九年级物理简单机械人教实验版知识精讲 试题.doc

九年级物理简单机械人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容： 简单机械二. 重点、难点： 1. 知道杠杆的五要素，会画力臂。知道杠杆的分类。 2. 知道动滑轮和定滑轮的特点，会组装滑轮组。 知识点分析：（一）杠杆 1. 杠杆：一根硬棒，在力的作用下，如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 2. 杠杆的几个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 动力：使杠杆转动的力叫做动力。 阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力。 力臂：从支点到力的作用线的距离叫力臂。 （力的作用线：通过力的作用点沿着力的方向所画的直线，叫力的作用线） 3. 杠杆平衡条件：动力×动力臂阻力×阻力臂（F1L1F2L2） 4. 杠杆的应用： 省力杠杆（动力阻力）：动力臂阻力臂 省力费距离 费力杠杆（动力阻力）：动力臂阻力臂 费力省距离 等臂杠杆（动力阻力）：动力臂阻力臂 省力杠杆：钳子、 理 发 剪 子、汽车刹车踏板、瓶盖起子 费力杠杆：镊子、剪铁皮的剪子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿 等臂杠杆：天平 哪种剪纸方法省力？哪种剪纸方法省距离？什么时候采用哪种剪纸方法？ （二）其他简单机械： 1. 定滑轮：实质是等臂杠杆，可以改变力的方向，不能省力 动滑轮：实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，可以省力，不能改变力的方向 滑轮组：、sn h 2. 轮轴和斜面【典型例题】 例1. 如图所示是用道钉撬撬起道钉的示意图，请画出作用在道钉撬上动力F1的力臂。 选题目的：教会学生规范画图，训练学生的作图能力。 分析与解答：力臂是从支点到力的作用线的距离。画力臂是重要的作图之一，要注意作图规范。画力臂可以从以下几步进行： 辨认杠杆，确定支点；将力的作用线用虚线延长（有时可不用延长）；从支点向力的作用线作垂线，标垂足，垂线要用虚线；力臂用双向箭头（或大括号）表示出，在旁边标上字母l。 本题作图如图所示。 例2. 如图中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法正确的是（ ） A. 沿水平方向F1最小B. 沿竖直方向F2最小 C. 沿跟OA连线垂直的方向F3最小D. 三个方向用力都一样大 选题目的：通过本题提高学生应用杠杆平衡原理解题的能力。 解析：根据题意，阻力与阻力臂均已知，要想杠杆平衡，动力和动力臂的乘积也应是一定值，即。在图中分别作出、的力臂，由图可知，三个力、的力臂不相等，因此力的大小也不相等，的力臂为OC，的力臂为OD，的力臂为OA，三个力臂中OA最大，其对应的力最小。 答案：C 小结：（l）解决该题的关键是正确确定各力的力臂。力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离。确定力臂的方法是：首先找到支点；分析受力情况，确定各力的作用点和力的方向，作力的示意图；过力的作用点，在力的方向上作出力的作用线，力的作用线的延长线要用虚线画出；从支点出发，向力的作用线或延长线作垂线，两线交点为垂足；从支点到垂足的长度即为力臂的大小，力臂两端点画箭头或用大括号标出，并注明字母或，字母的脚标与相应力的脚标一致。 由本例可看出，这类题把支点到动力作用点的距离作为动力臂时最长，最省力。 例3. 用如图所示的杠杆提升重物G（杠杆顺时针方向转动），在OB到达水平位置之前的过程中，若力F的方向始终保持与OA垂直，则力F的大小将（ ） A. 逐渐增大B. 逐渐减小 C. 不变D. 无法确定 选题目的：通过本题提高学生分析杠杆模型的能力与运用杠杆平衡知识解题的能力。 