2018届中考物理第十二章简单机械课件.pptx

第十二章 简单机械,一、杠杆 1.定义:在_的作用下能绕着_转动的一根硬棒。,力,固定点,2.五要素:(如图所示) (1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。 (2)动力:使杠杆_的力F1。 (3)阻力:_杠杆转动的力F2。 (4)动力臂:从支点到_的距离l1。 (5)阻力臂:从支点到_的距离l2。,转动,阻碍,动力作用线,阻力作用线,3.平衡状态:杠杆_或_转动。 4.杠杆的平衡条件:_。,静止,匀速,F1l1=F2l2,5.生活中的三类杠杆:,=,=,距离,费力,二、滑轮,等臂,动力臂是阻力,臂2倍的,改变力,的方向,省力,省力,改变力,的方向,省力,力的方向,s=h,s=2h,s=nh,三、机械效率 1.三类功: (1)有用功:为了达到目的必须要做的功,用W有表示。 (2)额外功:对达到某一目的没有用但又不得不做的功,用W额表示。 (3)总功:_和_的总和,用W总表示。,有用功,额外功,2.机械效率: (1)定义:_跟_的比值。 (2)公式:_。 (3)规律:机械效率总_1。 (4)影响滑轮组机械效率的因素(忽略绳重和摩擦): _。_。,有用功,总功,小于,提升的物重,动滑轮重,【教材图解诊断自测】 1.如图所示,赛艇的船桨是_杠杆,使用这种杠杆 可以省_。,费力,距离,2.如图所示,A装置是_滑轮,使用它的目的是改变 _。B装置是_滑轮,使用它的目的是可 以_。_装置的机械效率高。,定,用力的方向,动,省力,A,3.如图是自行车手闸的示意图,手闸是一个_杠 杆,当图中手对车闸的作用力F=10N时,刹车拉线受到 力的大小为_N。,省力,40,考点1 杠杆力臂作图 1.画杠杆力臂的方法:,2.根据力臂找“最小动力”:,【规避失分点】 (1)力臂要用带双箭头的实线或虚线加大括号并加上垂直符号表示,标注符号l,不能有遗漏。 (2)画力时,不要漏画力的方向。,【典例1】(2017西宁中考)如图所示,请在图中画出力F的力臂l及物体所受重力的示意图。,【精讲精析】由题图可知支点是O点,从O点向动力F的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂l;物体所受重力的作用点在物体的重心,重力的方向是竖直向下的。,答案:如图所示,【典例2】(2017广东中考)如图所示,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。 世纪金榜导学号59944149,【精讲精析】解答本题应明确以下关键点: 关键点1:明确力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,并画出最长的动力臂; 关键点2:明确过点A作出动力,根据动力与阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向; 关键点3:过O点作垂直于F2的垂线即为阻力F2的力臂L2。,答案:如图所示:,【知识拓展】找最长力臂的三种情况 求最小动力,就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂,一般分三种情况: (1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作最小的力。,(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按(1)的步骤完成。 (3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较找出合适的支点,进而找到动力作用点,再按(1)的步骤完成。,考点2 杠杆平衡条件的应用 1.判断杠杆的类型:根据力臂大小, (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。 (2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。 (3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。,2.计算动力或阻力:根据F1l1=F2l2,已知其中的三个量,计算第四个物理量。 3.判断杠杆是否平衡:若F1l1=F2l2,杠杆平衡; 若F1l1F2l2,杠杆向力与力臂乘积大的方向偏转。,【典例3】(2017宜宾中考)指甲刀是生活中常用的小工具,如图所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是 ( ) A.一个省力杠杆,两个费力杠杆 B.一个费力杠杆,两个省力杠杆 C.三个都是省力杠杆 D.三个都是费力杠杆,【精讲精析】选A。本题考查杠杆的分类。按照题图,指甲刀中包含三个杠杆:ABC、OBD和OED。分析杠杆ABC的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂大于阻力臂,因此,杠杆ABC为省力杠杆。,使用指甲刀剪指甲时,杠杆OBD在B点受到向下的压力F1,在D点受到阻力F2,其支点为O点。分析杠杆OBD的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂小于阻力臂,因此,杠杆OBD为费力杠杆。