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1、第六章力和机械 第一篇考点过关篇 1 课时02简单机械 2 3 重难考向突破 1 物理学中 把能够绕某一转动的硬棒 直棒或曲棒 叫杠杆 2 有关杠杆的概念 1 杠杆绕着转动的点叫 2 从支点到力的作用线的距离叫 3 杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态 叫 3 杠杆的平衡条件 公式 考点一探究杠杆的平衡条件 固定点 支点 力臂 杠杆平衡 动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂 F1L1 F2L2 4 重难考向突破 4 杠杆的类型 分类 1 动力臂阻力臂 F1F2 省力杠杆 特点 省力但 举例 撬棒 铡刀 羊角锤 起子 独轮车 2 动力臂阻力臂 F1F2 费力杠杆 特点 费力但 举例 理发剪 钓鱼竿 镊子
2、筷子 3 动力臂阻力臂 F1F2 等臂杠杆 特点 既不也不 举例 天平 定滑轮 大于 小于 费距离 费力 小于 大于 省距离 等于 等于 省力 5 重难考向突破 使用滑轮将重力为G的物体拉升h高度 用力大小为F 绳移动的距离为s 不计绳和滑轮的重力及摩擦 承重绳的段数为n 1 定滑轮 实质是杠杆 不省力 但可改变 如旗杆顶端的滑轮 距离关系 力的关系 2 动滑轮 实质是杠杆 能 但不能改变 距离关系 力的关系 3 滑轮组 由和组成 既可以又可改变 距离关系 力的关系 等臂 力的方向 s h F G 省力 省一半力 力的方向 s 2h 定滑轮 考点二探究滑轮的作用 s nh 动滑轮 省力 力的方
3、向 6 2 如图6 22所示 钩码的重力不变均匀速拉动时 沿不同方向的拉力大小 选填 相等 或 不相等 实验表明 使用定滑轮不能 但是能够改变 重难考向突破 1 如图6 21所示是人的前臂工作示意图 由图可知 人的前臂属于杠杆 若人用手拿起重10N的物体 则F1的大小约为N 费力 40 相等 考点三课本重要图片 省力 力的方向 图6 21 图6 22 7 重难考向突破 中考考点解读 突破一力臂和最小力的画法 突破金钥匙 1 力臂的画法 首先根据杠杆的示意图 确定杠杆的支点 确定力的作用点和力的方向 画出力的作用线 从支点向力的作用线作垂线 用虚线表示 支点到垂足的距离就是力臂 用大括号标出表示
4、力臂的线段 用字母L1或L2表示力臂 力臂的画法可以简单记为 一点 二线 三垂线 8 重难考向突破 中考考点解读 2 由杠杆平衡的条件知 当阻力与阻力臂的积为定值且动力臂最大时 动力是最小的 最大动力臂的确定方法 如果动力作用点已经给出 那么支点到动力作用点的连线作力臂是最长力臂 如果动力作用点没有确定 则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点 以支点与动力作用点的连线作力臂是最长的力臂 9 例 2019 常州 杠杆OAB可绕O点自由转动 为使杠杆在如图6 23所示位置保持平衡 请画出施加于B点的最小动力F 保留作图痕迹 如图所示 重难考向突破 中考考点解读 图6 23 10 重难考向突破 中考
5、考点解读 突破二理解重力的三要素 突破金钥匙 1 杠杆的平衡条件 动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂 公式 F1L1 F2L2 2 省力的杠杆 一定费距离 费力的杠杆 一定省距离 11 例2 2018 昆明 如图6 24所示 轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动 A点处挂一个重为20N的物体 B点处加一个竖直向上的力F 杠杆在水平位置平衡 且OB AB 2 1 则F N 它是杠杆 重难考向突破 中考考点解读 图6 24 30 费力 12 例3 2019 安顺 如图6 25所示 用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机 已知AB长40cm BC长50cm 室外机的质量为30kg 室外机的重力作用