解析：这是一个变形杠杆，因为F的方向始终与OA垂直，所以F的力臂不变，等于OA杆长。左侧重物G作用在B端的力的大小不变，因为杠杆顺时针转动，OB到达水平位置的过程中，力臂L逐渐增大，达到水平位置时，力臂长等于OB杆长，且为最大力臂值。根据杠杆平衡条件：，当G、OA不变时，L逐渐增大，所以F逐渐增大。 答案：A 例4. 如图所示，在杠杆两端各悬挂一个体积相等的铅球和铁球处于平衡状态，现将两球同时浸没在水中，杠杆还能保持平衡吗？为什么？ 选题目的：通过本题提高学生综合运用物理知识的能力。 解析：杠杆原来处于平衡状态，所以，当将两球同时浸没水中后，球受到浮力，绳拉球的力发生了变化，作用在杠杆两端的拉力、发生变化，因此不能直接根据杠杆的平衡条件解题，而应分别算出和，通过比较其是否相等。若相等，则杠杆仍平衡；若不相等，则杠杆不平衡。若哪边大，则哪端下沉，而另一端则上跷。 一定，又 根据，即 ， 则：挂铅球那端下沉，挂铁球那端上跷。 小结：本题涉及了多方面的物理知识：杠杆平衡条件、阿基米德原理、密度公式。 例5. 如下图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为 ，不计滑轮本身的重和摩擦。 选题目的：教会学生根据滑轮组的绕线判断滑轮组的吃力段数。 分析：判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体，即有几段绳子承担物体的重，不能根据动滑轮的个数来判断省力的大小，也不能根据滑轮的总数来判断省力的大小。在图A中，有三段绳子拉着物体，在图B中，有四段绳子拉着物体，在图C中，有五段绳子拉着物体，F3G/5。 答案：，F3G/5。 例6. 一条绳子最多能承受1000的拉力。请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300牛的重物，画出滑轮组安装示意图。（动滑轮重及摩擦不计） 选题目的：教会学生根据要求设计滑轮组，并提高作图能力。 分析与解答：在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数，即。注意取整数，若计算出是小数，都采用“入”的办法。例如：本题中的，则应取4，不能按四舍五入去处理。然后，根据的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法。如果不要求改变用力方向，则只需要用一个定滑轮，绕线如图（甲）；如果要改变用力方向，则需要两个定滑轮，绕线如图（乙）。 例7. 如图所示，重物N，要使装置平衡，需要多大的拉力？ 选题目的：教会学生解滑轮与杠杆知识相结合的题目，提高学生的分析与解题能力。 分析：这个装置是由滑轮和杠杆构成的机械组合，这里关键是确定滑轮是定滑轮还是动滑轮，在这图中可以看到杠杆A端所受拉力通过滑轮是由两段绳子所承担的，因此该滑轮应是动滑轮，然后根据杠杆的平衡条件可求出。 解题已知：，牛顿 求：F 解：根据：有F1·OAG·OB 由于动滑轮省一半力 FF1/2100N/250N 答：为使装置平衡需要50N的拉力。 例8. 用图中所示的滑轮组，将陷在泥地中的汽车拉出。若拉力F为900N，当匀速拉绳前进3m时，汽车受到泥地的阻力是多大?汽车前进了多少m?（不计机械自身摩擦） 选题目的：教会学生灵活地根据滑轮组的使用情况计算动力与阻力的关系，学会选取合适地研究对象来分析。 已知： 求： 分析：滑轮组水平放置与竖直放置时有所不同,主要体现在阻力的表现形式。滑轮组竖直放置时,阻力表现为物体与动滑轮总重；而水平放置时,阻力体现为地面对物体的摩擦。动力与阻力的关系可写成：，绳端移动距离和物体移动距离的关系是：。 解：由公式变形得 据图可知 由公式变形可得 答：汽车受到泥地的阻力是2700N，汽车前进了1m。 例9. 如图所示，用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进，在绳的端点A的作用力N，重物与地面间的摩擦力为多大？若重物移动的距离为米，绳端A移动的距离为多少？