,使用指甲刀剪指甲时,杠杆OED在E点受到活动柱对其向上的拉力F1,在D点受到阻力F2,其支点为O点。分析杠杆OED的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂小于阻力臂,因此,杠杆OED也为费力杠杆。,综上所述,指甲刀中含有一个省力杠杆,两个费力杠杆,只有选项A正确。,【典例4】(2017枣庄中考)如图是 小明探究“杠杆平衡条件”的实验 装置,实验中杠杆始终处于水平平衡 状态,若在C处逐渐改变弹簧测力计 拉力的方向,使其从,则拉力的变化情况是 世纪金榜导学号59944150( ) A.先变小后变大 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小,【精讲精析】选A。本题考查杠杆的平衡条件。解答本题应明确以下关键: 关键1:明确测力计在位置时,其动力臂等于OC,此时动力臂最长; 关键2:明确测力计从的过程中,动力臂从小变大,根据杠杆平衡条件,可知此过程测力计示数变小;,关键3:明确测力计从的过程中动力臂变短,根据杠杆平衡条件,可知此过程测力计示数变大; 关键4:综上所述:测力计由的过程中动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件可知,测力计的示数先变小后变大。,【典例5】 (2017哈尔滨中考)如图所示,杠杆水平放置且自重忽略不计,O是支点,左侧挂一重物,动力F1大小为3 N,整个装置处于静止状态,则物体的重力为_N。此时杠杆属于_(选填“省力”或“费力”)杠杆。,【精讲精析】本题考查杠杆的平衡条件和省力杠杆的特点。F1L1=F2L2,代入3 N4=F22,F2=6 N。由于L1L2,所以是省力杠杆。 答案:6 省力,【备选例题】 (2016株洲中考)园艺师傅使用如图所示 的剪刀修剪树枝时 ( ) A.尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点 B.尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点 C.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都费力 D.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都省力,【精讲精析】选A。解答本题需要注意以下关键: 关键1:明确在运用题中剪刀修剪时,该剪刀保证省力。 关键2:明确根据杠杆平衡条件可知,要想省力尽可能减小阻力臂(即树枝向支点O靠近),增大动力臂(即手远离支点O)。,考点3 滑轮、滑轮组的判断及特点 1.判断绳子的股数: (1)切线法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。,(2)根据F和G的关系:n= ,若n计算结果不是整数,采取“进一法”,使n取整数。,2.省力情况: (1)不计摩擦和机械本身重力:F= G物。 (2)不计摩擦和绳重:F= (G物+G动)。 3.组装滑轮组:按“奇动偶定”的原则 (1)n为奇数,绳子的固定端在动滑轮的挂钩上。 (2)n为偶数,绳子的固定端在定滑轮的挂钩上。,【规避失分点】 (1)绕线时,按从内到外的顺序且所有滑轮都有绕线。 (2)所画的线要直,与滑轮的边缘相切。,【知识拓展】滑轮组的设计 (1)n为偶数时,绳子的固定端应拴在定 滑轮上(即“偶定”),如果不需要改变 用力的方向(例如:自由端向上拉),则 需要的动滑轮个数为 ,定滑轮的个 数比动滑轮少一个,如图甲所示;如果需要改变用力的 方向(例如:自由端向下拉),则动滑轮和定滑轮个数都 等于 ,如图乙所示。,(2)n为奇数时,绳子的固定端应拴在动 滑轮上(即“奇动”),如果不需要改变 用力的方向,则动滑轮和定滑轮的个数 相等,都等于 ,如图丙所示;如果需 要改变用力的方向,则需要加一个定滑轮,即动滑轮的 个数为 ,定滑轮个数为 ,如图丁所示。,综上所述,滑轮组设计原则归纳为:偶定奇动,一动配一定,偶数减一定,变向加一定。 滑轮组在绕绳时如果动滑轮少,那么绳的起始端就固定在动滑轮上向定滑轮绕起,反之定滑轮少,则绳的起始端就固定在定滑轮上向动滑轮绕起;绕绳时,绳不可相交。,【典例6】(2016乐山中考)如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是_,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1、F2的大小关系是:F1_F2。,【精讲精析】解答本题明确关键点: 关键点1:动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮; 关键点2:定滑轮是指滑轮在工作时,轮转动,但轴不动的滑轮,从而可判断出乙为动滑轮; 关键点3:动滑轮可以省一半的力,定滑轮只能改变动力方向。 答案:乙 大于,【典例7】(2017淮安中考)画出图中使用滑轮组提升物体最省力的绳子绕法。,【精讲精析】本题考查滑轮组的装配。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,承担物重的绳子最多3段,此时最省力。 答案:,【备选例题】 (2016徐州中考)如图所示,要用向下的力提升重物,请画出滑轮组绳子的绕法。