时简单机械学习.pptx

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1、(2)作力臂的步骤a找出支点 O 的位置；b画出动力作用线和阻力作用线；c从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为_和_。考点考点3 3概述杠杆的平衡条件概述杠杆的平衡条件b b(1)杠杆保持_或_状态，称为杠杆平衡。(2)杠杆平衡的条件动力动力臂阻力阻力臂，即_。动力臂阻力臂静止匀速转动F1L1F2L2第2页/共55页第1页/共55页考点考点4 4应用杠杆的平衡条件解决简单的问题应用杠杆的平衡条件解决简单的问题c c杠杆类型力臂关系平衡时力的关系优缺点应用省力杠杆l1l2_省力，费距离撬棒、瓶盖起子等费力杠杆l1F2_，省距离镊子、火钳等等臂杠杆l1l2F1F2不省力，不省距离天平、定

2、滑轮等F1F乙，因为甲方法的动力臂长BF甲F乙，因为乙方法的阻力臂短DF甲F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍D第8页/共55页第7页/共55页【解析】两次抬起水泥板时的情况如图所示：在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。根据杠杆的平衡条件FGL阻/L动 G，所以前后两次所用的力相同。第9页/共55页第8页/共55页3(2015衢州)如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘(转盘半径为50cm)，在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动，转动时可视为杠杆。甲在A点施加一个大小为20N的水平力FA，让转盘转动；对面的乙

3、在距O点40cm处的B点同时施加一个水平力，想让转盘反方向转动。乙应沿图中_(填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”)方向施加一个至少为_N的力，才可能达到目的(假设只有甲、乙两人对转盘施力，忽略其他力对转动的影响)。F225第10页/共55页第9页/共55页二、滑轮二、滑轮考点考点6 6辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组a a1定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮。2动滑轮：工作时轴发生移动的滑轮。第11页/共55页第10页/共55页考点考点7 7知道定滑轮和动滑轮的特点知道定滑轮和动滑轮的特点a a实质力的关系(F，G)距离的关系(s，h)作用定滑轮等臂杠杆FGsh改变力的方

4、向动滑轮动力臂是阻力臂二倍的杠杆s_省力滑轮组 F_snh既可以省力，也可以改变力的方向2h第12页/共55页第11页/共55页考点考点8 8知道滑轮组的特点知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组限于两个滑轮的滑轮组)a a(1)滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。(2)特点：既能改变用力的_，也能_。考点考点9 9使用滑轮组使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组限于两个滑轮的滑轮组)解决简单解决简单的问题的问题b b使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即F_，n表示拉物体绳子数。方向省力G/n第13页/共55页第12页/共55页4(2014金华、义乌)如图，

5、用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)。图中F1、F2、F3、F4之间的关系正确的是()AF1F2 BF3F4CF1F3 DF2F4B第14页/共55页第13页/共55页5.(2015台州)使用简单机械可以给人们的生活带来便利。(1)如图甲，旗杆的顶端安装着一个_滑轮，用来改变拉力的方向。(2)如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小_臂，剪断物体更省力。定阻力第15页/共55页第14页/共55页6.滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。(1)甲同学研究的问题是_。(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是_。(填序号)拉着重物保持静止；匀速向

6、下拉动重物；随意拉动重物。使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关第16页/共55页第15页/共55页高频点高频点1 1认识杠杆认识杠杆例1(2015潍坊)下列图示的工具中，属于等臂杠杆的是()【解析】杠杆由动力臂和阻力臂的大小关系可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；A、B、C三个工具的动力臂都比阻力臂长，都是省力杠杆；天平的动力臂和阻力臂相等，属于等臂杠杆，故应选D。D第17页/共55页第16页/共55页1.(2015滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能。要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的4种剪刀应选择()D第18页/共55页第17页/共55页高频点高频点2 2

7、杠杆平衡条件的应用杠杆平衡条件的应用例2(2014安顺)如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重()A5N B10N C20N D40NB第19页/共55页第18页/共55页【解析】金属杆重心在中心上，阻力臂为L10.8m，取图像上的一点F20N，L20.4m，根据杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，GL1FL2，G0.8m20N0.4m，解得：G10N。第20页/共55页第19页/共55页2(2015广州)AC硬棒质量忽略不

