力和机械(实验班)

第十三章力和机械力和机械力弹力弹性：物体受力时发生形变，不受力时恢复原状的特性弹力：物体由于弹性形变而产生的力弹簧测力计原理：构造：使用：重力定义：三要素大小：方向：作用点：G=mg竖直向下重心摩擦力概念滑动摩擦力大小测量原理：方法：影响因素方向增大和减小摩擦力的方法简单机械杠杆概念平衡条件三种杠杆滑轮定滑轮动滑轮滑轮组轮轴斜面一、弹力弹力1）弹性：物体受力会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状的这种特性。2）塑性：物体变形后不能自动恢复原来形状的特征3）弹力：物体由于弹性形变而产生的力4）其它弹力：压力、支持力、如：5）弹簧测力计原理：在弹簧的弹性限度内弹簧的伸长与弹簧所受的拉力成正比。二：重力1）定义：由于地球的吸引而使地面附近的一切物体受到的力。2）单位：牛（N）3）大小：G=mg(通常取g=)9.8N/kg4）方向：重力的方向总是竖直向下。5）作用点：重心6）测量工具：弹簧测力计使用前：①检查指针是否指在零刻度处。②观察它的量程和分度值。使用时：弹簧指针、挂钩不与外壳摩擦。例、一个放在斜面上的物体，其质量为5kg，用重力的示意图，表示出它的大小、方向、作用点。G＝mg＝5kg×9.8N/kg＝49NG=49N三、摩擦力摩擦力1）产生条件：①两个物体互相接触。②要产生或已经产生相对运动时。接触面上。2）方向：与物体相对运动方向或相对运动的趋势相反。3）摩擦力产生的位置－看作用点：4）影响摩擦力的大小的因素：①作用在物体表面的压力大小有关。表面受到的压力越大，摩擦力越大。②接触面的粗糙程度有关。接触面越粗糙，摩擦力越大。增大有益摩擦的方法：③增加接触表面的粗糙程度。①增大物体间的压力。②变滚动为滑动。列举相关的事例：1、自行车用越大力刹车，就停得越快。2、拔河时用力握绳子。6、上单杠，手上摸镁粉。3、冬天在结冰的路面上撒沙。4、冬天路面打滑，在汽车轮上缠铁链。5、鞋底或轮胎有凹凸不平的花纹。减小摩擦的方法：①减小压力。②减小接触面的粗糙程度。③变滑动为滚动。④分离摩擦面。列举相关的事例：1、手握单杆不能太紧3、机器转动的部分加滚动轴承4、磁悬浮列车靠强磁场把列车托起2、加润滑油摩擦力专题一、判断是否受摩擦力要判断一个物体是否受摩擦力，我们可以从产生摩擦力的条件入手，条件是：①两个物体相互接触并挤压，即两个物体之间有弹力②接触面不光滑③物体有相对运动的趋势或发生相对运动二、推断摩擦力的大小对于摩擦力大小问题，初中阶段一般主要研究的是静摩擦力大小和滑动摩擦力的大小，而大多数学生在做题时不能把这两种摩擦力区分开，导致常常把这两种摩擦力的大小搞错。①静摩擦力的大小受外力的影响，但要看所加外力是否跟静摩擦力在同一个方向上，若所加外力不与静摩擦力在同一个方向上，则不会影响静摩擦力的大小。②滑动摩擦力的大小只与接触面粗糙程度和压力大小有关，只要这两个因素不变，滑动摩擦力的大小就不变。三、判断摩擦力的方向物体所受摩擦力方向总与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。要想判断物体所受摩擦力的方向就要理解并会运用这句话。小结：通过分析我们会发现，摩擦力的方向判断要牢牢地抓住：物体所受摩擦力方向总与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反这句话。同时我们也会发现，摩擦力不一定是阻力，有时摩擦力也是动力。简单机械定义：平衡条件：F1L1=F2L2应用：定滑轮滑轮组杠杆L1L2的杠杆，省力但费距离滑轮特点：不省力，但可以改变力的方向省力情况：F=G/n（n为承重绳子段数）特点：既能省力又能改变力的方向L1=L2的杠杆，既不省力也不省距离L1L2的杠杆，省距离但费力实质：等臂杠杆（L1=L2）动滑轮特点：省一半力，但不能改变力的方向实质：倍臂杠杆（L1=2L2）五个要素知识结构一:基本要素及其平衡条件的探究•三:杠杆—平衡条件的应用二:杠杆—最小力问题•四:杠杆—力的变化问题•五:杠杆—再平衡问题专题二杠杆的研究F1OL1F3F2力臂的两种表示方法：大括号和箭头一找支点二画线（力的作用线）三定距离（力臂长）力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是支点到力的作用点的距离；杠杆的力臂不一定在杠杆上。