,【解题关键】解答本题应明确绳子的自由端向下,绳子的始端在定滑轮上。 【精讲精析】本题考查滑轮组的装配方法。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,当拉力的方向向下时,只有一种装配方法:绳子的始端和末端均在定滑轮上。,答案:如图所示:,考点4 影响滑轮、滑轮组机械效率的因素 1.有关因素: (1)物重:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大。 (2)动滑轮重:不同滑轮组,提升物重相同时,动滑轮越重,机械效率越小。 2.无关因素:有用功或额外功的多少、机械的省力情况、物体移动距离、绳子股数等。,【规避失分点】 不要认为滑轮组不变,滑轮组的机械效率就不变。对于同一滑轮组,提升的物重不同,机械效率也不同。,【典例8】(2017东营中考)如图所示, 物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组 匀速提起质量相同的物体,不计绳重及 摩擦。若每个滑轮质量相同,对比两个 滑轮组,下列说法正确的是 ( ) 世纪金榜导学号59944151,A.甲更省力,甲机械效率大 B.乙更省力,机械效率一样大 C.乙更省力,乙机械效率大 D.甲更省力,机械效率一样大,【精讲精析】选B。本题考查滑轮组的机械效率。由甲、乙可知,拉力的大小与动滑轮绳子的股数有关,甲图中n=2,乙图中n=3,所以乙图更省力。而机械效率与提升物体的重力、动滑轮的重力有关,与其他的因素都无关。,【典例9】(2017福建中考)如图所示,用相同的滑 轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重 力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB, 则甲_乙;若FA=FB,则GA_GB。 (均选填“”“”或“=”),【精讲精析】本题考查滑轮组机械效率大小的比较。 不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服 物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机 械效率:= 因物体的重力G越大,1+ 越小, 越大,且动滑轮 的重力相等,所以,GAGB时,甲乙;由图可知,n甲=2,n乙=3,由F= (G+G动)可得,提升物体的重力:G=nF-G动,则FA=FB时,提升物体的重力关系为GA ,【备选例题】 (2016泉州中考)如图所示,用甲、乙两 种装置将物体匀速提升相同高度,物体重 均为10 N,滑轮重均为1 N,不计绳重,所 用的拉力分别是F1和F2,机械效率分别是1和2,则F1_F2,1_2。(均选填“”“”或“=”),【解题关键】解答本题需要注意以下关键点: 关键点1:明确甲图使用的是定滑轮,不省力; 关键点2:明确图乙中使用的是动滑轮,可以省力; 关键点3:明确把质量相等的物体提升相同的高度时,所做的有用功(W有=G物h)相同;,关键点4:明确由= 可知,不计摩擦,使用甲图的定滑轮不用对滑轮做额外功,故机械效率高;使用乙图的动滑轮要对滑轮做额外功,故机械效率低。,【精讲精析】定滑轮不省力,而动滑轮省一半力;在图 中,使用定滑轮时F1=G=10 N;使用动滑轮时,F2= (10 N+1 N)=5.5 N,所以F1F2;不计绳重,所以使用定 滑轮时没有额外功,而使用动滑轮时,要对动滑轮做额 外功,故12。 答案: ,考点5 机械效率的相关计算 1.规律:使用机械时,不得不做一些额外功,所以机械效率总小于1。,2.机械效率的计算:,【规避失分点】 水平方向上拉动物体时,克服摩擦力做的功为有用功,而不是额外功。,【典例10】(2016徐州中考)如图所示,一根均匀的 细木棒OC,OA= OC,B为OC的中点,在C点施力将挂在A 点的重为180N的物体匀速提升0.2 m,木棒的机械效率 为90%,这里的木棒是一种简单机械,称为_, 提升该物体做的有用功是_J,木棒重为 _N(不计摩擦)。,【解题关键】 关键点1:简单机械包括杠杆、斜面等,根据图示可知该机械属于杠杆; 关键点2:根据W有=Gh可求出有用功;根据= 和W额=G木h可求出木棒的重力。,【精讲精析】根据图示可知,木棒可以绕O点转动,故 该木棒相当于杠杆;有用功:W有=Gh=180 N0.2 m= 36 J;因为OA= OC,B为OC的中点,所以OB=2OA;故当物 体上升0.2 m时,B点将上升0.4m;不计摩擦,由= 和W额=G木h可得:90%= 解 得G木=10N。 答案:杠杆 36 10,【典例11】(2017玉林中考)如图 所示,重为100 N的物体A在拉力F= 5 N作用下沿水平面做匀速直线运动,已知滑轮组机 械效率为60%,物体A运动的速度为0.5 m/s,则物体A 在20 s内通过的路程为_m,该机械所做的有 用功的功率为_W。(忽略绳子和滑轮的重力) 世纪金榜导学号59944152,【精讲精析】本题考查功与功率、机械效率的计算。 物体A在20 s内通过的路程是s=vt=0.5 m/s20 s= 10 m;该滑轮组有3段绳子承担,所以拉力移动的距离 是30 m,拉力所做的总功是W总=Fs=5 N30 m=150 J, 则有用功是:W有=W总=150 J60%=90 J;有用功的功 率是P= =4.5 W。 