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1、第七单元 简单机械和功第 课时 杠杆和其他简单机械说出杠杆、 杠杆的五个要素;懂得杠杆的平衡条件, 会画杠杆的力臂;能利用杠杆平衡条件的数学关系式FlFl进行简单的计算;说出定滑轮、 动滑轮和滑轮组的特点如图所示, 工人师傅用一根铁棒撬起木箱, 铁棒可 以看成是一个 , 下方地面的支承点称为, 是杠杆绕着转动的固定点, 工人向上施 加的使杠杆转动的力叫做 力下图是用撬棒撬石头的示意图, 请画出支点、 动 力、 动力臂、 阻力和阻力臂如图所示在研究杠杆平衡条件的实验中: () 实 验 前 杠 杆 静 止 在 水 平 位 置 上 的 好 处 是 () 实验前没有挂钩码时, 发现杠杆右端下倾, 应
2、将横 梁 右 端 的 螺 母 向 ( 填 “ 左” 或“ 右” ) 边旋一些, 使杠杆在水平位置平衡;() 如图在杠杆的左侧A已经挂了个钩码, 要想 使杠杆平衡在右侧的位置应该挂 钩码杠杆才能平衡下列杠杆中, 属于费力杠杆的有 , 属于省 力杠杆的有 等臂杠杆有 ( 填写序号)如图, 是定滑轮, 是动滑轮如图所示, 一物体重 N, 滑轮重、 绳重和摩擦 均不计, 要拉起这个物体甲图中需 N拉力, 乙图中需 N拉力如图已画出弹簧测力计拉力的方向, 画出滑轮组 的绕线如图所示, 小明利用滑轮组提升重为 N的重物, 该滑轮组绳子的股数n 若不计滑轮重和摩擦, 则拉力F N时, 可以使重物匀速提升,
3、若物体被提升的高度为m, 则自由端绳子上升的距离为 m考点 杠杆、 杠杆的五个要素例 ( 江苏泰州)如图是用开瓶扳手打开瓶盖的示意图O为支点, 画出动力F的力臂(l) 和阻力F的示意图【 点拨】应用数学知识从直线外一点作垂线【 解析】找到支点O及F的作用线, 从支点开始向力的作用线作垂线, 并标出力臂, 如图所示【 答案】【 小结】力臂是从支点到力的作用线的距离, 不是从支点到力的作用点的距离考点 杠杆的平衡条件例 ( 江苏南京)物理实验小组的同学, 利用如图所示的装置, 在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件() 如图甲所示, 为使杠杆在水平位置平衡, 应将 右端的平衡螺母向 (
4、填“ 左” 或“ 右” ) 移动, 将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 () 实验中测得的数据如表所示, 表格中漏填的 数据为 N测量序号动力F/N动力臂l/c m阻力F/N阻力臂l/c m () 有位同学得出如下结论“ 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” ,这个结论与杠杆的平衡条件不符合, 原因是实验过程中 ( 填字母)A没有改变力的大小B没有改变力的方向C没有改变力的作用点D实验次数较少, 结论具有偶然性 【 点拨】() 由图知, 杠杆左端下倾, 说明杠杆的重心在支点左侧, 向右调节平衡螺母使杠杆重心右移, 这一调节过程的目的是为了直接从杠杆上读出力臂;() 由前两
5、组可以得到杠杆的平衡条件: 动力动力臂阻力阻力臂根据已得到的平衡条件, 可以计算出阻力的大小【 解析】() 杠杆左端下倾, 说明杠杆的重心在支点左侧, 应将平衡螺母向右调节, 直至重心移到支点处; 由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离, 调节杠杆在水平位置平衡时, 可以方便的读出力臂;() 第三组的阻力为FFl lNc m c mN() 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, 是杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的, 也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向故选项A、C、D错误, 选项B正确【 答案】() 右 力臂 () ()B 【 小结】探究杠杆平衡
6、条件时, 使杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心经过支点, 消除了杠杆的重对杠杆平衡的影响, 并且力与杠杆垂直, 力臂的长度可以直接从杠杆上读出来考点 杠杆的应用例 ( 江苏无锡)如图所示是列车上常用的手推车, 车内货物均匀摆放车前行时, 需经过障碍物当车的前轮遇到障碍物A时, 售货员向下按扶把, 这时手推车可以视为杠杆, 若手推车和货物总重 N, 动力臂和阻力臂之比为, 则服务员作用在扶把上的动力为 N当后轮遇到障碍物A时, 售货员竖直向上提扶把, 这时支点是 ( 填“A” “B” 或“C” ) 点, 这种情况下, 手推车可以视为 杠杆( 填“ 省力” 或“ 费力” )【 点拨】找出阻力、 动力臂
7、和阻力臂, 利用杠杆平衡条件求作用在扶把上的动力; 找出杠杆绕着转动的固定点就是杠杆的支点根据动力臂和阻力臂的大小关系, 判断杠杆类型【 解析】() 由杠杆平衡条件可知FG L L N N() 当小推车后轮遇到障碍物A时, 售货员向上提扶把,车体是绕着B点转动的, 故B点就是杠杆的支点因为货物在车内摆放均匀, 重心就在车箱的中心, 重力是阻力, 人对车的力作用在车把上, 方向向上, 所以手推车在使用过程中, 动力臂大于阻力臂, 故是省力杠杆【 答案】 B 省力 【 小结】本题考查了杠杆的支点、 动力、 阻力等概念杠杆平衡条件的应用, 杠杆的分类等知识判断杠杆的类型方法就是判断动力臂和阻力臂的大
