火线100天四川专版2016中考物理考点复习第14讲简单机械.doc

第14讲 简单机械 杠杆五要素和平衡条件1 杠杆的五要素和平衡条件定义一根硬棒，在力的作用下绕着_转动的硬棒叫做杠杆五要素支点如图所示，杠杆绕着_，用字母_表示动力如图所示，使杠杆_的力，用字母_表示阻力如图所示，_杠杆转动的力，用字母_来表示动力臂如图所示，从支点到_的_，用字母l1表示阻力臂如图所示，从支点到_的_，用字母l2表示探究杠杆平衡条件探究过程实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，实验中使杠杆在水平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂结论动力×动力臂=阻力×阻力臂F1l1 = F2l2说明为了消除实验中错误的结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆【提示】画力臂：（1）先在杠杆示意图上确定出支点.（2）画出动力作用线和阻力作用线；（3）最后从支点向力的作用线引垂线.2.杠杆的分类力臂关系力的关系距离关系实例省力杠杆L1 _ l2F1 _F2省力，_ 距离羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆L1 _l2F1_ F2_，省距离钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆L1 _l2F1 _F2不省力，不费力天平、定滑轮等【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的. 滑轮 比较 分类 定滑轮动滑轮滑轮组示意图定义中间的轴_的滑轮和重物一起_的滑轮定滑轮、动滑轮组合成滑轮组实质_杠杆动力臂为阻力臂倍的杠杆特点不能_但是能改变_能省_的力，但不能改变_在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F_.距离的关系_【提示】判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示. 斜面与轮轴斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由_和_组成，能绕共同轴线转动的 _叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的_，支点就在_，轮轴在转动时轮与轴有相同的_应用螺旋、楼梯、盘山公路等方向盘、水龙头、扳手【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.命题点1杠杆(2015·雅安)请作出图中：物体A所受重力G的示意图；力F的力臂l.画力臂是力学作图题中的一个难点，但做力臂也是有一定的规律可循，即一定点(支点)，二画线(力的作用线)，三从支点向线引垂线1(2015·巴中)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码，下列判断正确的是（ ）A杠杆不能平衡，左端下沉B杠杆不能平衡，右端下沉C杠杆仍能平衡D无法判断2(2014·南充)如图所示，物体重G50 N，OB0.4 m，OA1 m，使杠杆在水平位置平衡时，F1的力臂L1_m，F1_N(杠杆重忽略不计)3(2014·泸州)如图所示，足够长的均匀木板已调节到水平平衡状态在支点O的两边分别有做相向匀速直线运动的甲、乙两玩具电动小车，当重为4 N的甲车位于支点右边距支点3 m处时，为保持木板平衡，重为6 N的乙车应在支点左边距支点_m处，如果甲车速度为0.15 m/s，则乙车的速度应为_m/s才能保持木板平衡始终不被破坏(车未到支点O前)4如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力，请在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2.命题点2杠杆的分类(2014·宜宾)如图所示，以下杠杆中属于费力杠杆的是（ ）A活塞式抽水机抽水B拦道木升起C手推车D羊角锤拔钉子根据杠杆平衡条件，要判断杠杆是否省力，关键在于动力臂和阻力臂的长短关系首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆，即动力臂比阻力臂长的为省力杠杆，动力臂比阻力臂短的为费力杠杆5室内垃圾桶平时桶盖关闭防止垃圾发出异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启根据室内垃圾桶的结构示意图(如图所示)可确定（ ）A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，且一个是省力杠杆，一个是费力杠杆6(2015·广安)如图所示是一种新型圆规，它一脚的末端装有吸盘，使用时利用_的作用可将其固定在黑板上作图时，转动手柄便可在黑板上画出漂亮的圆，圆规在使用过程中相当于简单机械中的_(填“省力杠杆”或“费力杠杆”)命题点3滑轮(2015·汕尾)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（ ）点拨：对动滑轮或物体进行受力分析，可得如下示意图，则有2F1G、F2G、3F3G、2F4G，可见，F3最小滑轮组的计算技巧：先对动滑轮进行受力分析，再找出动力与阻力之间的关系，最后利用平衡力的知识求解7(2014·遂宁)用如图所示的四种简单机械，将同一物体从低处匀速搬到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（ ）8(2015·泸州)如图所示，水平桌面的右端固定一定滑轮，轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重为4 N的木块相连当小盘内放有重为0.5 N的砝码时，木块保持静止状态，这时木块受到的摩擦力大小为_N；当小盘内放有重为0.6 N的砝码时，木块正好做匀速直线运动；当小盘内放上重为0.7 N的砝码时，木块受到的摩擦力大小为_N木块的运动状态_(填“会”或“不会”)发生改变(不计绳重及绳与滑轮的摩擦)9(2014·巴中)根据题中所给出的滑轮，请在图中用画线方法画出绕法(要求所给的滑轮都利用)命题点探究杠杆的平衡条件探究杠杆平衡条件实验是简单机械中的一个重要探究实验，是中考考查的重点内容，其主要考点为：杠杆水平调节的方法和目的、实验结论的得出、杠杆平衡条件的应用等(2015·攀枝花)在探究“杠杆平衡条件”的实验中：(1)将杠杆的中点挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是_(2)杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_个钩码，使杠杆在水平位置平衡(3)如图乙所示，取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置平衡当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将_(4)完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量：如图丙所示，将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和_的距离L2.根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆_(用题目中所给物理量表示)(1)杠杆的平衡条件：动力×动力臂阻力×阻力臂，公式表达为：F1l1F2l2；(2)调节杠杆在水平位置平衡的目的：可以直接从杠杆上读出力臂的大小，便于测量力臂；还可以消除杠杆重力对实验的影响或使杠杆自重的力臂为零；(3)在探究杠杆的平衡条件时，实验数据至少测量三组，这样才能够使实验结论具有说服力，不具有偶然性(5)小明通过实验探究得出了杠杆的平衡条件是：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请利用图中的实验器材证明小明的观点是错误的写出简要的实验步骤及实验现象一、选择题1(2015·邵阳)如图所示，下列工具属于费力杠杆的是（ ）A.