答案:10 4.5,【典例12】(2017烟台中考)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重物提高1 m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为_,若实际用力为500 N,斜面的机械效率为_,重物受到的摩擦力为_。(g取10 N/kg),【精讲精析】本题考查机械效率的有关计算。若斜面 很光滑,则人做的有用功等于利用斜面所做的功,即 Fs=mgh,则F= =400 N;人做的 有用功W有=mgh=120 kg10 N/kg1 m=1 200 J,所做 的总功W总=Fs=500 N3 m=1 500 J,斜面的机械效 率:= 100%= 100%=80%;额外功W额=W总- W有=1 500 J-1 200 J=300 J,摩擦力f= =100 N。,答案:400 N 80% 100 N,【典例13】(2017枣庄中考)如图 所示是一辆汽车通过滑轮组将深井 中的物体拉至井口的装置图,已知 井深10 m,物体重G=4103N,汽车 重G车=3104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算: 世纪金榜导学号59944153,(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间? (2)滑轮组的机械效率是多少?(保留一位小数) (3)汽车的牵引力是多大? (4)将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是多少?,【解题关键】解答本题的关键 (1)确定承担物重的绳子股数:动滑轮上共有三股绳子,所以n=3。 (2)根据绳子的段数和汽车的速度确定物体上升的速度;从而计算物体上升需要的时间。 (3)有用功就是提升物体所做的功,即:W有=Gh。,(4)机械效率:= 100%。 (5)根据拉力和阻力计算汽车的牵引力: F牵=F拉+f。 (6)牵引力做功:W牵=F牵s车。,【规范解答】本题考查速度、机械效率、功。 (1)由图可知,滑轮组中由3段绳子承担重物, 则物体上升的速度为: v物= v车= 1.2 m/s=0.4 m/s; 物体由井底拉至井口需要的时间:,(2)滑轮组的机械效率为:,(3)由题意可得,汽车受到的阻力为: f=0.05G车=0.053104N=1 500 N; 汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上, 汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力 作用;由牛顿第三定律得,F拉=F, 由力的平衡条件可得牵引力:F牵=F拉+f=2103N+ 1 500 N=3 500 N。,(4)汽车运动的距离:s车=s绳=3h=310 m=30 m; 牵引力做功为:W牵=F牵s车=3 500 N30 m =1.05105J。 答案:(1)25 s (2)66.7% (3)3 500 N (4)1.05105J,【备选例题】 1.(2015遵义中考)如图所示,用滑 轮组拉动重为70 N的物体A,使物体A 在水平方向上移动5 m,所用拉力F为 20 N,地面对物体A的摩擦力为30 N。则拉力F做的功为_J,滑轮组的机械效率为_。,【精讲精析】解答本题明确的关键点: 关键点1:提取图形信息:由图可知绳子的有效股数为2; 关键点2:根据s=ns求出绳子自由端移动的距离,利 用W=Fs求出拉力做的功。物体移动距离s1=5 m,则力F 移动的距离s2=25 m=10 m,所以F做的功即总功为W总 =Fs2=20 N10 m=200 J;有用功为:W有=fs1=30 N 5 m=150 J;滑轮组机械效率:= =75%。 答案:200 75%,2.(2016威海中考)如图所示,把重力为600 N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3 m,高为0.9 m,实际推力为300 N,那么物体与斜面之间的摩擦力是_N,斜面的机械效率是_。,【精讲精析】本题考查了使用斜面时摩擦力和机械效 率的计算。由题知,斜面长s=3 m,斜面高h=0.9 m,物 体重G=600 N,推力F=300 N;有用功:W有用=Gh=600 N 0.9 m=540 J,推力做的总功:W总=Fs=300 N3 m =900 J,额外功:W额外=W总-W有用=900 J-540 J=360 J, 由W额外=fs得摩擦力:f= =120 N;斜面的机 械效率:= 100%= 100%=60%。 答案:120 60%,3.(2016广安中考)小坤家新买的房子在 12 m高的楼上,装修时为了节省人工、加 快进度,小坤设计了如图所示的滑轮组来 提升装修材料。小坤爸爸站在地面上用 1 min时间匀速把100 kg的水泥吊到了楼上,所用的拉力是625 N。求此过程中:(g取10 N/kg),(1)小坤爸爸的功率有多大? (2)滑轮组的机械效率是多少?,【解题关键】解答本题抓住以下关键: 关键1:判断绳子的股数n=2。 关键2:判断哪个力做的是有用功和总功。 