安徽省中考物理一轮复习 模块五 力学 专题五 简单机械课件.ppt

专题五简单机械 考点一 考点二 考点三 考点一杠杆 近8年我省中考在2016年第7题考查作杠杆的最小动力臂 2012年第9题考查找杠杆的支点 画动力臂 考试说明要求知道杠杆的定义 能正确作出力臂 考点一 考点二 考点三 1 动力和阻力都是作用在杠杆上的力 作用点在杠杆上 如钓鱼竿钓鱼时 阻力是鱼对竿的拉力 而不是鱼的重力 2 动力和阻力的方向可能相同 也可能相反 但两者使杠杆转动的方向是相反的 考点一 考点二 考点三 典例1 2017 四川广元 如图所示 工人用一根硬棒以o为支点 想在a点施加最小的力撬动石头 请画出最小动力f1的示意图和阻力f2的力臂l2 解析 过支点o向阻力f2的作用线作垂线 支点到垂足的距离即是f2的力臂l2 根据杠杆平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 可知 在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下 要使动力最小 则动力臂必须最长 由图可知 oa作动力臂时 动力臂最长 过a点作oa垂直向下的垂线即可得到最小动力f1的示意图 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 技巧点拨 杠杆的力臂在杠杆的五要素中 较难的是找力臂 只有找到力臂才能利用杠杆平衡条件分析杠杆问题 解决此类问题 首先要排除无关因素 将实物等效为杠杆模型 然后再根据定义依次找到杠杆的支点 作用力和力臂 考点一 考点二 考点三 典例2下列关于杠杆的说法中 正确的是 a 从支点到动力作用点的距离叫做动力臂b 杠杆平衡时 作用在杠杆的动力和阻力的方向一定相反c 支点可以在杠杆的端点 也可以在力的作用线之间d 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和 解析 动力臂是支点到动力作用线的距离 动力和阻力的方向可能相同 也可能相反 但两者使杠杆转动的方向是相反的 支点可以在杠杆的端点 也可以在力的作用线之间 力臂是力的作用线到支点间的垂直距离 不一定等于杠杆的长度 c项正确 答案 c 考点一 考点二 考点三 1 2017 甘肃庆阳 如图所示为生活中使用的 开瓶起子 请在图中画出作用在 开瓶起子 上动力f1的力臂和阻力f2的示意图 考点一 考点二 考点三 考点二杠杆平衡条件与杠杆种类 近8年我省中考常在选择题考查利用杠杆平衡条件计算作用力大小及关系 考试说明要求能利用杠杆平衡条件的关系式进行简单的计算 1 杠杆平衡 杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态 2 杠杆平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 即f1l1 f2l2 考点一 考点二 考点三 3 杠杆分类 考点一 考点二 考点三 典例3如图所示 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 调节杠杆在水平位置平衡后 在a点悬挂4个钩码 每个钩码重0 5n 用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的b点 使杠杆再次平衡 则弹簧测力计的示数为n 将测力计转向图中虚线方向的过程中 始终保持杠杆平衡 则测力计的示数将 选填 变大 变小 或 不变 考点一 考点二 考点三 解析 设杠杆上一个小格的长度为l 根据杠杠的平衡条件可得4 0 5n 4l f 8l 解得f 1n 当弹簧测力计在b处竖直向上拉时 拉力的方向竖直向上与杠杆垂直 动力臂等于支点到力的作用点的距离 当弹簧测力计逐渐向右倾斜时 拉力的方向不再与杠杆垂直 动力臂变小 根据杠杆平衡条件可知 动力变大 即弹簧测力计的示数变大 答案 1变大 考点一 考点二 考点三 变式拓展 典例3中 若将测力计向虚线的反方向转动 始终保持杠杆平衡 则测力计的示数又会如何变化 答案 变大 考点一 考点二 考点三 类型突破 杠杆平衡条件的应用1 求其中一个作用力的大小 