简单机械

杠杆

1.杠杆的定义及构成

(1)杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

(2)杠杆的五要素：

①支点：杠杆绕着转动的固定点(O);

②动力：使杠杆转动的力(F1);

③阻力：阻碍杠杆转动的力(F2);

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)。

2.杠杆的平衡条件

(1)杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我们说杠杆平衡。

分类

平衡力 相互作用力

定义

物体受到两个力作用而处于平衡状态，这两个力叫做平衡力

物体间发生相互作用时产生的两个力叫做相互作用力

不同点

① 受力物体是同一物体

② 性质可能不相同的两个力

① 分别作用在两个物体上，它们互为受力物体和施力物体

② 性质相同的两个力

共同点

①两个力大小相等，方向相反，作用在一条直线上

②施力物体分别是两个物体

(2)杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2

3.杠杆的应用

(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。

(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。

(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。

滑轮

1.定滑轮

(1)实质：是一个等臂杠杆。支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。

(2)特点：不能省力，但可以改变动力的方向。

2.动滑轮

(1)实质：是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。

(2)特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。

3.滑轮组

(1)连接：两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。

(2)作用：既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。

(3)省力情况：由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。绳子段数：“动奇定偶”。拉力 F=G总/n，绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是连接动滑轮绳子的段数，h是物体移动的高度。

轮轴和斜面

(1)轮轴：实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在轮上的力是动力F1，轴半径r，轮半径R，则有F1R=F2r，因为R>r，所以F12。

(2)斜面：是一种省力机械。斜面的坡度越小，省力越多。