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处于平衡时（ ） A．两个小孩的重力一定相等 B．两个小孩到支点的距离一定相等
C．轻的小孩离支点近一些 D．重的小孩离支点近一些
6. 如图所示，在建筑工地上经常看见塔吊，塔吊的横梁可以看成一根杠杆，塔吊在C处安装了较重的配重物，其主要目的是为了（ ）
A.美观 B.增大塔吊的阻力，确保塔吊不会翻倒
C.减小塔吊所吊物体的重力 D.增大塔吊的阻力臂
第6题 第7题
7. 如图所示，在水平地面上放一个重800 N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时，物体与地面间的摩擦力为160 N，当不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦时，则人的水平拉力F是（ ）
A.80 N B.320 N C.40 N D.800 N
8. 山间公路修成环绕山坡的盘山公路，这样可以使汽车上山时（ ）
A.减少行驶路程 B.缩短上山时间 C.减小牵引力 D.以上选项均不正确
9. 用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
第9题
10. 用一个重10 N
的动滑轮来提升50 N的物体，实际工作中所用的拉力（
）
A.可能是35 N B.正好是30 N
C.正好是25 N D.可能是20 N
11. 在铁路道口常设有如图5所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（ ）
A.常闭型道闸，重心应在O点右侧
B.常开型道闸，重心应在O点右侧
C.常闭型道闸，重心应在O点左侧
第11题 D.以上说法均不正确
12. 下列关于简单机械的理解，正确的是（ ）
A.使用动滑轮不一定省力 B.吃饭时，筷子是个省力杠杆
C.使用杠杆，就是为了省力 D.使用定滑轮不省力，但可以省距离
二、填空题（每空1分，共23分）
13. 定滑轮的实质是一个杠杆，所以使用它可以但不能 ；动滑轮的实质是一个 杠杆，所以使用它可以 ，但不能 。
14. 每周一学校都举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗
子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个_____滑轮，它能改变力的方向，但_____（选填“能”或“不能”）省力。
15. 如图所示，一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来。已知AB＝6AO，当A处悬挂100
N重物G时，杠杆恰好处于平衡状态，则杠杆的自重为_________。
第15题
第16题
16. 如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2 N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为 N；若斜面的机械效率为80 %，则此时拉力F为 N。
17. 如图所示，杆秤是民间的一种测量工具。使用时，将待测物体挂在秤钩A上，用手拎住提绳B或C（相当于支点），秤砣D在秤杆E上移动，当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出读数。
（1）从科学的角度来看，杆秤应该是一种测量________大小的工具。
（2）根据杠杆平衡的条件分析，使用杆秤时，当从提绳C换到提绳B时，最大测量值将变______________。
第19题 第17题
第18题
18. 在山区常见到如图9所示的盘山公路。修建盘山公路是利用我们学过的一种简单机械 的原理，这样做的主要目的是使汽车在上坡时能够 。
19. 2008年北京奥运会的宗旨是“绿色”和“人文”。在所有的比赛场馆都为残疾人（特别是乘坐轮椅的）建立了专用通道（如图所示），为残疾人上下台阶提供方便。它实际上也就是我们所学过的简单机械 ，使用它的好处是 。而我们平常吃饭的筷子在使用时的好处是 。
20. 指出图中所列工具分别属于那种简单机械，剪刀头 。
第21题 第20题
21. 如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其中较易损坏，这是因为按动这种开关时， 较小，按动需用的力较大。
三、作图题（每题5分，共15分）
22. 如图13所示，重100 N的均匀细棒AB在细绳拉力作用下保持静止。请在图中画出
木棒所受拉力的力臂l及所受重力的示意图。
23. 如图14所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图。（要求保留作图痕迹）
24. 用如图15所示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组绕线。
第22题 第
24
题 第
23题
四、计算题（25题14分，共14分）
25. 小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上
安装了一个滑轮组（如图所示），所用的滑轮每只2 kg，每次将一袋50
kg的水泥提升5 m。（不计绳重和摩擦，g取）求：
（1）每袋水泥受到的重力大小；
（2）每次做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率。
第26题
《第十二章 简单机械》单元测试题答案
1. A 解析：以棒的一端作为支点，棒在重力和拉力的作用下保持静止。重力的作用点在棒的中点，拉力的作用点在棒的另一端。设棒的长度为l，根据杠杆的平衡条件：G•l＝F•l，所以F＝G＝×100 N＝50 N。选项A正确。
2. A 解析：选项A，我们使用开瓶器是为了省力，并且在使用时动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，符合题意；选项B，我们使用钓鱼竿是为了省距离，并且在使用时动力臂小于阻力臂，所以它是费力杠杆，不符合题意；选项C，若把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌收缩抬起前臂是动力，重物作用在手上产生的力是阻力。当屈肘将重物举起时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离，不符合题意；选项D，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不省距离，不符合题意。
