初三物理讲义专题14 简单机械（讲义）

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专题 14 简单机械（讲义）

一、知识梳理

一、杠杆

1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。

（1）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。

（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。

2.杠杆的七要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在

棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；（2）动力：使杠杆转

动的力叫动力，用“F1”表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；

（4）动力作用点：动力在杠杆上的作用点；（5）阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；

（6）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“ ”表示；（7）阻力臂：从支点到

阻力作用线的垂直距离，用“ ”表示。

注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。

一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠

杆按照需要方向转动的力叫阻力。

力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其

力臂为零，对杠杆的转动不起作用。

3.杠杆示意图的画法：

（1）根据题意先确定支点 O；

（2）确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；

（3）从支点向力的作用线画垂线，并用 l1和 l2分别表示动力臂和阻力臂；

第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“O”表示。

第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为

动力用“F1”表示。这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动

力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆

的，方向向下,用“F2”表示如图乙所示。

第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线

作垂线，并标明相应的“l1”“l2”， “l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所

示。

甲乙丙

4.杠杆的平衡条件

（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。

（2）杠杆的平衡条件实验

图（4）图（5）

1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水

平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾

斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们

才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有

的平衡。

（3）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或 F1l1=F2l2。

5.杠杆的应用

（1）省力杠杆：动力臂 l1＞阻力臂 l2，则平衡时 F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即

用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻

力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。

（2）费力杠杆：动力臂 l1＜阻力臂 l2，则平衡时 F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使

用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点

少移动距离）。

（3）等臂杠杆：动力臂 l1=阻力臂 l2，则平衡时 F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用

这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。

既省力又省距离的杠杆时不存在的。

二、滑轮

1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此

可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件分。

根据使用情况不，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2.定滑轮

（1）定义：作时，中间的固定不动的滑轮叫定滑轮。

（2）实：是个等臂杠杆。

心 O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于的 ，根据杠杆的平衡条

件可，因为物上时不省力。

（3）点：不省力，但可变力的方向。

所“变力的方向”是指我们施加某一方向的力能到一个与力方向不的力。

（4）动力移动的距离与物移动的距离相等。

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