关键3:机械效率的计算公式:=,【规范解答】(1)由题图可知,连接动滑轮绳子的股数n=2, 则绳子自由端移动的距离:s=nh=212 m=24 m, 拉力做的总功:W总=Fs=625 N24 m=1.5104J, 所用时间t=1 min=60 s, 小坤爸爸做功的功率: P= =250 W。,(2)水泥的重力: G=mg=100 kg10 N/kg=1 000 N, 拉力做的有用功: W有=Gh=1 000 N12 m=1.2104J; 则滑轮组的机械效率:= =80%。 答案:(1)250 W (2)80%,【规律方法】计算题的解题步骤 (1)认真审题,剖析题意确定各量间的关系。 (2)根据已知量和待求量的关系,结合相应的公式或物理量规律建立关系式。 (3)逐步分析、计算中间物理量,直至导出所求量。,【知识拓展】对机械效率小于1的理解 (1)用问题引出机械效率的定义。 当你用水桶提水时,有两只大小相同的水桶可供选择,一只是轻质塑料桶,另一只是厚铁皮桶,你选择哪一只水桶?为什么?(答:选择轻质塑料水桶,因为提同样多的水,用塑料桶需要做的额外功较少),通过回答,使学生意识到:我们在使用机械做功时,额外功是不可避免的,但我们总希望做的额外功越少越好,也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此,可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。(如何计算比例?引出有用功在总功中占的比例机械效率),(2)通过讨论问题加深理解。 机械效率的高低表示的物理意义是什么?(答:有用功在总功中所占比例的高低) 机械效率的单位是什么?答:机械效率是两个功 (W有、W总)的比值,没有单位 为什么机械效率总小于1?能不能等于1?(使用机械做功时,一般情况下,不可避免地要做一部分额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于1),(3)使用机械做功总是希望机械效率越大越好,以打水为例,引导学生讨论如何提高机械效率呢? 方法一:额外功一定时,增加有用功;方法二:有用功一定时,减少额外功。 (4)让学生了解有关滑轮组机械效率的计算题,帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功,熟悉机械效率的计算公式,找到解答此类问题的关键。,【备选要点】简单机械的特点 1.常见种类:杠杆、滑轮、斜面。,2.特点的比较:,【特别提醒】使用机械可以省力或省距离,但不能省功。,【典例1】下列关于简单机械的描述不正确的是( ) A.钓鱼竿是省力杠杆 B.动滑轮是省力机械 C.天平是等臂杠杆 D.利用斜面可以省力,【精讲精析】选A。本题考查简单机械的知识。生活中常见的简单机械有杠杆、滑轮、斜面和轮轴。杠杆又分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。钓鱼竿动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;斜面是个省力的机械,并且在斜面高度一定时,斜面越长越省力。动滑轮可以省一半的力,为省力杠杆;天平是等臂杠杆。故选A。,【典例2】用下列简单机械,使物重同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,其中用力最小的是 ( ),【精讲精析】选A。本题考查杠杆的平衡条件、定滑 轮和动滑轮的特点。在不计摩擦、机械自重及绳的重 量的理想状况下,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可 知,F1= 定滑轮不省力,F2=G;动滑轮省一半的 力,F3= G;滑轮组由两段绳子承担,F4= G。由此分 析比较可知F1最小。故选A。,主题一 探究杠杆的平衡条件 【实验装置】,【实验关键】 (1)调平衡:调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在_ 位置静止。 (2)测力和力臂:杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码 的重力,力臂为l1和l2。 (3)分析数据:多次改变力和力臂,得到不同数据,并分 析动力、动力臂和阻力、阻力臂的关系。,水平,【要点探究】 1.实验前,如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡? 提示:按“左偏(低)右调,右偏(低)左调”的原则。 2.为什么要使杠杆在水平位置平衡? 提示:便于读出力臂大小;克服杠杆自身重力的影响。 3.实验中,为什么要多次实验,收集不同数据? 提示:使实验结论更具有普遍性。,【示范案例】 (2017成都中考)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀。 世纪金榜导学号59944154,(1)平衡时,应该让杠杆静止在_位置。 (2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2=_m。,(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是_。 A.铁架台自身的重力足够大 B.