3. B 解析：用剪刀剪硬纸片时，用刀口中部比用刀口头部剪，能够减小阻力臂，所以容易把硬纸片剪断。选项A、C、D都不正确，选项B正确。
4. D 解析：由图可知，A、B、C三种剪子的支点位于中间轴上，动力作用点和阻力作用点分别位于支点的两侧，故均不符合题意；D中的剪子支点位于相连的尾端，动力作用点位于中间位置，阻力作用点位于剪子头部，故D符合题意。故选D。
5. D 解析：要使跷跷板平衡，必须满足杠杆的平衡条件即；即，所以，A、B、C不符合题意。故选D。
6. B 解析：塔吊在工作时经常吊运很重的物体，在塔吊的C处安装较重的配重物，就是为了增大塔吊的阻力，使塔吊在吊运重物时不会翻倒，选项B正确。塔吊的阻力臂是固定的，没法改变，选项D错误。安装配重物后增大了塔吊所吊物体的重力，选项C错误。美观也不是安装配重物的主要目的，选项A错误。
7. A 解析：由题意可知，左侧滑轮为动滑轮，右侧滑轮为定滑轮，此滑轮组能省一半力。即人的水平拉力F的大小为物体与地面间摩擦力的一半，F为80 N。
8. C 解析：盘山公路修成斜面，车行驶的路程变长，在速度不变时，增加了上山时间。使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力。选项C正确，选项A、B、D错误。
9. D 解析：选项A，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。选项B，阻力臂大于动力臂，费力。选项C，吊动滑轮的为2股绳子，拉力为物重的二分之一；选项D，吊动滑轮的为3股绳子，拉力为物重的三分之一，所以最省力。
10. A 解析：若不计摩擦和绳子的重力，F＝（G动＋G物）＝×60 N＝30 N，因题目中没有注明不计摩擦和绳子的重力，说明要计算摩擦和绳子的重力，所以实际工作中所用的拉力一定大于30 N，用排除法可知，选项A符合题意。
11. A 解析：当重心在O点左侧时，由于重力的作用，杠杆左端下降，右端上扬，这是常开型的；当重心在O点右侧时，由于重力的作用，杠杆右端下降，左端上扬，这是常闭型的。故选A。
12. A 解析：正常使用一个动滑轮时，假设提升的物体重10 N，动滑轮重60 N，则提升物体的拉力大小为35 N（不计绳重和摩擦），比直接提升重物费力，选项A正确。吃饭时，手对筷子的力是动力，食物对筷子的力是阻力。此种情况下，动力臂比阻力臂短，所以筷子是个费力杠杆，选项B错误。我们使用杠杆有时是为了省力，有时是为了省距离，选项C错误。定滑轮实质是个等臂杠杆，既不省力也不省距离，选项D错误。
13. 等臂 改变动力的方向 省力 省力 省力 改变动力的方向 解析：定滑轮是一个等臂杠杆，不省力也不费距离，但可以改变力的方向；动滑轮是一个省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，省力但费距离，并且不能改变力的方向。
14. 定 不能 解析：根据生活经验可知，旗杆顶部的定滑轮只能改变力的方向，而不能省力。
15. 50 解析：本题中杠杆只在右端悬挂了一个重物却能达到平衡，很明显是靠杠杆本身的重力G1达到平衡的。棒AB粗细均匀，棒AB的重心在棒的中点O1上，设棒AB长l，则阻力臂AO＝，动力臂OO1＝。根据杠杆的平衡条件G1·OO1＝G·AO，代入数据可解得G1＝50 N。
第十二章 简单机械
一、杠杆
（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
（2）五要素──组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。
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。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。 （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画力的作用线（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）。 （4）研究杠杆的平衡条件：
杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
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。 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。写成公式F1L1=F2L2也可写成：F1/F2=L2/L1。
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。 【习题】1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是（ ）
A.弹簧测力计 B.杆秤 C. 台秤 D. 托盘天平
2.如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（ ）
A . 变小 B . 变大 C. 不变 D.无法确定 3.（1）人要顺时针翻转木箱，请画出用力最小时力臂的大小。
（2）如图人曲臂将重物端起, 前臂可以看作一个杠杆。在示意图上画出F1和F2的力臂。
4. 如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5. 如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身
体可视为杠杆，O点为支点．A点为重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm．（g10N/ kg） (1) 该同学所受重力是多少？
(2) 在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L1 （3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小． （4）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？