直接将已知数据代入公式f1l1 f2l2求解 2 判断杠杆是否平衡 通过比较f1l1和f2l2的大小可判断 两者相等 那么杠杆平衡 若不等杠杆就会向力和力臂乘积较大的一方偏转 3 力和力臂的变化 题中都会给出一些定量和变量 利用公式f1l1 f2l2进行分析 考点一 考点二 考点三 典例4如图所示 重力为g的均匀木棒竖直悬于o点 在其下端施一始终垂直于棒的拉力f 让棒缓慢转到图中虚线所示位置 在转动的过程中 a 动力臂逐渐变大b 阻力臂逐渐变大c 动力f保持不变d 动力f逐渐减小 解析 本题应先确定阻力臂 动力臂的变化 然后根据杠杆平衡的条件 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 分析动力的变化 由图示可知 木棒是一个杠杆 力f是动力且始终垂直于木棒 则木棒的长度是动力臂 木棒长度保持不变 动力臂保持不变 木棒的重力是阻力 阻力大小不变 木棒在竖直位置时 重力的力臂为0 转动过程中 重力力臂 阻力臂 逐渐增大 由杠杆平衡条件 glg fl可知动力f的变化情况 b项正确 答案 b 考点一 考点二 考点三 2 2017 合肥50中三模 如图所示 c为ab的中点 c点所挂物体重力g 20n 杠杆自身重力忽略不计 杠杆在拉力f作用下位于水平位置静止 则关于该杠杆 下列说法正确的是 c a 作用在a点 竖直向上的拉力f为40nb 无论f的方向如何 该杠杆不可能是费力杠杆c 用始终竖直向上的力f拉杠杆 杠杆在竖直平面内匀速转动的过程中所需拉力f的大小不变d 若拉力f的方向转至虚线所示位置 仍使杠杆在水平位置平衡 则拉力f的大小不变 考点一 考点二 考点三 解析 因为动力臂是阻力臂的2倍 所以根据杠杆平衡条件可知 作用在a点 竖直向上的拉力f是阻力的一半 为10n a项错误 f的方向不同 对应的力臂的大小不同 其力臂可能小于阻力的力臂 所以可能是费力杠杆 b项错误 如果拉力f的方向始终竖直向上 则动力臂和阻力臂的比值始终不变 而阻力也不变 所以根据杠杆平衡条件可知 拉力f的大小也不变 c项正确 如果拉力f的方向转至虚线所示位置 则其力臂变小 其他条件不变时 拉力f需增大 d项错误 考点一 考点二 考点三 考点三滑轮和滑轮组 近8年我省中考未单纯以滑轮或滑轮组为命题点进行命题 对此点的考查常结合杠杆 机械功 机械效率等内容综合进行考查 考试说明要求知道使用定滑轮和动滑轮施力的特点 能根据具体要求组装滑轮组 1 定滑轮 1 定义 轴固定不动的滑轮 2 实质 等臂杠杆 考点一 考点二 考点三 3 施力特点 使用定滑轮不省力 但可以改变力的方向 f g 不计摩擦 绳重 匀速拉动 物体上升高度和绳自由端移动的距离相等 即s h 2 动滑轮 1 定义 轴可以随物体一起移动的滑轮 2 实质 动力臂是阻力臂两倍的杠杆 3 施力特点 使用动滑轮可以省力 但不改变力的方向 而且费距离 设动力为f 物体上升高度为h 绳自由端移动的距离为s 考点一 考点二 考点三 考点一 考点二 考点三 3 滑轮组 1 定义 定滑轮和动滑轮组合在一起 考点一 考点二 考点三 以上所总结的省力规律是在提升重物时的规律 若不是用竖直方向的力提重物 那么动力与物重之间是没有上述关系的 比如沿水平方向使用滑轮或滑轮组 物重就不是阻力 而绳自由端移动距离和物体移动距离关系还是不变的 考点一 考点二 考点三 典例5 2017 浙江台州 小柯用图中装置提升重为400n的物体 不计摩擦和滑轮自重 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1m 物体也上升1mc 物体匀速上升时 人对绳子的拉力为200nd 使用该装置不能省力 但能改变力的方向 解析 由图可知 该装置下面的滑轮能随物体一起上升 是动滑轮 上面的滑轮是定滑轮 a项错误 图中绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍 所以人将绳子拉过1m 物体只能上升0 5m b项错误 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 c项正确 该装置使用动滑轮能省力 使用定滑轮能改变力的方向 