第一节杠杆。
一、教材分析。
重点、难点剖析。
1．认识杠杆。
杠杆是最基本的简单机械。所谓杠杆，就是一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒1） 支点：杠杆绕着它转动的点，也叫做转轴。
（2）动力：推动杠杆转动的力（动力可以是人力，也可以是畜力、风力、电力、水力、蒸汽压力等）。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。
正确辨认杠杆的标准是：把实物抽象成“硬棒”，找出一点（支点）、二力（动力和阻力）、二臂（动力臂和阻力臂）。
2．怎样画杠杆示意图。
画杠杆示意图是研究杠杆的重要方法，是实物杠杆的科学抽象，是物理学的书面语言。只有正确画出杠杆示意图，才能进一步研究杠杆问题。
如图11-1所示，用撬棒撬石头的时候，撬棒就是一根杠杆，如何画出撬棒的杠杆示意图呢？
作图步骤如下：
1）画出杠杆：用粗线条把杠杆主要形态画出来，不要画实物外形。
2）找出支点：设想杠杆转动，在杠杆转动时找出支点，可用“△”表示，也可用“·”表示，并标出字母“o”。
3）标出两力：根据杠杆的转动方向，判断动力、阻力的方向，并用“力的示意图”表示动力f1、阻力f2，动力和阻力的作用点均应画在杠杆上。
4）作出两臂：用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另外一条边通过支点，从支点向力的作用线（必要时可正向延长或反向延长）画垂线（力的延长线画虚线），作出动力臂和阻力臂，并用大括号括出动力臂和阻力臂，分别用字母l1、l2表示。
3．杠杆的平衡条件。
初中阶段只研究杠杆处于静止状态的平衡。杠杆平衡时必须满足一定的条件，这一条件叫做杠杆的平衡条件。
实验研究得到的杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，写成公式为：f1l1=f2l2，它表示动力臂l1是阻力臂l2的几倍，则动力f1就是阻力f2的几分之一。
4．杠杆的应用。
1）省力杠杆：如图11-3所示，其动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力，即l1>l2，f1（2）费力杠杆：如图11-4所示，其动力臂小于阻力臂，平衡时动力大于阻力，即l1f2。
特点是用较大的动力去克服较小的阻力，但作用时可使动力作用点移动较小的距离，即费力的收获是距离、节约时间，钓鱼竿、铁锹、缝纫机脚踏板、镊子都属于这类杠杆。
3）等臂杠杆：如图11-5所示，其动力臂等于阻力臂，平衡时动力等于阻力，即l1=l2，f1=f2。特点是既不省力也不费力，但使用方便。
常用的托盘天平是等臂杠杆，所以用天平测物体质量时，砝码的读数就是物体质量。
瓶器打开瓶盖。想一想，使用起瓶器有什么好处？
5．学生讨论：
动力臂大于阻力臂，省力。如手推车、老虎钳、铁皮剪刀等。
动力臂小于阻力臂，费力。如：裁衣剪刀、筷子、扫帚等。
第二节滑轮。
一、教材分析。
重点、难点剖析。
1．定滑轮。
滑轮是一种简单机械，它通常是由一个带凹槽的轮子绕上绳索、缆绳或链条组成的。在旗杆顶上就有一个滑轮，如图11-7所示。这个滑轮是固定在旗杆顶上的，所以叫定滑轮。
定滑轮有什么特点呢？
如图11-8所示，甲图是一个等臂杠杆的示意图。现在把等臂杠杆进行如下的等效变换：先把直棒加宽变形成一个圆轮，支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变（图乙），再把圆轮的边缘挖一个槽，这就变成了一个滑轮，最后把它固定使用就成了定滑轮（图丙）。
从图丙可知，定滑轮是绕轴转动的，轴是定滑轮的支点。动力臂与阻力臂等长，均等于滑轮半径。由杠杆平衡条件f1l1=f2l2可知，动力等于阻力。
由此可见，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用它既不省力也不省距离，但改变了用力方向，使工作更方便。定滑轮在实际生活中有着广泛的应用：如船员向下用力，可以升起船帆；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或拉开；建筑工人站在地面上从不同角度用力，都可以将不太重的建筑材料提升到高处。