O
1
4．应用：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。【第十二章,简单机械】
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。
绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 【习题】1. 筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时，筷子属于（ ）
A.费力杠杆，但省距离 B.省力杠杆，且省距离
C.省力杠杆，但费距离 D.等臂杠杆，即不省力也不费力
2. 如图，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系（ ）
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
【习题】
1. 在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有_______，属于等臂杠杆的有_______。 2. 请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。
2．动滑轮：
3．如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1，第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F2向上撬。（木棒自重不计）
（1）在图中画出
F
1的力臂。
（2）若是石块压在木棒上的D点正好是AB的中点，你认为第_____种方法更省力一些，理由是__________________________________________________。
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：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂（ ）倍的（ ）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只忽略轮轴间的摩
2
1
擦则，拉力F=（G物+G动）绳子自由端移动距离SF（或vF）=（ ）倍的重物移动
2
二、滑轮
1．定滑轮：
的距离SG（或vG） 3．滑轮组
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
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=
1
G。只忽略轮n
1
轴间的摩擦，则拉力F=（G物+G动）。绳子自由端移动距离SF（或vF）=（ ）倍的
n
重物移动的距离SG（或vG）。
④组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
三、机械效率：
１、有用功：定义：对人们有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 斜面：W有用= Gh
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额=f L
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η 斜面：W总= fL+Gh=FL
4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。
W有用 ② 公式： η= W
总
Gh斜 面：η= 定滑轮： GhGh G
= η= = Fh F
GhGh Gη= FS = 动滑轮： =
F2h 2F
GhGh G= = η = 滑轮组 FS Fnh nF
③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。
通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5、机械效率的测量：
W有用 Gh ① 原 理： η= W =
总 FS
②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
3
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
【习题】1.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G（如图所示），已
知物重G=600N，拉力F=250N。求重物升高0.5m时。 求：（1）有用功、（2）额外功、（3）动滑轮的重、（4）机械效率。
2、如图所示，斜面长5m，高3 m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。
求：（1）小明做的有用功； （2）斜面的机械效率。
3、用60牛的拉力，使所受重力为200牛的物体，在1分钟内，沿着水平地面匀速移动了10米，求：(1)拉力对物体做的功；(2)拉力对物体做功时的功率。
4．.汽车以15米／秒的速度在平直轨道上匀速前进，受到的阻力为3×l03牛， 求①汽车行驶5分钟做的功。 ②汽车的功率。
第十二章 简单机械
第一 杠 杆
●教学目标：
1．知识与技能
（1）认识杠杆，知道支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念。 （2）知道杠杆的平衡条件及一些应用
（3）能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。
2．过程与方法
（1）经历绘制杠杆的示意图的过程，体会科学抽象的方法。
（2）观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。
（3）经历探究杠杆平衡条件的过程。学习分析实验现象、寻找数据间规律，从中归纳出实验结论的一般方法。
3．情感、态度与价值观
（1）关心生活、生产、自然现象中杠杆的应用。