6、线正好通过AB中点 则A处螺钉受到的水平拉力F为N 支架重力不计 为了安全 从力学的角度分析 室外机的位置应尽量 选填 靠近 或 远离 墙壁 g取10N kg 重难考向突破 中考考点解读 200 图6 25 靠近 13 高效课堂训练 1 2020中考命题点预测 1 杠杆平衡状态的判断 只要杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态 就叫杠杆平衡 与杠杆是否处于水平位置无关 2 实验前平衡螺母的调节 杠杆向右倾斜时 向左调节平衡螺母 杠杆向左倾斜时 则向右调节平衡螺母 3 选择杠杆中间为支点的目的是消除杠杆自重对平衡的影响 4 实验过程中不能再调节平衡螺母 与天平相同 5 实验过程中使杠杆在水平位置平
7、衡的目的是便于测量力臂 突破探究杠杆的平衡条件 14 高效课堂训练 6 弹簧测力计从竖直拉杠杆变为倾斜拉杠杆 弹簧测力计的示数会变化 动力臂发生变化 7 实验结论的表述 8 多次实验的目的是使实验结论具有普遍性 15 高效课堂训练 2 实验设计如图6 26所示 3 实验结论 杠杆平衡的条件 动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂 用公式表示为F1L1 F2L2 图6 26 16 1 杠杆在如图甲所示的位置静止时 选填 是 或 不是 处于平衡状态的 2 为使杠杆在水平位置平衡 应将平衡螺母向 选填 左 或 右 端调节 高效课堂训练 4 考题速递 例1 2019 荆州 小华在做 探究杠杆平衡条件 实验时的装
8、置如图6 27所示 杠杆上相邻刻线间的距离相等 是 图6 27 右 17 3 如图乙所示 杠杆在水平位置平衡后 在A点挂两个钩码 每个钩码重0 5N 在B点竖直向下拉弹簧测力计 仍使杠杆在水平位置平衡 此时弹簧测力计的示数应为N 当弹簧测力计改为斜拉时 再次使杠杆在水平位置平衡 则弹簧测力计的示数将 选填 变大 变小 或 不变 4 小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验 其目的是 高效课堂训练 4 考题速递 例1 2019 荆州 小华在做 探究杠杆平衡条件 实验时的装置如图6 27所示 杠杆上相邻刻线间的距离相等 1 5 图6 27 变大 使实验结论更具有普遍性 或避免实验结论的偶然性 18
9、例2 2018 滨州 小明在 探究杠杆平衡条件 的实验中所用的实验器材有 刻度均匀的杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的0 5N重的钩码若干个 1 如图6 28 所示 实验前 杠杆左端下沉 则应将左端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 直到杠杆在位置平衡 目的是便于测量 支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆对实验的影响 高效课堂训练 右 水平 图6 28 力臂 重力 19 高效课堂训练 0 15 例2 2018 滨州 小明在 探究杠杆平衡条件 的实验中所用的实验器材有 刻度均匀的杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的0 5N重的钩码若干个 2 小明同学所在实验小组完成某次操
10、作后 实验现象如图 所示 他们记录的数值为动力F1 1 5N 动力臂L1 0 1m 阻力F2 1N 则阻力臂L2 m 图6 28 20 高效课堂训练 只做一次实验 结论具有偶然性 例2 2018 滨州 小明在 探究杠杆平衡条件 的实验中所用的实验器材有 刻度均匀的杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的0 5N重的钩码若干个 3 甲同学测出了一组数据后 就得出了 动力 动力臂 阻力 阻力臂 的结论 乙同学认为他的做法不合理 理由是 图6 12 21 高效课堂训练 等于 能 4 丙同学通过对数据分析后得出的结论是 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 与小组同学交流
11、后 乙同学为了证明丙同学的结论是错误的 他做了如图 所示的实验 此实验 选填 能 或 不能 说明该结论是错误的 图 实验中 已知杠杆上每个小格长度为5cm 每个钩码重0 5N 当弹簧测力计在A点斜向上拉 与水平方向成30 角 杠杆 使杠杆在水平位置平衡时 动力 动力臂 选填 等于 或 不等于 阻力 阻力臂 图6 28 22 常考实验突破 高效课堂训练 1 2019 襄阳 下列杠杆中属于省力杠杆的是 A 定滑轮B 筷子C 钳子D 钓鱼竿 C 23 常考实验突破 高效课堂训练 2 2018 临沂 如图6 29甲所示的杠杆是水平平衡的 如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体 如图乙所示 则杠