2．动滑轮的实质。
如图11-9所示，甲图是将滑轮连在想移动的物体上，用手拉绳时，滑轮和重物一起上升，这样使用的滑轮叫动滑轮。甲图中将要移动的物体现在由绕在滑轮上的左、右两段绳子牵拉着，可见，使用动滑轮可以小一半力。动滑轮的这一特点可以根据杠杆平衡条件证明。
由此可见，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用时可省一半力，但要多移动一倍距离（即把重物提升1m，你就得拉绳子2m），且不能改变力的方向。
3．滑轮组的特点。
定滑轮虽然不省力，但可以改变用力的方向，给人们带来方便；动滑轮不能改变用力方向，但可以省力，省力情况是人们最为关心的。有没有办法使两者的优势都得以充分地发挥呢？我们可以把定滑轮和动滑轮连在一起，组成滑轮系统，也就是滑轮组，用滑轮组拉物体会更省力。
如图11-10所示。也就是，拉动一段绳子，就可以节省数倍的力量。使人们的起重、运输等工作更加轻松。
在分析滑轮组省力情况时，若只要数出有几段绳子吊着动滑轮就能算出省力到几分之一。
使用滑轮组可以省力，却是费距离的结果。对滑轮组来说，省力到几分之一，费距离到原来的几倍。
第三节功。一、重点、难点剖析。
1．“功”的概念。
经过长期的实践和研究，人们发现既省力又省距离的机械是没有的，下面就讨论这一问题。
现在要把重力为g的物体提升一个高度h。如果我们直接用手把它匀速提升，手用力为g，手移动的距离为h，则力和距离的乘积为gh。
如果我们用轻质动滑轮匀速提升重物，由于动滑轮能省一半力，手用的力变为，而绳子是对折使用的，手移动的距离为2h，则力和距离的乘积为。
如果我们用阻力臂为动力臂2倍的杠杆来匀速提升重物，则手移动的距离是物体升高高度的二分之一，即，根据杠杆平衡条件，手用力是物重的2倍，即f=2g。则力和距离的乘积为。
因此，省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，既省力又省距离的机械是没有的。
由此可见，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个物理意义的量。为了反映这一特性，物理学中引入了功的概念，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功，简称功。
2．如何理解做功。
物理学中的做功描述的是力的作用效果，即物体在力的作用下通过一段距离。力有了这种效果，就说力对物体做了功。例如起机吊起重物，机车牵引列车前进。
在这些现象中，起重机的拉力对重物做功，机车牵引力对列车做功。
功包括两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。这两个条件，缺一不可。
如果你推一辆陷在泥中的汽车，尽管你已使出了全身的力气，车子还是纹丝不动，几分钟后，你已筋疲力尽，而车子还是陷在泥中。在这一过程中，虽然你用力推车，但车子没有移动距离，所以你没有对汽车做功。要对一个物体做功，该物体必须在所施加的力的方向上移动距离。
当你从家门口把一箱苹果搬到房间里时，也许你认为做了功，但事实上并非如此。要对一个物体做功，施加的力必须与物体运动的方向一致。当你搬运苹果时，你施加一个向上的力来抬起箱子，这样箱子才不会掉到地面。
但箱子运动的方向是水平向前的，当你搬运这箱苹果时，由于施加的力是竖直的，在竖直方向上这箱苹果的高度、速度都没有变化，所以你在搬运这箱苹果时没有做功。
3．功的计算和单位。
功的计算公式。
物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功，也就是功=力×力的方向上通过的距离，用公式表示就是w=fs，式中的w表示功，f表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离。