所以使用该装置既能省力 又能改变力的方向 d项错误 答案 c 考点一 考点二 考点三 3 如图所示 某工人想利用滑轮组将200n的重物提升 请画出最省力的绳子绕法 若不计动滑轮重和摩擦 则在匀速拉动过程中动力f 50n 实验 探究杠杆的平衡条件 低频考点 考试说明要求能对杠杆平衡条件的实验探究过程作出正确的说明 以及如何得出正确结论 命题点 1 调节杠杆在水平位置平衡的作用2 如何调节杠杆平衡3 实验多次测量的目的4 测力计竖直拉与斜拉示数的变化5 实验数据分析6 实验评估7 实验结论 1 实验目的 探究杠杆平衡时力和力臂的关系 2 实验器材 杠杆 钩码若干 铁架台 细线等 3 实验操作 1 将杠杆悬挂在铁架台上 调节杠杆两端平衡螺母 使杠杆处于水平位置平衡 2 在杠杆两端悬挂适当的钩码 并调整钩码的位置 使杠杆在水平位置平衡 记下动力 阻力 动力臂 阻力臂 3 改变钩码数量和它们离开支点的距离 使杠杆处于水平静止状态 将得到的数据记录下来 4 实验讨论 1 实验前若杠杆左高右低 应将平衡螺母向左调 2 实验前将杠杆调到水平位置平衡的目的是排除杠杆自身重力对实验的影响 便于测量力臂 3 实验中发现杠杆未平衡 不能通过调节平衡螺母来获得杠杆的平衡 2017 成都 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 1 平衡时 应该让杠杆静止在水平位置 2 小周同学所在实验小组完成某次操作后 实验现象如图1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 0 15m 3 下列四个因素中 不会带来实验误差的是a 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2所示的结果 根据这个结果 可以初步得到在这种情况下杠杆的平衡条件为 f1l1 f2l2 f3l3 f1 f2 f3的力臂分别用l1 l2 l3表示 命题点1 作杠杆的力臂或作动 阻 力的示意图1 2016 安徽第7题 拉杆式旅行箱可看成杠杆 如图所示 已知oa 1 0m ob 0 2m 箱重g 120n 请画出使箱子在图示位置静止时 施加在端点a的最小作用力f的示意图 且f 24n 解析 本题考查杠杆最小动力的画法和平衡条件的计算 在阻力 阻力臂不变的情况下 要求动力最小 根据杠杆平衡条件可得动力臂要最长 就是要把支点到动力作用点的距离作为动力臂 因为力和力臂垂直 故动力的方向与动力臂垂直向上 由杠杆平衡条件可得 g ob f oa 即120n 0 2m f 1 0m 解得f 24n 2 2012 安徽第9题 如图所示 利用动滑轮来提升一个物体 拉力f竖直向上 动滑轮其实就是一个变形的杠杆 请在图中标出它的支点o 并画出f的力臂l 解析 本题考查动力臂作图 由图可知 左端的绳子与动滑轮相切的点为支点o 则过支点o作力f的垂线段即为力臂l 4 2015 安徽第6题 如图 ab为能绕b点转动的轻质杠杆 中点c处用细线悬挂一重物 在a端施加一个竖直向上大小为10n的拉力f 使杠杆在水平位置保持平衡 则物重g 20n 若保持拉力方向不变 将a端缓慢向上提升一小段距离 在提升的过程中 拉力f将不变 选填 增大 不变 或 减小 解析 本题考查杠杆的平衡条件 如图根据杠杆的平衡条件可知g bc f ba 又由于c为ab的中点 所以g 2f 20n 若保持拉力方向不变 将a端缓慢向上提升一小段距离 在提升的过程中重物g的力臂与拉力f的力臂的比值不变化 故拉力f的大小将不变 5 2014 安徽第17题 身高相同的兄弟二人同用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900n的重物 已知扁担长为1 8m 重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离oa 0 8m 如图所示 则 a a 以哥哥的肩a为支点 可计算出弟弟承担的压力为400nb 以o为支点 可计算出兄弟二人承担的压力之比为4 9c 以o为支点 可计算出兄弟二人承担的压力之比为9 5d 以弟弟的肩b为支点 可计算出哥哥承担