12、杆 A 右端下沉B 左端下沉C 要保持平衡应将左端的物体向右移动D 要保持平衡应在右端再加挂一个物体 A 图6 29 24 常考实验突破 3 图6 30是一个杠杆式简易起吊机 它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向 杠杆OBA可绕O点转动 重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力 图中能够正确表示动力臂的是 A L1B L2C L3D L4 B 高效课堂训练 图6 30 25 常考实验突破 高效课堂训练 4 小柯用图6 31中装置提升重为400N的物体 不计摩擦和滑轮自重 下列说法正确的是 A 两个滑轮均为定滑轮B 人将绳子拉过1m 物体也上升1mC 物体匀速上升时 人对绳子的拉力为200ND 使用该装
13、置不能省力 但能改变力的方向 C 图6 31 26 常考实验突破 高效课堂训练 5 身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物 已知扁担长为1 8m 重物悬挂点O与哥哥的肩之间的距离OA 0 8m 如图6 32所示 则 A 以哥哥的肩A为支点 可计算出弟弟承担的压力为400NB 以O为支点 可计算出兄弟二人承担的压力之比为4 9C 以O为支点 可计算出兄弟二人承担的压力之比为9 5D 以弟弟的肩B为支点 可计算出哥哥承担的压力为600N A 图6 32 27 常考实验突破 高效课堂训练 6 如图6 33所示 某人用扁担担起两筐质量分别为m1 m2的货物 当他的肩处于O点时
14、 扁担水平平衡 已知L1 L2 扁担和筐的重力不计 若将两筐的悬挂点向O移近相同的距离 L 则 C 图6 33 28 常考实验突破 高效课堂训练 29 常考实验突破 高效课堂训练 7 1 如图6 34所示 利用羊角锤撬起钉子 请你在羊角锤A点处画出所能施加的最小动力F1 并画出阻力F2的阻力臂L2 如图所示 图6 34 30 常考实验突破 高效课堂训练 7 2 如图6 35所示 想要在B点施加最小的动力撬起铁路上报废的道钉 请画出该最小动力F的示意图 并标出动力臂L 如图所示 图6 35 31 常考实验突破 高效课堂训练 7 3 如图6 36所示 轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转 请在图中画
15、出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图 如图所示 图6 36 32 常考实验突破 高效课堂训练 7 4 站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶 请在图6 37中画出滑轮组绳子的绕法 如图所示 图6 37 33 常考实验突破 高效课堂训练 8 2018 柳州 如图6 38所示 妈妈体重比小明大 跷跷板水平平衡时 妈妈比小明离转轴 选填 远 或 近 若小明往转轴靠近一小段距离 为保持跷跷板水平平衡 妈妈应适当 选填 远离 或 靠近 转轴 近 靠近 图6 38 34 常考实验突破 高效课堂训练 9 2018 杭州 如图6 39所示 将长为1 2m的轻质木棒平放在水平方形台面上 左右两端点分
16、别为A B 它们距台面边缘处的距离均为0 3m 在A端挂一个重为30N的物体 在B端挂一个重为G的物体 1 若G 30N 台面受到木棒的压力为N 60 图6 39 解析 放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力 即F支持 F拉力 30N 30N 60N 因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一对相互作用力 大小相等 即F压力 F支持 60N 35 常考实验突破 高效课堂训练 9 2018 杭州 如图6 39所示 将长为1 2m的轻质木棒平放在水平方形台面上 左右两端点分别为A B 它们距台面边缘处的距离均为0 3m 在A端挂一个重为30N的物体 在B端挂一个重为G的物体 2 若要使木棒右端下沉 B端挂的物体至少要大于N 3 若B端挂物体后 木棒仍在水平台面上静止 则G的取值范围为N 90 10 90 图6 39 36