功的国际单位。
根据功的计算公式w=fs，在国际单位单位制中，力的单位是牛（n），距离的单位是米（m），功的单位就是这两个单位相乘，也就是牛·米（n·m），为了纪念英国物理学家焦耳做出的巨大成就，用他的名字命名为功的单位，简称焦（j），1j=1n·m。
1焦的物理意义是：物体在1n的力的作用下，沿力的方向通过1m的距离，则此力做功是1j。同学们在前面已经了解1n的作用力大约是托着两只鸡蛋的力。
那么1j的功就大约是手托着两只鸡蛋向上移动1m所做的功。
功的计算原则。
应用公式w=fs解题时要遵循以下原则：
首先对物体进行受力分析，画出物体的受力示意图。
当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意的要求确定哪几个力做功和对谁做功。
根据做功的两个必要因素，找出做功的力和物体在力的方向上通过的距离。
功是只有大小，没有方向的物理量。
做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只能由w=fs决定。
第四节功率。
一、重点、难点剖析。
1．为什么要引入功率概念。
人类创造了无数种机械，然而这些机械的做功本领彼此差别很大。例如：建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，如果用起重机，几分钟就行了。
显然，运送相同数量的砖到相同的高度，起重机和定滑轮做的功相同，用定滑轮做这些功用几小时，起重机用几分钟，那它们做功有什么不同呢？机械做功不但有做功多少问题，还有做功快慢问题。如图11-14所示，如果挖土机半小时挖土10吨，一个工人4小时挖土1吨，（假设把土提高的高度相同），那么，挖土机和工人做的功不同，所用时间也不同，怎样比较他们做功的快慢呢？
引入功率概念来表示做功的快慢。单位时间（譬如1秒钟）内做的功叫功率。凡是功率大的物体，每秒钟做功多，就说明它做功快。
例如我们爬楼梯，无论是走上去还是跑上去，所做的功是一样的，但经验告诉我们，跑上去要比慢慢走上去累得多，这就是因为跑上去时做功的功率比走上去时的功率大的缘故。同样，两部等质量的汽车向山上开，功率大的车会先到达山顶。
2．功率的计算。
物理学中，做功的快慢用功率来表示。单位时间内完成的功叫功率，即功率=。如果用w表示功，t表示时间，p表示功率，则功率的定义公式为。
在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位就焦/秒，专门称之为瓦特，简称瓦，这是为了纪念英国发明家瓦特改进蒸汽机所做的巨大贡献。1秒时间内完成1焦的功，功率就是1瓦，换句话说1瓦=1焦/秒。比方说，你在1秒内把一杯水送到嘴里，你做功的功率大约是1瓦。
工程技术上，还有千瓦、兆瓦等功率单位，1千瓦=103瓦，1兆瓦=106瓦。
第十一章,简单机械和功
星甸中学2011 2012学年第一学期月检测试卷。九年级物理2011.10 姓名班级得分。一 选择题 每题2分，共24分，每题只有一个正确答案，将你认为的正确答案写在 内 1.下列工具中属于费力杠杆的是 a 剪铁皮的剪刀b 镊子c 独轮车 d 道钉撬。2.如图2所示，人的前臂可视为杠杆，当将茶杯沿箭...
第十一章简单机械和功
知识梳理 1 杠杆的定义。2 杠杆的五要素 支点。动力。阻力。动力臂。阻力臂。平衡条件。3 杠杆的分类 4 下列各图中，o点为杠杆的支点，画出各力的力臂 标出l1 l2 5 滑轮 组 定滑轮 作用。实质。动滑轮 作用。实质。滑轮组 实验表明，使用滑轮组吊重物时，若不计滑轮重和摩擦，动滑轮被几股绳子吊...
第十一章简单机械和功
一 考点分析 一 杠杆与滑轮。1 杠杆 1 定义叫杠杆。2 五要素 画力臂方法 找支点o 画力的作用线 虚线 画力臂 实线，过支点垂直力的作用线作垂线 标力臂。2 研究杠杆的平衡条件 a 杠杆平衡是指。b 实验前 应调节使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是实验过程中调节杠杆再次平衡的目点是。c 结论...