简单机械(1)

杠杆1.杠杆2.力臂的概念3.画力臂√√√√√4.杠杆平衡条件√√√√5.运用杠杆平衡条件解决有关问题√√√√√知识点分项细目近三年涉及的中考题070809简单机械滑轮1.定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用√2.组装简单滑轮组√√√√简单机械杠杆滑轮定义五要素平衡条件及应用定滑轮及作用动滑轮及作用滑轮组的应用知识框架:OF1l1l2F2一、杠杆：1.定义：___________________叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲，形状任意。②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。③阻力：杠杆转动的力。用字母F2表示。说明动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在上④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示2.五要素——组成杠杆示意图【例1】对图所示的杠杆进行分类。A、用撬棒撬石头B、跷跷板C、理发剪刀D、镊子夹东西E、起子撬瓶盖三、三种杠杆：名称特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂改变力方向天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。二、力臂的概念、会画力臂【例1】关于力臂下列说法正确的是（）Ａ．从支点到力的作用点的距离。Ｂ．从支点到力的作用线的距离。Ｃ．力臂不可能为零。Ｄ．力臂一定都在杠杆上。ＢL2L1BF2OF1A①找支点O；②画力的作用线；③画力臂（从支点垂直力的作用线作垂线）；④标力臂（从支点到垂足大括号）画力臂要点三、杠杆的平衡条件1.实验②此实验中用弹簧测力计时：•应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。A、这样做可以方便的从杠杆上读出力臂。B、所以每次操作都必须使杠杆水平平衡探究“杠杆的平衡条件”注意事项A、测力计与钩码要在杠杆的同侧。B、测力计要竖直向上拉测力计示数变化问题0110四、运用杠杆平衡条件解决有关问题1.动态变化问题解题思路：（1）明确杠杆“五要素”（2）确定不变量（3）抓住变化量（4）应用F1×L1＝F2×L2解题【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GOGOL2GL2’【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’C•【变式1】.如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图，它是应用杠杆平衡原理进行工作的。图中O为固定转轴，杆右侧的A端连接着石球，脚踏杆左侧B端可以使石球升高到P处，放开脚，石球会落下击打稻谷。若脚用力F，并且方向始终竖直向下，假定在石块从最低点升起到P处的过程中，每个位置杆都处于平衡状态，则（）•A．力F的大小始终不变•B．力F先变大后变小•C．力F和它的力臂的乘积始终不变•D．力F和它的力臂的乘积先变大后变小FOBAP【变式2】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B•2.杠杆偏转问题已知AO＞BO，Fl，F2的大小及方向都不变，如将它们的作用点同时向支点O移动相同的距离，则杠杆将[]A．B端下沉B．A端下沉C．仍平衡D．无法判断极限思想数学比较•在上题中，如果保持两个力的力臂不变，两个力F1，F2同时减少相同的力，则杠杆将[]•A．B端下沉•B．A端下沉•C．仍然平衡•D．无法判断【例1】如图所示，在一根长为1m，横截面积为6cm2、密度0.8×103kg/m3的均匀木棒左端，挂一个重为16N的石块。问绳套O应在何处可以使木棒处于水平位置平衡？BCAO3.状态方程问题【例2】如图所示，将一个长方体的重物甲挂在杠杆的左端A点，一个人在杠杆支点右侧的B点通过滑环对杠杆施加了竖直向下的力F1，使杠杆在水平位置静止，已知OA：OB=4：1，F1的大小为100N。在重物下端加挂另一重物乙，仍然在B点通过滑环对杠杆施加竖直向下的力，大小为F2。当滑环向右移到C点，此时通过滑环对杠杆施加竖直向下的力为F3，F2和F3均能使杠杆在水平位置平衡。已知F2-F3=80N，且BC：OB=1：2。求：（1）重物甲的重力；（2）重物乙的重力。BCAO甲重物甲的重力25N;重物乙的重力35N;6．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F在这个过程中（）A．变大B．变小C．不变D．先变大后变小第6题图GOABF（06海）36．过去农村用的舂米工具是一个杠杆，图31是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。若石球重50N，要将石球抬起，脚至少用多大竖直向下的力？(摩擦和杠杆自重均忽略不计)图31F2L1=1mL2=0.4mF1OBA杠杆平衡条件√图8运用杠杆平衡条件解决有关问题√4．如图8所示，杠杆处于平衡状态，若使弹簧测力计的示数变为原来的1/2，杠杆仍平衡，可以（）A．减少2个钩码B．减少3个钩码C．钩码数量不变，向左移一格D．钩码数量不变，向右移一格l1l2F2F11.定滑轮：①定义：中间的轴__________的滑轮。②实质：__________③特点：使用定滑轮________________。