8、小关系考点 定滑轮、 动滑轮和滑轮组例 ( 浙江台州)某同学设计了一种如图所示的简易电梯, 由图可知( )AA是动滑轮BB是定滑轮C如果电动机向下拉动绳子, 电梯厢将上升D电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等 【 点拨】根据动滑轮和定滑轮的定义判断A、B分别是哪类滑轮由电梯厢升高距离和电动机拉绳的距离, 判断电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度的关系【 解析】图中A滑轮的轴固定不动, 因此它是定滑轮, 故选项A错误; 图中B滑轮和电梯厢一块运动, 因此它是动滑轮, 故选项B错误; 如果电动机向下拉动绳子, 通过定滑轮改变了力的方向, 所以电梯厢上升, 故选项C正确; 电梯厢由股绳子承担, 在相
9、等的时间内, 电梯厢升高h, 绳子自由端通过h, 因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的倍故选项D错误【 答案】C 【 小结】此题主要考查动滑轮、 定滑轮和滑轮组的特点,弄清滑轮组中绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系, 即sn h, 其中s是绳子自由端通过的距离,h是物体通过的距离例 ( 湖北随州)小明做“ 测定滑轮组的机械效率” 的实验时, 用如图所示的滑轮组成滑轮组, 请用笔画出在图中使用该滑轮组时最省力的绕法【 点拨】通过对滑轮组的绕线, 比较提升物体绳子条数的多少确定最省力的绕法【 解析】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,有两种绕法: 一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩
10、上, 这种绕法滑轮组上的滑轮都使用, 有四股绳子承担物重, 拉力是F; 二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上, 最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮, 有一个动滑轮后没有使用, 这种绕法只能有三股绳子承担物重, 拉力是F, 由此可知, 滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多是第一种, 即四股绕线的方法如图所示【 答案】【 小结】本题滑轮组中动滑轮和定滑轮的个数不同, 分析时注意并不是从动滑轮上引出的绳子越多、 越省力, 要把两种绕法( 绳子先系在定滑轮的固定挂钩上、 绳子先系在动滑轮的固定挂钩上) 都画出来选择考点 杠杆、 杠杆的五个要素下列说法正确的是( )A支点到动力作用点的距离就是动力臂B动力
11、臂和阻力臂不一定都在杠杆上C动力臂和阻力臂的和一定等于杠杆的长度D支点总是在动力作用点与阻力作用点之间如图所示, 杠杆可以绕O点转动, 在B点挂一重物G,C点施加一个水平拉力F, 则F、F的力臂分 别是( )AO C和B CBO A和O DCO C和O BDA C和B D如图所示, 下列关于F力臂的作图中, 正确的是 ( )如下图中所示, 轻质杠杆可绕O转动, 杠杆上吊一 重物G, 在力F作用下杠杆静止在水平位置,l为F的力臂, 请在图中作出力F的示意图及重物G 的力臂考点 杠杆的平衡条件园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时, 常把 树枝尽量往剪刀轴O靠近, 这样做的目的是为了( )A增大阻力
12、臂, 减小动力移动的距离B减小动力臂, 减小动力移动的距离C增大动力臂, 省力D减小阻力臂, 省力如图所示, 要使杠杆处于平衡状态, 在A点分别作 用的四个力中, 最小的是( )AFBFCFDF如图是一种拉杆式旅行箱的示意图, 使用时相当 于一个 ( 填“ 省” 或“ 费” ) 力杠杆; 若箱和物品共重 N, 动力臂是阻力臂的倍, 则抬起拉杆的力至少为 N如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置() 两端螺母的作用是 ; 若杠杆在使用前 发现左端低、 右端高, 要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节; 也可将杠杆左端的平衡螺母向 调节此后, 在整个实验过程中, 是否还能再旋动两侧的平衡螺母? () 他得到的两组数据如下表所示:实验序号动力F/N动力臂L/m阻力F/N阻力臂L/m 这两组数据中, 第 次实验的数据肯定有错误经检查, 发现是测量动力臂时读数错了; 测量值 ( 填“ 偏大” 或“ 偏小” )考点 杠杆的应用皮划艇是我国的奥运优势项目之一, 比赛中, 运动员一手支撑住桨柄的末端( 视为支点) , 另一手用力划桨, 如图所示, 此时的船桨是( )A等臂杠杆B费力杠杆C省力杠杆D无法判断 下列工具:钢丝钳 钓鱼杆 筷子 镊子 开酒瓶用的起子, 其中属于费力杠杆的是( )ABCD