力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的直线。作用在杠杆上的力，若作用点不变，但作用力的方向改变，力臂一般也改变，力的作用效果也不同。练习1、在图中，画出力F对支点O的力臂，并用字母L标明。OFL例:如图是一个弯曲的杠杆，O是支点，在A处挂一重物G=10N，AO=BC=4cm，OB=3cm，在C点处加一个力F，若使F力最小，画出该力的方向，及力F的最小值是（）A.8NB.10NC.5ND.13NAFc你知道怎样找杠杆的最小力吗?练习:1.(05盐城市)如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂L。2．要求用一个最小的力F,使图中的杠杆处于平衡状态,请画出这个力的示意.图,并标明它的力臂FLFLFFF平衡条件的探究:在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：⑴左右力臂L1:L2=______?·L1L2⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？_____边下降?2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：⑶若使杠杆再次平衡，可在___边的钩码下再挂___个钩码？2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：·⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则___边将下降如图，人的前臂可视为杠杆，当弯曲肘将小球向上举起时，下列说法中正确的是（）A、前臂是省力杠杆，阻力臂变大B、前臂是省力杠杆，阻力臂变小C、前臂是费力杠杆，阻力臂变大D、前臂是费力杠杆，阻力臂变小D如何判断杠杆的种类?练习1、如图，杠杆的应用例子中不省力杠杆是（）ABCDC练习2、小红进行小制作时，需要剪一块白铁皮，最好选用下列剪刀中的（）ABCDD看漫画:答：小猴分得的萝卜重，萝卜平衡时，粗的那端力臂短，根据杠杆平衡条件，粗的那端萝卜更重。请你仔细观察图，究竟小猴和兔子谁分的萝卜重？说明理由。斜拉桥是一种科技含量很高的大桥，图甲是斜拉索桥的桥提结构示意图，图乙取桥体一部分结构进行研究，图丙是这部分结构的受力示意图。甲乙丙F1F2（1）从图丙可以看出，斜拉桥的设计应用了的相关知识，其中O是，代表桥重和桥面上的车辆对桥的作用力，是钢索对桥面的拉力。桥塔钢索桥面O（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥的高度，请分析原因。杠杆支点F1F2（3）假如让你来设计新的斜拉桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）答：增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆平衡条件，钢索所受的拉力也随之减小。答：使用新型的高强度轻质材料减小桥的自重。3.(04广东)图中的农民拿着一根用来挑东西的扁担.扁担属于_________类机械，使用扁担挑东西_________（填能或不能）省力.扁担做成扁的原因是_____________.巩固练习:35.(04济南)如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=BO，杠杆自身重力不计。则()A.GA=GBB.GAGBC.GAGBD.无法判断例1:如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（）A．大小不变B．由小变大C．先变大后变小D．先变小后变大GO杠杆在实际应用过程中,由于力臂的变化往往会导致动力不断随之变化,怎样掌握这类题的做法?GOL2GL2’例1:如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（）A．大小不变B．由小变大C．先变大后变小D．先变小后变大例1:如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（）A．