8、计，在棒的B、C两点施加力F1、F2，F2的方向沿OO线，棒在如图所示位置处于平衡状态，则()A.F1F2 BC.F1力臂小于s1 DF2方向沿OO线向下C第21页/共55页第20页/共55页高频点高频点3 3杠杆的动态平衡分析杠杆的动态平衡分析例3(2013自贡)如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，则用力F将()A逐渐变大B逐渐变小C保持不变D先变小后变大B第22页/共55页第21页/共55页【解析】在抬起的过程中，阻力F2不变，F与铁棒始终垂直，所以动力臂L1不变，由于铁棒的位置的变化，导致了

9、阻力F2的阻力臂L2在变小，根据杠杆的平衡条件FL1F2L2可知，L1、F2都不变，L2变小，所以F也在变小。第23页/共55页第22页/共55页3(2015玉林)如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中()A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小B第24页/共55页第23页/共55页高频点高频点4 4动、定滑轮的特点动、定滑轮的特点例4(2014河南)把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后()AA上升 BA下降CA、B均静止 D无法判断B

10、第25页/共55页第24页/共55页【解析】B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。第26页/共55页第25页/共55页4如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图。它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平，请回答下列问题：(1)假设衣服和晾衣架(含动滑轮)等的总重是50N，则静止时绳子拉力是_ N。(各种摩擦力忽略不计)(2)要使衣架横梁上升1m，则绕进旋轮上的绳子长度是_m。(3)通过增加滑轮，可以使

11、此装置更省力，请你提出正确的绕线方法。_12.54增加动滑轮的个数第27页/共55页第26页/共55页【提醒】此题为杠杆动态变化和做功的综合题，考查了学生对杠杆动态变化过程中的力臂与力大小的理解，及在不同情况下做功大小的比较。例5 如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(habbc)，则在上述过程中F1_F2(填“大于”、“小于”或“等于”)；F1所做的功_F2所做的功(填“大于”、“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功_第二次克服重力所做的功(填“大于”

12、、“小于”或“等于”)。等于等于等于第28页/共55页第27页/共55页【解析】F1 和 F2向上拉物体时，动力臂的长度均为阻力臂长度的2倍，则动力的大小也均为阻力大小的一半，即长方体砖重力大小的一半。F1 和 F2在竖直方向上均移动h，由WFs得，F1 和 F2所做的功大小相等。在两次移动过程中，重心移动的高度也相等，重力大小不变，则两次克服重力所做的功也相等。第29页/共55页第28页/共55页【提醒】考查对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据题意知道阻力和动力臂不变是本题的关键。例6(2014南宁)如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力

13、F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F()A变小 B变大C不变 D先变大后变小A第30页/共55页第29页/共55页【解析】如图，长木板长为L，则动力臂为L，杠杆受到物体的压力(阻力)FG，阻力臂为L2，杠杆平衡，FLFL2GL2，FGL2/L，由此可知，当物块向左匀速滑动时，L2变小，F变小。第31页/共55页第30页/共55页例7(2015金华)小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，一时又找不到其他测量工具，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：步骤一：将细线系在木棒的A位置，在木棒左端绕上适量的细铁丝，

14、使木棒处于水平位置平衡，如图甲；步骤二：用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙；第32页/共55页第31页/共55页步骤三：在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙。(1)步骤一中“在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡”是为了防止_对测量结果的影响。(2)步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，则该铁块的重力是_牛。木棒自身重力6.6第33页/共55页第32页/共55页【解析】(1)在木棒左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，是为了防止木棒自身重力对测量结果的影响；(2)由图丁知，测力计的分度值为0.2N，示数为2

15、.2N；根据杠杆的平衡条件：解得G3F32.2N6.6N。第34页/共55页第33页/共55页(友情提示：本栏目建议午休时间完成)1.(2015常德)下图所示的工具中，属于费力杠杆的是()D第35页/共55页第34页/共55页2.(2015漳州)如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是()A.F1F2F3G B.F1F2F3GC.F1F2F3G D.F1F2F3GC第2题图第36页/共55页第35页/共55页3如图所示，杠杆AOB用细线

