《浙江省中考科学复习 第二篇 物质科学（一）第19课时 简单机械课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省中考科学复习 第二篇 物质科学（一）第19课时 简单机械课件（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二篇物质科学(一)第19课时简单机械一、杠杆一、杠杆考点考点1 1指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂臂a a(1)杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的、也可以是弯的。(2)杠杆的五要素：_、动力、阻力、动力臂、阻力臂。(3)动力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。考点考点2 2绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示b b(1)力臂是_的距离，而不是支点到力的作用点的距离。支点支点到力的作用线(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
2、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【解析】两次抬起水
3、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 ，所以前后两次所用的力相同。 3(2017衢州)如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA0.2m，OB0.1m，G12N。杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为_N。4(2)松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB(B点对应B点)，保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G1应该移
4、动至_。AB点处 B点处C点处 D点处C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。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
5、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) )解决简解决简单的问题单的问题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/n4(2016金华)简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关简单机械的问题：(1)如图甲，物体处于静止状态，物体的重力为_N(不计摩擦及滑轮和绳子的自重)。(2)如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在_(填字母“A”或“B”)。4.8B5.(2017台州)小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重
6、，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1米，物体也上升1米C物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛D使用该装置不能省力，但能改变力的方向C【解析】A.由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；B.使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C.不计摩擦和滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；D.使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。故选C。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
7、的操作方法可以是_。(填序号)拉着重物保持静止；匀速向下拉动重物；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高频点高频点1 1认识杠杆认识杠杆例1(2017济宁)如图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 ( )Al1 Bl2 Cl3 Dl4B【解析】由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂。故选B。1(2016北京)如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB
8、与力F的作用线在一条直线上，且OAAB。线段_表示力F的力臂。(填“OA”、“AB”或“OB”)OA高频点高频点2 2杠杆平衡条件的应用杠杆平衡条件的应用例2(2017杭州)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为_牛，肩对木棒的支持力大小为_牛，人对地面的压力大小为_牛(g10牛/千克)。2060540【解析】(1)由题根据杠杆的平衡条件有：FOBGOA，即：F(0.6m0.2m)40N0.2m，所以：F20N，即手压木棒的压力大
9、小为20N；肩对木棒的支持力大小为FFG20N40N60N；以人为整体，人处于静止状态，受到人、物体的重力和地面对人体的支持力是一对平衡力，大小相等，即F支G人G物mgG物50kg10N/kg40N540N。又因为人对地面的压力大小和地面对人体的支持力是一对相互作用力，大小相等，即F压F支540N。2(2015广州)AC硬棒质量忽略不计，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例3(2016遂宁)如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过
10、程中，力F的大小将 ( )A不变 B变小C变大 D先变大后变小C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【解析】在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FOAGL，当OA、G不变时，L越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大。故选C。3(2017金华)在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模型图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于_杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐_。省力变小【解析】(1)据图可知，动力臂
11、OB大于阻力臂OA，所以该杠杆属于省力杠杆；(2)逐渐抬高引擎盖的过程中，重心A向左上方运动，重力的方向不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变小。高频点高频点4 4动、定滑轮的特点动、定滑轮的特点例4(2017济宁)小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为_N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为_N。10020【解析】(1)因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力 ；(2)若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据 。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
12、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【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
13、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”、“小于”或“等于”)。等于等于等于【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。【提醒】本题考