开瓶起子B.镊子C.钢丝钳D.独轮车2(2013·乐山)重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到如图中虚线所示位置在转动的过程中（ ）A动力臂逐渐变大B阻力臂逐渐变小C动力F逐渐变大D动力F逐渐减小3如图所示，一根轻质硬木杆，A端通过细绳竖直地挂有一重50 N的物体，该物体放在水平地面上；在B点施加了一个竖直向下的力F.已知OA15 cm，OB5 cm，F30 N则重物对水平地面的压力为（ ）A80 N B60 N C40 N D20 N4(2014·广元)如图甲所示，一个平衡的杠杆，左端挂有充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球，右端为钩码将气针头插入篮球中，气球膨胀，此时杠杆如图乙所示，下列分析不正确的是（ ）A图甲中，杠杆左右两边所受拉力的力臂相等B图乙中，气球的体积越大，它受到的浮力也越大C图乙中，杠杆的左端上翘是因为气球受到的浮力增大D实验过程中，杠杆左端所挂物体的总重始终不变5(2013·雅安)工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)其中最省力的方案是（ ）6(2014·巴中)如图所示，O为杠杆MN的支点，OMON34，物块A和B分别挂在M、N两端，杠杆恰好平衡，已知物块A、B的体积之比为21，则A、B两物体物质的密度之比是（ ）A32 B43 C23 D347(2014·凉山)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）A杠杆仍能平衡B杠杆不能平衡，左端下沉C杠杆不能平衡，右端下沉D无法判断二、填空题8(2015·内江)使用动滑轮可以_，但不能改变动力的方向；使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的_9(2014·绵阳)如图所示的杠杆是_(填“省力”或“费力”)杠杆，图中O为支点，F1的力臂l1，F2的力臂l2，当杠杆平衡时，F1与F2定量关系式为_10(2015·攀枝花)如图所示，物体A重5 N，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为4 N的物体B，此时物体A恰能向右匀速运动若物体A上加一个水平向左的拉力F，使物体A沿桌面水平向左匀速运动，则所加拉力的大小为_N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)11(2014·攀枝花)如图，在水平拉力F的作用下，物体匀速向右运动的距离为L，水平面对物体的摩擦力为f，则额外功表达式为_三、作图题12(2014·凉山)如图所示的杠杆中，已知动力F1和阻力臂L2，请你作出动力臂L1和阻力F2.13(2015·铜仁)请在图中画出滑轮组最省力的绕法四、实验探究题14(2015·南充)如图是利用铁架台、带有刻度的匀质杠杆、细线、数量足够且每个重力均为1 N的钩码等实验器材探究“杠杆平衡条件”的实验(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端较低，这时应将平衡螺母向_(填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡(2)在A点悬挂三个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂_个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向下拉，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的拉力为_N；若弹簧测力计仍在C点，改变拉力的方向，斜向右下方(如图虚线方向)拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(填“大于”“等于”或“小于”)1 N.15(2015·扬州)“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1 kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度及细线拉力F的数据，如下表：低头角度/°015304560细线拉力F/N07.314.020.225.0(1)设头颅质量为8 kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力是_N.(2)在图乙中画出细线拉力的示意图(3)请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？答：_.(4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：_.五、计算题16(2014·临沂)如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图已知大理石的密度是2.8×103 kg/m3，每块大理石板的规格为50 cm×50 cm×2 cm，升降机吊框的重力是600 N不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦，g取10 N/kg.则：(1)一块大理石板平放在水平地面上时对地面的压强是多少？(2)如果该吊车钢丝绳能承受的最大拉力是10 000 N，则该吊车一次最多能匀速提升多少块大理石板？(3)在某次提升作业中，吊车钢丝绳的拉动速度是0.1 m/s，则在2 min内吊车能将大理石板提升多高？第七单元简单机械功与功率机械效率第14讲简单机械考点解读考点11.固定点O转动的点O转动F1阻碍F2动力作用线距离阻力作用线距离2.费费力考点2固定不动移动等臂2省力省力动力的方向一半动力的方向Gshs2hsnh考点3轮轴简单机械杠杆轴线转速各个击破例1例2B例3C题组训练1.B2.0.5403.20.14.5.D6.大气压费力杠杆7.D8.0.50.6会9.实验突破例(1)便于测量力臂(2)3(3)先变小后变大(4)O到B拓展训练(5)实验步骤：在杠杆左端某处挂3个钩码；用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F1；弹簧测力计斜向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F2，实验现象：F2F1.整合集训1B2.C3.C4.A5.C6.C7.C8.省力方向9.省力F1l1F2l210.411.4FLfL12.13.14.(1)右(2)21大于15.(1)200(2)(3)人低头的角度越大，G的力臂越大(4)尽量减小低头的角度(或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息)16.(1)大理石板的体积V50 cm×50 cm×2 cm5 000 cm35×103 m3.大理石板的底面积S50 cm×50 cm2 500 cm20.25 m2.每块大理石的质量mV2.8×103 kg/m3×5×103 m314 kg.一块大理石板对水平地面的压力FGmg14 kg×10 N/kg140 N一块大理石平放在水平地面上对地面的压强pF/S560 Pa.(2)升降机一次能提起的大理石块数n210块(3)大理石上升的速度v大理石 m/s.在2 min内吊车将大理石板提升的高度hv大理石t m/s×2×60 s4 m.11