大小不变B．由小变大C．先变大后变小D．先变小后变大GGOL2’例2:如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=________N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将________（填变大、不变或变小）比比看:这两道题的不同点在哪?练习1:如图所示，O为杠杆的支点，在杠杆的右端B点处挂一重物。MN是以A为圆心的弧线导轨，绳的一端系在杠杆的A点，另一端E可以在弧线形导轨上自由滑动，当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中，杠杆始终水平，绳AE对杠杆拉力的变化情况是（）OMNEBAA、先变大后变小B、先变小后变大C、一直变小D、一直变大B2.如图所示,O为杠杆的支点,为了提高重物P,用一个水平方向作用的力F,使杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,这个过程中()．OFFA.杠杆始终是省力的B.杠杆始终是费力的C.先是省力的,后是费力的D.先是费力的,后是省力的1、将一圆锥体推上台阶，现分别在A、B、C点用力，力的方向如图，则最小的推力是（）A、FAB、FBC、FCD、一样大ABCB2、如果街边一些无良商贩想骗秤，使秤的读数比实际质量大，那么他们可能是（）A、减少杆秤的砣重B、增加杆秤的砣重C、减少杆秤的盘重D、都有可能A3、O为杠杆AC的支点，在B处挂一个球，AO＝OB＝CB，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1，并标出F1的方向。CBOAF1L14、护城河上安装使用的吊桥是一个杠杆，由图可知它的支点在_____点，在匀速拉起时，它属于一个______杠杆（“省力”或“费力”），并在图中画出动力臂。ABCCL1省力5：判断题①、杠杆是一根直的硬棒。()②、动滑轮和定滑轮都是变形的杠杆。()③、动力臂与阻力臂之和等于杆长。()④、力的作用线通过支点的力的力臂为零。⑤、定滑轮的半径越大越省力。()×√××√与动滑轮连接的绳子的段数，就是承担物重的绳子的段数。当滑轮组平放时，这时滑轮组不是承担物重，承担的是拉动物体所需要的力，当物体做匀速直线运动时，它等于物体受到的摩擦力。在判断承担拉力的绳子段数不习惯，可将滑轮组转动到熟悉的竖直方向来分析。根据题目条件，如绳子能承受的拉力或要承担的物重，计算出需要几段绳子来承担（如有小数时，用收尾法），若需要的绳子段数是奇数，则从动滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕；若需要的绳子段数是偶数，则从定滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕。也可根据题目的要求，用反绕法。滑轮组绕线法（1）当n为奇数时，采用________法。下结（2）当n为偶数时，采用________法。上结甲乙甲图：n=______乙图：n=______541、如图，地面上一物体重100牛顿，当物体做匀速直线运动时，物体与地面的摩擦力是60牛顿，则拉力F=牛顿。f=60Nf=60NF202、不计滑轮摩擦，当水平向右拉力F＝5N时，物体m恰能匀速向右运动，求：物体所受地面的摩擦力大小。mF＝5NF=5Nmf=______f=______f2.5Nf10N3、搬运工人常用的一种搬运重物的方法，从图中能看出搬运工人运用了哪些物理知识？F①动滑轮省力;②以滚动代替滑动减小摩擦。用受力分析法解决滑轮组问题用受力分析法解滑轮组问题必须遵循以下几点:将动滑轮和物体当做一个整体分析；处于静止或匀速直线运动时，物体受平衡力；每段绳子上受力都是相等的．FFFFFGG2F=GF=½G3F=GF=G/3例1:用受力分析法解一定一动滑轮组问题5F4FG+G’G+G’5F=G+G’F=(G+G’)/54F=G+G’F=(G+G’)/4例2:用受力分析法解二定二动滑轮组问题例3:用受力分析法解滑轮组问题G+G人4F4F=G+G人F=(G+G人)/4G+G人3F3F=G+G人F=(G+G人)/3例4:用