（不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦） 选题目的：教会学生灵活应用滑轮组的知识解题，加深对定、动滑轮及滑轮组的理解。 分析：由图中可见对于滑轮组，右侧为定滑轮，左侧直接拉物体的是动滑轮，与此动滑轮连接的绳子段数有三段，每段绳子的拉力是F，所以动滑轮拉物体力。对被拉物体再进行受力分析可知，重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力，又由于重物沿水平面匀速运动，因此摩擦力与拉力大小相等。所以，滑轮对重物的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力。fF'3F。 将重物拉动1，与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1，所以绳端A移动的距离应为3。 解题：已知：， 求：和 解：动滑轮拉物体的力，由二力平衡条件可知： N 答案：N、【模拟试题】一. 填空题 1. 动力臂是阻力臂2倍的杠杆，当杠杆平衡时，阻力是动力的 倍，杠杆转动时，动力作用点移动的距离是阻力作用点移动距离的 倍。 2. 如图所示，手持弹簧秤竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，弹簧秤的示数是20牛，OA30厘米，AB20厘米，则物体重 牛。 3. 如图所示，物体G的重力为25牛，若不计滑轮、绳重和摩擦，要把重物G匀速提起，则F 牛。 4. 如图所示，用滑轮组以10牛的拉力匀速提起重为，的物体，若滑轮重和摩擦忽略不计，重物重力牛，牛，牛。若匀速把重物提起0.5米，则、移动的距离、分别是：米，米，米。 5. 如图所示，滑轮是滑轮，滑轮、绳重不计，滑轮与绳子间的摩擦不计，若物体M重为200牛，当物体沿水平方向匀速移动时，受到120牛的摩擦力，则拉力F 牛。二. 选择题 1. 一个杠杆下挂重物A，若分别在、作用下处于平衡状态，如图所示，则这三个力中（ ） A. F1最大B. F2最大 C. F3最大D. 三个力一样大 2. 如图所示杠杆处于平衡状态，则下列情况仍能使杠杆平衡的是（ ） A. 在甲处加挂4个钩码，乙处加挂3个钩码 B. 甲、乙处钩码都向支点O移近一格 C. 甲处钩码向支点移近2个格，乙处钩码向支点移近1.5格 D. 甲处钩码向支点移近1.5个格，乙处钩码向支点移近2个格 3. 如下图所示，B物体重20牛，A为动滑轮，绳子一端固定在地上，当滑轮 A在力 F的作用下，以0.5米秒的速度匀速上升，则物体 B的速度是（ ） A. 0. 25米秒B. 1米秒 C. 0. 5米秒D. 无法确定 4. 如上图所示，若滑轮，绳子的重力及摩擦不计，则力F应为（ ） A. 20牛B. 10牛C. 40牛D. 30牛 5. 如图所示，弹簧秤下挂有一定滑轮，定滑轮重为1牛，A、B处于静止状态，则弹簧秤的示数为（ ） A. 101牛B. 111牛C. 21牛D. 20牛 6. 不计杠杆的自身重力，杠杆的两端分别挂有金属块A和B，此时杠杆平衡，若把两金属块同时浸没在水中，杠杆仍平衡，则这两金属块（ ） A. 一定质量相等B. 一定体积相等 C. 一定密度相等D. 一定受浮力相等三. 作图题 画出图（l）、（2）和（3）中，的力臂。 四. 实验题 使用动滑轮提升重物，如图所示，用分别匀速提升重物时，的大小关系是 。因为 。五. 计算题 1. 某杠杆处于平衡状态。已知作用在杠杆两端的作用力和的比值是2：3，杠杆长为100厘米，计算力臂和各是多少？ 2. 如图所示，水平拉力F是19.6牛顿，刚好能使196牛顿的物体在水平桌面上匀速前进，求桌面对物体滑动摩擦力是多少牛？（滑轮重力和摩擦不计）【试题答案】一. 1. 2，2 2. 12 3. 12.5 4. 20，30，20，1，1.5，1 5. 动，60二. 1. C2. C3. B4. C5. C6. C三. （略）四. ，根据杠杆平衡条件 五. 1. 0.6米 0.4米 2. 39.2牛