（北京专版）2018年中考物理总复习 第08课时 简单机械学案

第08课时简单机械【考纲要求】考纲要求1.杠杆；2.力臂；3.杠杆平衡条件；4.运用杠杆平衡条件解决有关问题；5.定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用【考点聚焦】考点1杠杆1．杠杆的基本知识定义在力的作用下绕__________转动的硬棒叫杠杆五要素支点杠杆绕着转动的点，一般用字母______表示动力驱使杠杆________的力，一般用字母______表示阻力________杠杆转动的力，一般用字母______表示动力臂从支点到动力作用线的________，一般用字母L1表示阻力臂从支点到阻力作用线的________，一般用字母L2表示说明①动力、阻力都是杠杆受到的力，作用点在杠杆上；②杠杆可直、可曲，当支点在杠杆中间时，二力同向；当支点在杠杆一端时，二力反向[点拨]力臂画法：(1)找支点O；(2)画力的作用线(用虚线表示)；(3)画力臂(用虚线表示，过支点垂直于力的作用线作垂线段)；(4)标力臂(用大括号或背向箭头表示)。2．杠杆的分类名称力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆L1____L2F1____F2省力、__________撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳费力杠杆L1____L2F1____F2________、省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子等臂杠杆L1____L2F1____F2不省力、不费力天平、定滑轮考点2探究杠杆平衡条件理解平衡杠杆平衡是指杠杆__________或__________探究过程调节杠杆两端的____________，使杠杆在____________平衡，杠杆的调节方法是左倾________，右倾________得出结论杠杆的平衡条件是：文字式：____________________________；写成公式为________________或____________评估交流①实验时让支点处于杠杆的中心是消除杠杆自重对实验结论的影响；②让杠杆在水平位置平衡是为了便于从杠杆上直接读出力臂；③不同的物理量不能进行加减，但可以进行乘除；④如果实验中只测一组数据，具有偶然性，不能得出普遍结论考点3滑轮项目实质力的关系(F、G，不计绳重和摩擦)距离的关系(s、h)作用定滑轮等臂杠杆________s＝h改变____________动滑轮动力臂是阻力臂二倍的杠杆F＝12G__________________滑轮组__________________既可以________，也可以改变__________[点拨]1．根据图确定滑轮组承担物重的绳子段数一般采用“切割法”确定承担物重的绳子段数，即从定滑轮和动滑轮之间切断(如图所示)，数出拴在动滑轮框上的绳子(包括最后从动滑轮引出的拉绳)就是承担物重的绳子段数(图中的段数已标出)。2．根据已知数据确定滑轮组承担物重的绳子段数根据公式n＝G物＋G动F求出承担物重的绳子的段数。【经典例题】()例题1：如图9－2所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是()例题2：如图9－3所示，O点为杠杆的支点，F是作用在杠杆B点的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、BC⊥OC。能表示力F力臂的线段是A．OAB．OBC．OCD．AB例题3：在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。(1)实验开始时，杠杆如图9－4甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动。(2)调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙所示的2组钩码，此时，杠杆在水平位置是__________(选填“平衡”或“不平衡”)的。(3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆的平衡条件。如图丙所示，若每个钩码的质量是50g，则可用量程为0～5N的弹簧测力计在______(选填“A”“B”或“C”)处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，获取实验数据。(g取10N/kg)()例题4：使用如图所示的滑轮组提升重物，最省力的绕线方式承重绳为A．两段B．三段C．四段D．五段()例题5：如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知OA∶OB＝1∶2，A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。ρ铝＝2.7×103kg/m3,g取10N/kg。下列结果正确的是A.该铝球空心部分的体积为1×10－3m3B.该铝球的体积为3×10－3m3C.该铝球受到的浮力为20ND.该铝球受到的浮力为40N例题6：如图所示装置中，动滑轮重1N，当在动滑轮下挂上重1.5N的物体B时，水平桌面上的物体A恰能向右匀速运动。当用1.2N的水平拉力向左拉物体A时，原来静止的物体A将_____________(选填“变速运动”“匀速运动”或“保持静止”)。例题7：图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO∶OB＝3∶2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是__________N。(不计杆重和绳重)【课时训练】|夯实基础|()1．下列工具中，属于省力杠杆的是A．天平B．开瓶器C．定滑轮D．钓鱼竿()2．初一科学活动课上，同学们用钢丝钳剪铁丝时，如图所示，把手放在远离轴的地方容易把铁丝剪断，这是因为A．增大了动力B．减小了阻力C．增大了动力臂D．增大了阻力臂()3．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是()4．