师：同学们，今天我们一起来复习第十一章简单机械、功和功率以及机械效率。第十一章的课标要求大家学习过一些简单机械，思考一下，哪些简单机械可以用于提升重物呢？

　　生：杠杆、滑轮或滑轮组，还有斜面。

　　师：非常好。使用这些简单机械有什么便利之处呢？

　　生：利用杠杆可以省力或者省距离，使用滑轮组可以省力并改变力的方向，使用斜面可以省力。

　　师：那图中的拉杆箱属于什么机械？它具备怎样的结构特征呢？

　　生：可以把它看作一个杠杆，支点在与地面接触的轮子上，动力在拉杆的末端，阻力在拉杆箱的重心上。

　　师：没错。如果我们画出杠杆的五要素，不难发现它的动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。在画杠杆力臂时要注意些什么呢？大致可以概括为四点：先找到支点，再画力的作用线，过支点作出力的作用线的垂线，并标上垂直符号和力臂符号，也就是“一找、二线、三垂直、四标号”。如果给定动力，要判断阻力的方向，有什么办法呢？比如在左图中，动力向下，使杠杆顺时针转动，那么阻力方向如何呢？

　　生：阻力一定是使杠杆逆时针转动，所以阻力方向一定向下。

　　师：很好。补出这两个力的力臂。在右图当中，动力方向向上使杠杆逆时针转动，那阻力方向呢？

　　生：阻力一定是使杠杆顺时针转动，所以它受到的阻力方向应该向上。

　　师：由此我们可以总结，不管是什么杠杆，动力和阻力总是使杠杆转动的方向相反。如果没有明确给出力的作用点，还要注意，不管是动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力。在例2中要我们画出杠杆OA受到的力臂，这时候我们就要分别找出它的动力和阻力，阻力是绳子对杠杆向下的拉力，所以L1可以比较轻松地画出来。那么这里的L2画得对吗？

　　生：不对。

　　师：对，这里的L2所对应的力是作用在定滑轮上的力，而不是作用在杠杆OA上的力。直接作用在杠杆OA上的绳子的拉力应该是斜向左上方，力臂应该是这样。阻力方向沿绳子向下，动力方向沿绳子斜向左上方。所以我们在画杠杆作图的时候要注意，动力和阻力都是作用在杠杆上的。例3是给定力臂L2，要我们画出对应的力F2的情况。方法是先过力臂的端点作出力臂的垂线，即为力的作用线。然后标出这根线与杠杆的交点，它就是力的作用点。最后根据动力和阻力总是使杠杆转动的方向相反来确定力的方向。所以本题中F2的方向斜向上方。

　　师：例4是要我们画出最小动力的情况，要找最小动力，其实就是要找出最长力臂。根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，就是要使动力臂最长。在这样一幅图中，连接OA即为最长力臂L1，再根据力臂做垂线，画出F1即可。总结一下，画最长力臂就是支点到动力作用点的连线。在生活中有非常多的杠杆，我们一起来认识它们当中的一部分，这些杠杆是依据什么原理工作的呢？

　　生：杠杆平衡条件，或者称之为杠杆原理。

　　师：我们是如何探究杠杆平衡条件的呢？来看问题。第一问中实验开始时杠杆位置如图，为了使杠杆在水平位置平衡，应该将杠杆的平衡螺母向哪边调节？

　　生：杠杆的水平调节与天平的水平调节方法类似，哪边翘起就往哪边调，所以本题中应该向右调节平衡螺母。

　　师：为什么要将杠杆调节在水平位置平衡呢？

　　生：主要是为了便于测量力臂，而且这样做可以使杠杆的重心落在支点上，杠杆的重力对于杠杆的平衡就没有影响。

　　师：在这个实验中，能否全部用勾码而不用弹簧测力计来完成实验呢？

　　生：不可以。用勾码只能实现力的方向在竖直方向的情况，而且只能使两个力在支点的两侧，无法研究两个力在支点同侧的情况，得出的实验结论具有偶然性，不能得出普遍规律。

　　师：再来看第二问。探究杠杆平衡条件时，如果在杠杆的两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡。这样三次实验后得出结论：动力乘以支点到动力作用点的距离等于阻力乘以支点到阻力作用点的距离。下列能够帮助他得出正确结论的操作是哪一个？杠杆平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，这里的力臂是指支点到力的作用线的距离。要想使支点到力的作用线的距离与支点到力的作用点的距离分离开来，正确的做法是什么呢？

　　生：让拉力偏离竖直方向。可以使测力计沿倾斜方向拉，此时力臂就不再落在杠杆上，支点到动力作用点的距离就不再等于力臂。所以正确答案应该是C选项。

　　师：第三问中F2与F1相比，F2的力臂较短，而阻力与阻力臂的乘积没有发生变化，那么F2和F1的大小关系如何？

　　生：F2要大于F1。

　　师：将测力计斜向右拉，力臂仍然小于F1，那么F3和F1的大小关系呢？

　　生：F3也大于F1。

　　师：第四问。要去求悬挂重物的最大重力，这种情况下，测力计的示数应处于最大值2.5牛。而题目中明确交代只借助杠杆上的刻度线这样一条信息，这意味着测力计应在刻度5的位置数值向下拉。根据杠杆平衡条件，左端刻度在1处可以挂的钩码重力应为测力计最大值的5倍，是多少牛呢？

　　生：12.5牛。

　　师：第5问，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符的原因是什么呢？

　　生：这时杠杆的重心不再落在支点上，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。

　　师：对于滑轮来说，利用滑轮或滑轮组提升重物有着怎样的省力特征？需要付出怎样的代价呢？我们知道对于滑轮组有这样的关系式成立，f = 1/n G总，这里f是指绳子末端的拉力，n是指动滑轮上绳子的股数，G总表示物体重力和动滑轮重力的总和。这一关系式的成立是有前提条件的，它的条件是什么呢？