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1、第17讲简单机械,一、指认杠杆的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂 二、概述杠杆的平衡条件，会判断杠杆的类型 三、应用杠杆平衡条件解释简单的生活问题 四、掌握定滑轮和动滑轮的特点，知道滑轮的实质是杠杆的变形 五、能用功和功率的公式进行简单计算,能找出杠杆的五要素与知道杠杆的分类,1杠杆的五要素：支点、动力(F1)、动力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)。 2分类：省力杠杆：_； 费力杠杆：_； 等臂杠杆：_,l1l2,l1l2,l1l2,1如图所示，轻质杠杆ABO能绕O点自由转动，若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆_(选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆；
2、若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的方向是_,不一定,垂直于OA向上,解析】A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆不一定省力；若在A点施加一个最小的力，应使其力臂最长，即动力臂为OA，所以力应垂直于OA向上,2如图是三类不同用途的杠杆模型。这三类杠杆中，一定是省力杠杆的是第_类，钓鱼竿与第_类杠杆原理相同,二,三,解析】判断杠杆的类型，一般是根据动力臂与阻力臂的大小来判断。动力臂大于阻力臂是省力杠杆，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，动力臂等于阻力臂是等臂杠杆,理解并运用杠杆的平衡条件，解决简单的生活问题,1杠杆平衡包括_和_。 2杠杆平衡
3、条件：_，也可以表示为_,杠杆静止,杠杆匀速转动,动力动力臂阻力阻力臂,F1l1F2l2,3小明利用铁架台、带有最小刻度为1 cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件,1)在挂钩码前，小明发现杠杆左端高，右端低(如图甲)，他应将杠杆两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡。则杠杆两侧受到的作用力大小_(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小。设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，则动力臂l1大小(如图乙)为_cm,左,等于,10.0,3)改变钩码数量与位置
4、，获取多组测量数据，填入记录表中，根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是：F1l1F2l2，据此，实验测量数据记录表中第三次实验中的空格应填_。 实验测量数据记录表,10.0,4)测量多组数据的目的是_(选填“减小实验误差”或“避免实验错误”,减小实验误差,解析】(1)由图知，左端较高，所以平衡螺母应向左调节；(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小；动力臂大小可以直接从杠杆上读出为10.0 cm；(3)根据杠杆平衡条件：F1l1F2l2，代入数据：2.0 N15.0 cm3.0 Nl2，解得：l210.0 cm。(4)在实验中，获取三组测量数据，这样可以减少实验的偶然性，并减小实验
5、误差,4小明探究杠杆的平衡条件，挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，杠杆上每格距离相等，杆上A、B、C、D的位置如图所示，当A点挂4个钩码时，下列操作中能使杠杆在水平位置平衡的是( ) AB点挂5个钩码 BC点挂4个钩码 CD点挂1个钩码 DD点挂2个钩码 【解析】根据杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂。设每个钩码重力为G，每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的积为：4G3L12GL；当D点挂2个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2G6L12GL，杠杆能平衡，故D正确,D,5据报道，在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一头大象的质量，如图所示。他动用了吊车、铁笼和长为10 m的硬棒
6、作为辅助工具。吊车的吊钩在棒上的固定处距弹簧测力计一端的距离为9 m，距系铁笼处的距离为9 cm，当棒处于水平平衡时弹簧测力计的示数为200 N，若不计棒及铁笼的重量，则该大象的质量为多少？(g取10 N/kg,知道定滑轮和动滑轮的特点和作用,1定滑轮：能改变_，不能_。实质是_杠杆。 2动滑轮：能_，不能_。实质是动力臂是阻力臂二倍的_杠杆。 3使用机械有的可以省力，有的可以省距离，但使用任何机械都不能省_,力的方向,省力,等臂,省力,改变力的方向,省力,功,B,7如图所示，不计滑轮重与摩擦，重为50牛的物体A在竖直向上的拉力F作用下匀速上升2米。求： (1)拉力F； (2)此过程中拉力所做