(多选)调节杠杆水平平衡后，在支点O两侧挂的钩码如图所示，此时杠杆失去平衡。为使杠杆重新平衡，应采用的措施是A．把右侧的钩码减掉一个B．把左侧的钩码向左移动一格C．在左侧的钩码下增加一个钩码D．在右侧的钩码下增加一个钩码，并向左移动一格5．用如图K9－5所示的滑轮组提升重物，若动滑轮重为30N，所用拉力的大小为120N，动力的作用点竖直向上通过的距离为7.2m；则物体重______N，物体被提升____m。(不计绳重和摩擦)6．金属块甲静止在水平地面上，对地面的压强是5.4×105Pa；有一轻质杠杆AB，支点为O，且OA∶OB＝5∶3。将甲挂在杠杆的B端，在A端悬挂质量为4kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡，如图所示，此时金属块甲对地面的压强变为1.8×105Pa；当在杠杆A端改挂质量为______kg的物体时，金属块甲对地面的压力刚好为零。(g取10N/kg)|对接京考|一、单项选择题()1．【2017·通州一模】如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是()2．【2017·房山一模】图所示的工具中，使用时属于省力杠杆的是()3．【2017·东城一模】图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是A．F1B．F2C．F3D．F4二、多项选择题()4．【2017·通州二模】图中，用滑轮或滑轮组将重为G的物体匀速拉起，不计滑轮、绳重以及轮与轴间的摩擦，绳端拉力F等于物重一半的是三、作图题5．【2016·石景山一模】请在图中作出力F的力臂，并用L表示。6．【2016·丰台二模】组装如图所示的滑轮组，使绳自由端的拉力F最小。四、实验与探究题7．【2017·石景山二模】小军用图甲中的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。请按要求完成下列问题：(1)他将杠杆安装在支架上(如图甲所示)，发现杠杆右端下沉，则应将杠杆右侧的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调，才能使杠杆在水平位置平衡。(2)将杠杆调平衡后，他用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉(如图乙所示)，此时弹簧测力计的示数为______N，若要杠杆在水平位置平衡，则悬挂在A处的钩码总质量为______kg。(g取10N/kg)(3)当他施加在杠杆C处的拉力大小不变，方向改变时，则应________(选填“增大”或“减小”)悬挂在A处的钩码总质量，杠杆才能在水平位置保持平衡。8．【2017·朝阳二模】在探究杠杆的平衡条件的实验中：(1)小阳小组的同学首先提出了以下问题：杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂有什么关系？接下来他们按照正确的实验步骤进行实验并记录数据如下表所示：(阻力臂L2＝0.15m，阻力F2＝2N)动力臂L1/m0.30.20.150.120.250.1动力F1/N1.01.52.02.51.23请根据表中数据归纳出动力F1与动力臂L1的关系式：F1＝____________。(2)通过对上述实验数据的分析，他们又提出了下面的问题：杠杆平衡时，动力跟动力臂的乘积是否等于阻力跟阻力臂的乘积？请你写出该问题中的自变量：______________。9．【2017·平谷二模】小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F＝________。G/N2345678F/N0.91.31.72.12.52.93.310．【2017·房山二模】实验台上有如下实验器材：带支架的杠杆(相邻刻线间距均为5cm，如图K9－20所示)、重为0.5N的钩码若干、两段轻质细绳。请利用上述实验器材设计实验证明：当杠杆水平平衡时，阻力和阻力臂保持不变，动力越大，动力臂越短。(1)写出主要实验步骤。(2)画出实验数据记录表格。11．【名师预测】如图K9－22所示，OB是以O为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA垂直于AB。线段________(选填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。参考答案|经典例题|1．B2．A3．左不平衡B4．B5．C6．保持静止7．220|夯实基础|1．B2．C3．C4．ABD5．3302.46．6[解析]设金属块甲的底面积为S，因为p1＝FS＝GS，所以金属块甲的重力G＝p1S；当把金属块甲挂在杠杆的B端，在A端悬挂质量为4kg的物体乙时，杠杆在水平位置平衡，此时金属块甲对地面的压强p2＝F压S，所以此时金属块甲对地面的压力F压＝p2S；因为力的作用是相互的，所以此时地面对金属块甲的支持力F支＝F压，金属块甲对杠杆的拉力F拉＝G－F支；由杠杆平衡条件得G乙×OA＝F拉×OB，即G乙×OA＝(p1S－p2S)×OB，由题知p1＝5.4×105Pa，p2＝1.8×105Pa，G乙＝m乙g＝4kg×10N/kg＝40N，OA∶OB＝5∶3，代入数据解得S＝15400m2。金属块甲的重力G＝p1S＝5.4×105Pa×15400m2＝100N；当金属块甲对地面的压力刚好为零时，根据杠杆平衡条件得G×OB＝m乙′g×OA，所以m乙′＝G×OBg×OA＝100N10N/kg×35＝6kg。|对接京考|1．A2．A3．C4．AD5．如图所示6．如图所示7．(1)左(2)30.2(3)减小8．(1)0.3N·mL1(2)阻力跟阻力臂的乘积9．0.4G＋0.1N10．(1)实验步骤：①用细绳做成两个绳套，分别拴在杠杆的两端某刻线处，调节杠杆使其在水平位置平衡。②将一个钩码挂在支点左侧第六个刻线处，在支点右侧挂两个钩码，调节所挂的位置，使杠杆水平平衡，此时钩码的个数(F1)和力臂的大小(L1)，视为动力F1和动力臂L1，并将F1、L1的数据记录在表格中。③保持支点左侧钩码个数和位置不变，在支点右侧增加钩码个数，仿照②再做两次实验，使杠杆在水平位置平衡。分别将动力F1、动力臂L1的数据记录在表格中。(2)实验数据记录表格：动力F1/N动力臂L1/m【名师预测】11．OA