16、悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AOBO，杠杆重力不计，则()AG1G2CG1G2 D都有可能A第3题图第37页/共55页第36页/共55页【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知，力与相应的力臂成反比关系，本题中杠杆示意图如图，AOBO，LOALOB，所以物体的重力G1G2。第38页/共55页第37页/共55页4如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图所示，则杆重()A500N B50N C100N D1

17、0NC第4题图第39页/共55页第38页/共55页【解析】读图可知，当sOA1m时，动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆平衡的条件F1L1F2L2可知，此时的动力就是阻力的二分之一。读图乙可知，此时的动力F50N，则杆重G2F250N100N。第40页/共55页第39页/共55页5.(2015威海)如图是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是()A.吊臂是一省力杠杆，但要费距离B.吊臂是一个费力杠杆，但可以省功C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐

18、变小D第5题图第41页/共55页第40页/共55页【解析】吊臂的动力臂小于阻力臂，所以吊臂是一个费力杠杆，所以A错；费力杠杆，可以省距离，但不能省功，所以B错；由于在起吊的过程中动力臂不变，而阻力的力臂越来越小，所以根据杠杆的平衡条件可知，阻力乘以阻力臂的积变小，动力臂不变，所以动力要变小，所以C错误，D正确，应选D。第42页/共55页第41页/共55页6(2014泰州)如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是()A50N B60NC70N D120NB第6题图第43页/共55页第42页/共55页【解析】图中绳子股数n2，不计绳重及摩

19、擦，所以拉力为：F(GG动)(100N20N)60N。第44页/共55页第43页/共55页7(2014烟台)如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将()A一直是变大的 B一直是变小的C先变大，后变小 D先变小，后变大C第7题图第45页/共55页第44页/共55页8.(2015株洲)如图是用高枝剪修剪树枝的情景。仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况，发现高枝剪头部有_和滑轮组两类简单机械。当园林工用30N的力向下拉绳时，因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加_N。第8题图杠杆90第46页/共55页

20、第45页/共55页9.(2015湖州)小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。(1)请你通过计算，解释衣架倒下来的原因。(2)为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径，请你再说出一种其他方法。【答案】(1)F1L150N10cm，F2L230N15cm，F1L1大于F2L2，所以衣架易倾倒(2)减小挂衣钩的长度或在对侧挂衣钩挂物件或圆盘底座用更重的材质第9题图第47页/共55页第4

21、6页/共55页10.(2015丽水)随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多。那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O(颈椎)转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂入模型内，其重为5牛模拟头部重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计。支点(颈椎)承受的压力约为头部重力和绳子拉力之和，实验数据如下表：第10题图第48页/共55页第47页/共55页(1)分析表中数据，可得出的结论是_；低头角度/度 绳子拉力/牛 颈椎承受的压力/牛00515510309144513.518.56017.522.5颈椎承受

22、的压力随着低头角度的增大而增大第49页/共55页第48页/共55页(2)该头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因_；(3)下列措施中，有利于保护颈椎的是_。A.不要长时间低头看手机B.适当抬高手机屏幕，减小低头角度C.低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力,根据杠杆平衡条件可知：Gl1Fl2，当低头角度增大时，l1增大，G不变，l2减小，故F增大ABC第50页/共55页第49页/共55页11.(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

23、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1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O移动，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：第11题图第51页/共55页第50页/共55页(1)设头颅质量为8kg，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

24、意图。【答案】如图低头角度/015304560细线拉力F/N07.31420.225200第52页/共55页第51页/共55页(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：_。人低头的角度越大，G的力臂越大 尽量减小低头的角度；不要长时间低头做事；低头时间久了要抬头休息等等第53页/共55页第52页/共55页【解析】(1)由表格中数据知，当低头角度为60时，若m1kg，细线的拉力为25N；若m8kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F825N200N；(2)由题意知，细线拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示；(3)图乙中，F的力臂为OB，做出乙图G的力臂，如图所示：第54页/共55页第53页/共55页由图知，根据杠杆的平衡条件：人低头的角度越大，sin越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大；(4)要预防和延缓颈椎损伤，可尽量减小低头的角度，不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等第55页/共55页第54页/共55页感谢您的观看！第55页/共55页