簡單機械
【考點聚焦】
1.理解力臂的概念。
2.理解杠桿的平衡條件。
3.知道定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用。
4.會組裝簡單的滑輪組。
【呈現形式】
上述考點常以填空、選擇、作圖、實驗和計算題型出現。例如畫出力臂則以作圖題的形式出現，組裝滑輪組則以實驗題的形式出現。
【知識結構】
一、杠桿
一根硬棒，在力的作用下如果繞著固定點轉動，這根硬棒叫做杠桿
1.杠桿的五要素：
（1）支點：杠桿繞其轉動的點，一般用字母o表示該點。
（2）動力：使杠桿轉動的力，一般用字母f1表示。
（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力，一般用字母f2表示。
（4）動力臂：從支點到動力作用線的距離，一般用l1表示。
（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，一般用字母l2表示
2.力臂：從支點到力的作用線的距離。
3.杠桿平衡條件
（1）杠桿平衡是指杠桿處于靜止或勻速轉動的狀態。
（2）杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即f1•l1＝f2•l2
二、滑輪
1.定滑輪：定滑輪實質上是一個等臂杠桿，所以使用定滑輪不省力，但能改變動力的方向，在不少情況下，改變力的方向會給工作帶來方便。
2.定滑輪：動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，動滑輪省一半力，但費距離，且動滑輪不能改變力的方向。
3.滑輪組：滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成，可以達到既省力又改變力的作用方向的目的，在忽略滑輪組與軸之間的摩擦和繩重的情況下，使用滑輪組時，重物和動滑輪總重由幾段繩子承擔，提起重物所用的力就等于總重的幾分之一。
【方法提示】
一、 正確畫出力臂
畫力臂時，要先找到杠桿的支點及力所在的那條直線，即力的作用線，再從支點向力
的作用線（或反向延長線）作垂線，支點到垂足間的距離就是該力的力臂。
【例題1】如圖1甲所示，輕質桿oa可繞o點轉動，b處懸掛重物，a端用細繩通過頂部定滑輪被拉住時（定滑輪質量及摩擦不計），整個系統靜止，請在圖中畫出桿oa所受各力的力臂。
【解析】
力臂是從支點到力的作用線的距離，先找到支點的位置，可讓杠桿試著運動看它繞哪一點轉動，這一點即為該杠桿的支點（圖中o點）.力的作用線是通過力的作用點沿力的方向所畫的直線，但作力臂時，應根據實際情況來確定是否需要畫力的作用線及應沿力的方向還是逆力的方向畫力的作用線，以本題為例，就不需要畫力的作用線，由圖示可以看出：輕質桿共受兩個力的作用，即繩對桿斜向左上方的拉力f1，其大小等于f，其方向沿繩向左上方；另一個是物體對桿向下的拉力f2，其大小等于g，方向自b點豎直向下，故從支點到垂足的距離，分別是動力f1和阻力f2的力臂l1和l2。如圖1乙所示。
二、杠桿平衡條件的應用
利用杠桿的平衡條件解題，首先要分析作用在杠桿上的各個力的大小及方向，確立支
點及各力的力臂，明確每個力將使杠桿如何轉動，區分動力和阻力，然后應用平衡條件。
利用平衡條件解題步驟：
（1）確立杠桿支點的位置
（2）分析杠桿受到的各個力，排除作用在支點上的力，明確每個力的大小及方向，作出力的示意圖。
（3）確定各個力的力臂，正確運用幾何知識判斷力臂的長短。
（4）根據力使杠桿的轉動將力區分為動力和阻力。
（5）應用杠桿的平衡條件，代入相應的力和力臂，解方程，并適當進行討論。