（2）乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己工作的意识。
（3）认识科学探究中必须有合作精神。
●重点：杠杆的认识、杠杆的平衡条件
●难点：支点、力臂
●教具：剪刀、钳子、木棍等
●教学过程：
通过日常生活中简单机械的例子，引入杠杆概念。
一、杠杆：（概念）能绕着固定点转动的硬棒。
1．支点（O）：杠杆绕着转动的点。2．动力（F1）：使杠杆转动的力。
3．阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力。
4．动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离。
5．阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离。
二、杠杆平衡：杠杆在动力或阻力作用下处于静止或匀速转动，叫杠杆平衡。
1122力臂或F1l2即动力
阻力臂等
)
F2l1阻力动力臂三、杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2
四、杠杆分类：
五、杠杆的应用：
1．省力杠杆：L1>L2，钢丝钳、开瓶器、指甲刀、起子等。
2．费力杠杆：L1＜L2，钓鱼杆、理发剪、火钳、筷子等。
3．等臂杠杆：L1＝L2，天平。
六、作业：P80 3、4
七、教学后记：
第二节 滑轮
●教学目标：
1．识与技能
（1）认识定滑轮和动滑轮
（2）知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用
（3）会根据要求使用和组装滑轮
（4）了解其他简单机械（轮轴、斜面等）的一些应用
2．过程与方法
（1）经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。
（2）经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法。
3．情感、态度与价值观
（1）关心生活、生产中有关滑轮、轮轴、斜面的实际使用。
（2）对实践中的滑轮、轮轴、斜面的工作特点具有好奇心。
（3）具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。
（4）具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识。
（5）通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
●教学过程：
由学校升旗杆顶部装置引入新课。
一、定滑轮：滑轮的轴固定不动。
性质：不能省力，但能改变力的方向
实质：等臂杠杆
二．动滑轮：滑轮的轴随重物一起移动 性质：能省力，但不能改变力的方向
实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆 三．滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成。
性质：能省力，又能改变力的方向
应用：使用滑轮组时，动滑轮和重物由几段绳子承担，提起重物所用的力就是物重的几分之一。 轮轴：动力作用在轮上可省力。例如：方向盘，自行车把手。 斜面：省力。并且斜面越长越省力。 四．练习：一课一练。 五．作业：P84----1-4
六．教学后记：
第三节 机械效率
●教学目标：
1．知识和技能
（1）了解什么是有用功、额外功和总功。
（2）理解什么是机械效率。
2．过程与方法
通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3．情感、态度与价值观
在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。
●教学重点：知道有用功、额外功和总功，理解机构效率。探究斜面的机械效率。 ●教学难点：测量简单机械的机械效率。
●教具：弹簧秤、滑轮、钩码、铁架台。
●教学过程：
一、引入新课：
1．引导：课文107页中的各种方法都能把沙子运到楼上，同学们由此可以提出什么问题？［总共做了多少功？克服沙子重力做多少功？各种方法做功是否同样多等问题。］
2．引入课题：机械效率。
二、新课教学：
（一）有用功、额外功和总功的概念 观察教材图12.3-1演示实验或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、
滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。
起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。
用 表示总功，
举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念
提问，人用水桶从井中提水，有用功、额外功、总功各是什么？
视学生理解程度可再举几个例子。
（二）机械效率
1．组织讨论。找出各种方法中的共同点和不同之处。［用不同方法，人所做的功不完全相同，但克服沙子重力所做的功是相同的。］ 2．能区分有用功、额外功和总功的含义了吗？ 人对沙子所做的功是对我们有用的功，叫做有用功。对桶、口袋所做的功是非我们需要但又不得不额外所做的功，叫做额外功。有用功和额外功之和叫做总功。
分析：使用任何机械都不可避免地要做额外功，即有用功始终都要小于总功。
3．机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率的公式：
有用功－W有用，总功－W总，机械效率－η
提出问题：机械效率可以大于100%吗？分析得出：使用机械时会不得不做一些额外功，所以机械效率必然小于100%。
例题：起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？
二、斜面的机械效率
练习解答P88第3小题。
三、课堂小结
四、作业：88页2、3、4、5。
教学反思：
表示有用功， 表示额外功，它们的关系是
本文来源：http://www.guakaob.com/jianzhugongchengkaoshi/524978.html
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