中考物理 第十二章 简单机械课件.ppt

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f1l1 f2l2 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3n 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 f1 l1 f2 l2 代入3n 4 f2 2 f2 6n 由于l1 l2 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ga gb 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 ga gb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10n 滑轮重均为1n 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 10n 使用动滑轮时 f2 10n 1n 5 5n 所以f1 f2 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 1 2 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 2m 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 180n 0 2m 36j 因为oa oc b为oc的中点 所以ob 2oa 故当物体上升0 2m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3610 典例11 2017 玉林中考 如图所示 重为100n的物体a在拉力f 5n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 5m s 则物体a在20s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20s内通过的路程是s vt 0 5m s 20s 10m 该滑轮组有3段绳子承担 所以拉力移动的距离是30m 拉力所做的总功是w总 fs 5n 30m 150j 则有用功是 w有 w总 150j 60 90j 有用功的功率是p 4 5w 答案 104 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3m长的斜面 把120kg的重物提高1m 假设斜面很光滑 则需要施加的推力为 若实际用力为500n 斜面的机械效率为 重物受到的摩擦力为 g取10n 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 400n 人做的有用功w有 mgh 120kg 10n kg 1m 1200j 所做的总功w总 f s 500n 3m 1500j 斜面的机械效率 100 100 80 额外功w额 w总 w有 1500j 1200j 300j 摩擦力f 100n 答案 400n80 100n 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10m 物体重g 4 103n 汽车重g车 3 104n 汽车匀速拉绳子时的拉力f 2 103n 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 2m 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 2m s 0 4m 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 05 3 104n 1500n 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 2 103n 1500n 3500n 4 汽车运动的距离 s车 s绳 3h 3 10m 30m 牵引力做功为 w牵 f牵s车 3500n 30m 1 05 105j 答案 1 25s 2 66 7 3 3500n 4 1 05 105j 备选例题 1 2015 遵义中考 如图所示 用滑轮组拉动重为70n的物体a 使物体a在水平方向上移动5m 所用拉力f为20n 地面对物体a的摩擦力为30n 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 5m 则力f移动的距离s2 2 5m 10m 所以f做的功即总功为w总 fs2 20n 10m 200j 有用功为 w有 fs1 30n 5m 150j 滑轮组机械效率 75 答案 20075 2 2016 威海中考 如图所示 把重力为600n的物体匀速推到斜面顶端 斜面长为3m 高为0 9m 实际推力为300n 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 3m 斜面高h 0 9m 物体重g 600n 推力f 300n 有用功 w有用 gh 600n 0 9m 540j 推力做的总功 w总 fs 300n 3m 900j 额外功 w额外 w总 w有用 900j 540j 360j 由w额外 fs得摩擦力 f 120n 斜面的机械效率 100 100 60 答案 12060 3 2016 广安中考 小坤家新买的房子在12m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1min时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上 所用的拉力是625n 求此过程中 g取10n 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 2 12m 24m 拉力做的总功 w总 fs 625n 24m 1 5 104j 所用时间t 1min 60s 小坤爸爸做功的功率 p 250w 2 水泥的重力 g mg 100kg 10n kg 1000n 拉力做的有用功 w有 gh 1000n 12m 1 2 104j 则滑轮组的机械效率 80 答案 1 250w 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 5n 动力臂l1 0 1m 阻力f2 1n 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 1m 所以图中一个刻度表示0 05m 阻力臂占三个刻度 因而阻力臂l2 0 15m 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 4 2 8 右边f2l2 f3l3 2 1 3 2 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10n 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 2n 弹簧测力计的示数为3 0n 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 g 3l 3 0n 2l 解得g 2n 所以钩码的总质量 m 0 2kg 答案 1 左 2 能 3 3 0n0 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 f1 f2 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