7、的功W,1小明利用如图所示的简单机械移动物体A，当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是( ) AF1F2F3 BF1F2F3 CF1F2F3 DF1F2F3,D,2如图甲所示，长1.6 m、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(,B,A5 N B10 N C20 N D40 N,3如图所示，重为100 N的物体A，在大小为20 N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，经过3秒
8、，物体A在水平面上向左移动了30 cm的距离，滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间摩擦不计。则下列结论正确的是( ) A物体运动的速度为10 m/s B物体与地面之间的摩擦力为20 N C拉力F的功率为2 W D拉力F做的功是12 J,D,4如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景，她的重心在A点，体重为500 N，设地面对两个手掌的支持力为F，在运动员身体撑起的过程中( ) A支持力F一定不做功 B支持力F一定做功 C支持力F500 N D支持力F500 N,A,5在探究杠杆平衡条件的实验中,1)如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，可以向_(选填“左”或“右”)移动左端的螺母。 (2)如图
9、乙所示，为了使杠杆平衡，应在P点挂_个同样的钩码；若是改用在P点沿虚线方向拉弹簧测力计，则测力计的示数会_(选填“大于”“等于”或“小于”)上述所要挂钩码的总重量，因为这时拉力的力臂_(选填“变小”或“变大”)了,左,2,大于,变小,3)在图乙中，保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变，用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆，使之平衡，得到表中的几组数据，请在图丙中绘出FL图像。由表中数据或图像可知，在阻力与阻力臂一定的条件下，动力F与动力臂L成_(选填“正比”或“反比”,反比,6简单机械、机械功及机械能的知识与人体很多的活动联系紧密。 (1)冬天天冷时，我们通过双手相互摩擦、跺脚等
10、动作使身体发热，这是通过_的方式使物体的内能增加。 (2)人通过曲臂使手臂转动来拿起重物，此时人的手臂相当于简单机械中的_(选填“省力杠杆”或“费力杠杆”)。 (3)初中生安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的80分钟内，心脏做功约为_J,做功,费力杠杆,7200,7如图所示，AOB可视为一个无摩擦的轻质杠杆，O是它的支点。 (1)人用力向下拉杠杆时，重物被抬起。此时AOB是一个_(选填“省力”或“费力”)杠杆；想更容易抬起重物，应该将手_(选填“靠近”或“远离”)O点。 (2)若人始终沿竖直方向向下拉在B点，重物被匀速抬起过程中，人施加的拉力将_(选填“变大”“变
11、小”或“不变”,省力,远离,不变,8如图所示，物体A质量为1 kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10 N/kg。求： (1)物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？ (2)若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3 N，则物体A受到的浮力是多少？ (3)物体A的密度是多少,1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,C,2如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O
12、点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。 (1)若作用在A点的动力F方向始终竖直向下，则杆从水平位置缓慢转动10角的过程中，动力F大小的变化是_。 (2)若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45角的过程中，动力F大小的变化是_,增大,先增大后减小,3如图所示是某高压蒸汽压力控制装置的示意图。当阀门S(底面积为2 cm2)受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸汽来降低压力，该装置相当于一个杠杆。杠杆的平衡条件是_；若OA0.2 m，AB0.6 m，物体C重25 N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为_N(忽略
13、杆重)；当锅炉内气压为4105 Pa时，蒸汽对阀门下表面的压力是_N,F1L1F2L2,100,80,4小明用如图所示的健身装置来锻炼腿部和手臂的肌肉。使用时，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳，使总重为G的物体匀速上升，若每个滑轮重0.1G，则FB_；当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳，仍使该重物匀速上升，则FA_。(不考虑绳重和摩擦,2.1G,G,5用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重力、摩擦力大小，求： (1)滑轮组提升重物做的有用功是多少？ (2)动滑轮的重力是多少