14、查了平衡力的辨别和杠杆最小力的问题，要注意根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的。例6 (2016云南)如图所示，高0.8m、重1100N、均匀的圆柱形木柱M，截面半径为0.3m，将它竖直放在水平地面上时，木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对 力；若要使木柱的a点离开地面，至少需要 N的力。平衡330【解析】(1)竖直放在水平地面上的木柱，处于静止状态，竖直方向所受的重力和地面对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一
15、对平衡力；(2)木柱a点离开地面，要使施加的力最小，应让所施加力的力臂最大，如下图所示： 此时动力为F，阻力为G1100N，动力臂 阻力臂L2r0.3m，由杠杆的平衡条件可得：FL1GL2，则最小力 例7(2016扬州)从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨(轴)O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大
16、小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角，多次实验得出结论。(2)当角增大时，L2 (填“变大”、“不变”或“变小”)，F1 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(3)如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F1要 (填“大”或“小”)。(4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析可得，_(填“甲”或“乙”)图中的姿势比较正确。变小变小大乙(1)在丙图中画出F2力臂L2。【解析】(1)延长F2作用线，从支点作其作用线的垂线，L2是其力臂，如图所示；(2)由图可知：当角增大时，力臂L2变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12，且OA这段距离不
17、变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小；(3)如果考虑到人上半身的重力，由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动，根据杠杆平衡条件可知：实际拉力将变大；(4)比较甲、乙两种姿势可知：甲的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1要比较长时间的使用较大的力，所以甲姿势不正确，乙姿势比较正确。(友情提示：本栏目建议午休时间完成)1(2017丽水)如图所示，使用时属于费力杠杆的是 ( )A2.(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
18、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3(2017嘉兴、舟山)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确是 ( )A刀刃很薄可以增大压力B铡刀实质上是一种费力杠杆C甘蔗放在a点比b点更易被切断D手沿F1方向用力比沿F2方向更省力C第3题图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 C10
19、0N D10NC第4题图【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。5.(2017连云港)如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆 ( )A右边向下倾斜B左边向下倾斜C仍保持水平位置平衡D无法确定杠杆是否平衡A第5题图6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
20、 D120NB第6题图【解析】图中绳子股数n2，不计绳重及摩擦，所以拉力为： 。7(2016邵阳)如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态。若在杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码，则 ( )A杠杆不能水平平衡，左端上升B杠杆不能水平平衡，右端上升C杠杆仍能处于水平平衡状态D以上说法都不正确B第7题图8(2017海南)如图所示，图甲不计滑轮重与摩擦，匀速提升重30N的物体，弹簧测力计的示数F_N；图乙杠杆水平平衡，则A、B两物体对杠杆的拉力大小关系是FA_FB。第8题图102【解析】(1)由图甲可知，n3，不计滑轮重与摩擦，则拉力的大小： ；(2)图乙杠杆水平平衡，设杠杆上
21、每个格的长度为L，则A物体对杠杆拉力的力臂LA2L，B物体对杠杆拉力的力臂LB4L，由F1L1F2L2可得，FALAFBLB，则 ，即FA2FB。故答案为：10；2。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。第9题图【答案】(1)F1L150N10cm
22、，F2L230N15cm，F1L1大于F2L2，所以衣架倾倒(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10(2016福州)生活中我们经常使用简单机械。(1)图1是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是_；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F_N。请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法： 。第10题图增大提升的物重或减小晾衣架重B30(2)如图2所示，已知撬棒AD1m，CDBC0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_N。63第10题图11. (2015扬州)“低头族”长时间低
23、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，让头颅第11题图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：(1)设头颅质量为8kg，当低头角度为60时，颈部肌肉实
24、际承受的拉力是_N。(2)在图乙中画出细线拉力的示意图。 低头角度/015304560细线拉力F/N07.31420.225200【答案】如图(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【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
25、OB，作出乙图G的力臂，如图所示：；由图知，根据杠杆的平衡条件：GLGFLF，则 ，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。12(2016淄博)杠杆调平衡后，将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处，杠杆仍然平衡，如图所示，则GA GB；若将两重物同时浸没在水中，则杠杆的 端下沉(填“左”或“右”)。第12题图小于右13.(2017衡阳)小张在探究“杠杆平衡条件”实验中，给他提供的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。第13题图(1)
26、实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向_(填“左”或“右”)调节。右(2)小张将实验数据记录在表中：表格中空缺的实验数据“”是_。(3)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了_(只有一个正确答案，选填答案序号)。减小摩擦多次测量取平均值减小误差使每组数据更准确获取多组实验数据归纳出物理规律次数动力/N动力臂/cm阻力/N阻力臂/cm11102521.550.51532151.520【解析】(1)杠杆左端下沉，说明杠杆重心左移，应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；(2)杠杆平衡后，由杠杆的平衡条件F1l1F2l2可知：2N15cm1.5Nl2，解得l220cm；(3)探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项符合题意。