④对理想的定滑轮绳子自由端移动距离s=h绳子自由端移动速度v=vGF1l1F2l2①定义：___________的滑轮。②实质：动滑轮的实质是：_________③特点：使用动滑轮能。2.动滑轮：只忽略轮轴间的摩擦则拉力绳子自由端移动距离S=2h绳子自由端移动速度v=2vG④理想的动滑轮（不计轮重和摩擦）则：2物＝GF2G轮物＋GF滑轮每段绳子上力的关系FFF从受力分析的角度研究滑轮组拉力大小3.滑轮组①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变力的方向③理想的滑轮组（摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/n。只忽略摩擦，则拉力(竖直）拉力(水平）绳子自由端移动距离S=nh绳子自由端移动速度v=nvG，(n为承重绳的段数）nGF轮物＋GF第7题图FA例3图nfF地第2题图nFGF轮浮物＋G竖向：忽略轮和轴间摩擦F2GGF1n=2n=3n=3[例1]如图所示滑轮组，不计滑轮、绳、弹簧测力计重及轮与轴间的摩擦，当用力拉动物体向左匀速运动的过程中，若物体与地面间的摩擦力的大小f＝18N，则弹簧测力计的示数为_____N，则拉力F＝_____N；若在此过程中，绳端移动速度为0.6m/s，则物体A的运动速度v＝_____m/s，物体A4s内通过的距离S=_____m。FA横向FAF1F2[例2]物体A在滑轮组拉力的作用下，1s内沿水平地面匀速移动0.2m。弹簧测力计的示数如图所示。不计滑轮重和轴摩擦，则A．绳子自由端的拉力F＝2.2NB．物体A受到的摩擦力f＝6.6NC．绳子自由端移动速度v＝0.1m/sD．滑轮组对物体A做功的功率P＝0.88W出发点：分析滑轮受力6.6N2.2N2.2N2.2N2.2N4.4N2.2N6.6N4.4N2.2NA4.4N4.4N组装滑轮组方法：•首先根据公式求出绳子的股数。•根据“奇动偶定”的原则。结合具体要求组装滑轮。F第7题图用图示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是（）A．小于200NB．等于200NC．大于200ND．大于300NFA例3图如图所示滑轮组，不计滑轮、绳、弹簧测力计重及轮与轴间的摩擦，当用力拉动物体向左匀速运动的过程中，若物体与地面间的摩擦力的大小f＝18N，则弹簧测力计的示数为N，则拉力F＝N；若在此过程中，绳端移动速度为0.6m/s，则物体A的运动速度v＝m/s，物体A4s内通过的距离S＝m。在图15中，物体A重50牛，物体B重30牛，物体A在物体B的作用下向左做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向右的力F拉动物体A，使物体B以0.1米／秒的速度匀速上升，动滑轮重6牛，绳与轮摩擦不计，则拉力F＝________牛，2分钟物体A移动的距离＝________米。AB例1.（2008北京）36．实验台上有如下实验器材：一个带支架的杠杆、一个量程为0～5N的弹簧测力计、六个质量均为100g的钩码和两段细绳。请利用上述实验器材设计一个实验，证明“在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比”。•（1）在你所设计的实验中，如果用点A表示钩码作用在杠杆上的位置，用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置，请在图19中的杠杆上标出A点和B点。•（2）写出主要实验步骤。O力学探究实验•本题控制变量是动力臂和阻力臂，因变量是动力，自变量是阻力。•解答本题有两个关键：一是要保证弹簧测力计竖直往上拉，为此钩码和弹簧测力计应放在杠杆的同一端；二是不能超过弹簧测力计的量程，为此弹簧测力计应放在钩码的外侧。•实验步骤的表达要注意：“使杠杆在水平位置平衡、竖直向上拉弹簧测力计、记录实验数据”三个要点。•（2）实验步骤：•1、用细绳做成两个绳套，分别拴牢在杠杆的A点和B点处，调节杠杆使其在水平位置平衡。将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置。…………（1分）•2、在A点处依次挂1个、2个、3个、4个、5个、6个钩码，…………（1分）•3、在B点处依次竖直向上拉弹簧测力计，分别使杠杆在水平位置平衡。………（1分）•4、把每次操作过程中挂在杠杆上的钩码的总质量和相应的弹簧测力计示数记录在表格中。………（1分）调节器材多组数据控制实验条件或变量记录数据37．实验台上有组装好的实验装置，如图21所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。图2101N2345012345市09年物理试卷37题答案及评分参考•（1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。（1分）•2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；……（1分）器材的操作记录数据•（2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，（1分）•仿照步骤（1）再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把各次的测量数据记录在表格中。……（1分）•（3）利用W总＝Fs，计算出各次的总功，用W有用＝Gh=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中。……（1分）多组数据控制实验条件或变量论证