单个钩码的重力不完全相等 C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大,(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究,如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1=_。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示),【解析】(1)杠杆平衡时,让杠杆静止在水平位置,便于测量力臂。(2)结合图甲和题中给出的F1、L1、F2的已知数据分析:动力臂L1=0.1 m,所以图中一个刻度表示0.05 m;阻力臂占三个刻度,因而阻力臂L2=0.15 m。,(3)A选项是为了平衡杠杆以消除杠杆自重对实验影响。 B选项单个钩码重力不相等,则多个钩码总重力无法确定。 C选项绳套重力偏大,会对F1、F2的真实值造成影响。 D选项杠杆与转轴之间的摩擦会影响杠杆的灵敏,对测量结果造成误差。,(4)由图乙知,杠杆左边F1L1=42=8;右边F2L2+F3L3 =21+32=8,故得出结论F1L1=F2L2+F3L3。 答案:(1)水平 (2)0.15 (3)A (4)F2L2+F3L3,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)实验前,发现杠杆左端高右端低,这时应将平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。,(2)杠杆在图甲的水平位置平衡后,用手使杠杆缓慢地转过一个角度(如图乙)后松手,杠杆_(选填“能”或“不能”)保持静止。,(3)如图丙是已经调节平衡的杠杆,用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉,在A处挂上适当的钩码,使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计读数为_,钩码总质量为_kg。(g取10 N/kg),【解析】(1)杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,故应将平衡螺母向杠杆上翘的一端调节,即向左调节。(2)用手使杠杆缓慢地转过一个角度后,动力臂和阻力臂的比值不变,杠杆的平衡条件仍然成立,故杠杆仍然能够保持静止。(3)图中弹簧测力计的分度值为0.2 N,弹簧测力计的示数为3.0 N;,设杠杆的一个小格为L,钩码的重量为G, 根据杠杆平衡条件可得,G3L=3.0 N2L, 解得G=2 N,所以钩码的总质量:m= =0.2 kg。 答案:(1)左 (2)能 (3)3.0 N 0.2,【备选例题】 (2016河源中考)甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图甲、乙所示。,(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向_调节。 (2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是:_。,(3)如图乙所示,乙同学设计了两种实验方案:第一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2,第_(选填“一”或“二”)种实验方案更方便。在同等条件下,两次弹簧测力计读数F1_F2(选填“”)。 (4)乙同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是:_。,【精讲精析】(1)右端低左端高,应将平衡螺母向较高的一端调节,即将左边或右边的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡。 (2)只由一次实验得出实验结论是不合理的,一次实验具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性。,(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读出力臂;因为第一种方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1F2。,(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。 答案:(1)左 (2)实验次数太少,结论具有偶然性 (3)一 (4)杠杆存在自重,主题二 测量滑轮组的机械效率 【实验装置】 【测量器材】 测重力:_。测距离:_。,弹簧测力计,刻度尺,【实验关键】 (1)记位置:实验前,记下钩码和拉力的起始位置。 (2)测物理量:缓慢匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高 一定的距离,读出拉力F、测出钩码上升高度h和拉力 移动距离s,填入记录表格。 (3)计算数据:W有=_,W总=_。 (4)分析数据:改变钩码数量,重复上述实验,分析当物 重改变时,机械效率的变化。,Gh,Fs,【要点探究】 1.实验中分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置的目的是什么? 提示:便于测量钩码和弹簧测力计移动的距离。 2.实验中,为什么要匀速缓慢拉动弹簧测力计?