中考科学一轮复习 第三部分 物质科学（二）第34讲 杠杆和滑轮课件.ppt

第三部分物质科学 二 第34讲杠杆和滑轮 1 2014温州23 1 题2分 某品牌胶棉拖把的主要结构如图所示 使用前将棉头浸泡于水中吸水 再向后拉动 拉手 使之绕o点转动 胶棉夹将棉头中多余水分挤出 该拖把中的 拉手 属于简单机械中的 命题点1杠杆类型判断 浙江3年中考真题精选 杠杆 解析 该拖把中的 拉手 在使用时可绕固定点o转动 属于简单机械中的杠杆 2 2014宁波28 1 题2分 如图所示是小利设计的一种限流器原理图 当电流超过限制电流时 会自动切断电路 当电流超过限制电流时 衔铁n被电磁铁m吸引过去 匀质的金属杆oa在弹簧拉力作用下绕o点转动 电路断开 刚转动时 杠杆oa属于 杠杆 省力 解析 金属杆oa可视为杠杆 支点为o点 弹簧的拉力为动力 oa的重力为阻力 此时杠杆的动力臂大于阻力臂 所以oa属于省力杠杆 3 2013杭州17题3分 如图 手持10kg物体保持平衡 此时肱二头肌收缩所承受的力一定 a 大于98nb 小于98nc 等于98nd 等于10kg 命题点2杠杆平衡条件应用 a 解析 由题图知 物体的重力为g mg 10kg 9 8n kg 98n 肱二头肌的拉力为动力 物体对手的压力为阻力 支点在肘 动力臂小于阻力臂 根据杠杆平衡条件 所以动力大于阻力 即肱二头肌收缩所承受的力一定大于98n 故选a 4 2014湖州17题3分 竹抻面 是我国传统面点美食 如图甲 在制作面团的过程中 让一段毛竹的一端固定在绳扣中 人坐在另一端可以上下跳动 面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性 如图乙是它的原理图 可以把毛竹视为一根杠杆 关于此杠杆的叙述中 正确的是 c a b是支点b 杠杆在b点受到向下的力c 杠杆在b点受到的力大于f1d a点移动的距离小于b点移动的距离 解析 由题图示可知 杠杆绕o点转动 o点是支点 故a选项错误 由题图示可知 面团在b点受到的力向下 则杠杆在b点受到的力向上 故b选项错误 力f1是动力 在b点受到的力是阻力 由题图示可知 动力臂大于阻力臂 根据杠杆平衡条件可得杠杆在b点受到的力大于f1 故c选项正确 由题图示可知 a点的力臂大于b点的力臂 a点移动的距离大于b点移动的距离 故d选项错误 故选c 7 2015衢州23题4分 如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘 转盘半径为50cm 在水平力作用下能绕转盘中心o点自由转动 转动时可视为杠杆 甲在a点施加一个大小为20n的水平力fa 让转盘转动 对面的乙在距o点40cm处的b点同时施加一个水平力 想让转盘反方向转动 乙应沿图中 选填 f1 f2 f3 或 f4 方向施加一个至少为 n的力 才可能达到目的 假设只有甲 乙两人对转盘施力 忽略其他力对转动的影响 f2 25 解析 读图可知 图中ab相当于杠杆 o为支点 fa可视为动力 阻力作用点为b 此时为了使阻力最小 应使力臂最长 且施力的方向应阻碍杠杆的转动 故想让转盘反方向转动 乙应沿图中f2方向施力 此时动力的力臂为l1 50cm 0 5m 阻力的力臂l2 40cm 0 4m 由杠杆的平衡条件得 fa l1 f2 l2 则f2 20n 0 5m0 4m 25n 10 2015金华23题4分 小科在测量某铁块的重力时 发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程 一时又找不到其他测量工具 为了测出该铁块的重力 他找来木棒 细铁丝等物品进行如下改进 步骤一 将细线系在木棒的a位置 在木棒的左端绕上适量细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 如图甲 步骤二 用手指勾住弹簧测力计的b处 对弹簧测力计进行调零 如图乙 步骤三 在木棒左端挂上铁块 右端用弹簧测力计竖直向下拉 如图丙 1 步骤一中 在木棒左端绕上适量的细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 是为了防止 对测量结果的影响 2 步骤三中 当木棒处于水平位置平衡时 弹簧测力计的示数如图丁所示 则该铁块的重力 n 木棒自身重力 6 6 解析 1 在木棒左端绕上适量的细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 是为了防止木棒自身重力对测量结果的影响 2 由图丁知 测力计的分度值为0 2n 示数为2 2n 根据杠杆的平衡条件 g l f l l 解得 g 3f 3 2 2n 6 6n 2 2014金华20题3分 如图所示 用同一滑轮匀速提升同一重物 不计摩擦 图中f1 f2 f3 f4之间的大小关系正确的是 a f1 f2b f3 f4c f1 f3d f2 f4 命题点3滑轮 滑轮组的相关计算 解析 甲图是一个动滑轮 能够省一半的力 故f1 g物 g动 当拉力与竖直方向有夹角 由于夹角越大 拉力越大 所以f2 f1 乙图是定滑轮 只能改变力的方向 不省力也不费力 故f3 f4 g物 故选b 6 2015嘉兴31题8分 肥胖可能会引发许多慢性疾病 某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼 配重由若干金属块 每块质量为10kg 组成 锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量 杆重 绳重 摩擦均不计 g取10n kg 1 拉力器上的滑轮均属于 选填 定 或 动 滑轮 2 若该人的质量为85kg 他一次最多能拉起 块金属块 3 当他选择6块金属块时 把拉杆向下拉动0 5米 若累积拉动100次 则拉力共做了多少功 假设脂肪氧化释放的能量10 用于拉力做功 则相当于消耗多少克脂肪 已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37 5千焦的能量 定 8 解析 1 由图示可知 提升配重时滑轮均静止不动 所有的滑轮都是定滑轮 2 人的质量为85kg 人的体重 g mg 85kg 10n kg 850n 每个金属块的重力为 g金属块 m金属块g 10kg 10n kg 100n 8 5 则人最多能拉起8块金属块 解 3 由平衡条件可知 拉力 f mg 60kg 10n kg 600n 人的拉力做功 w fs 600n 0 5m 100 3 104j 消耗脂肪的质量 m脂肪 8g 3 2014嘉兴22题6分 使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度 提高工作效率 命题点4杠杆 滑轮综合题 1 如图甲 工人在铺设电缆时 要在转弯处安装一组导向轮 这组导向轮属于 选填 动滑轮 或 定滑轮 2 如图乙 尖嘴钳是常用的电工工具 刀刃部分靠近转动轴 这是为了 从而在使用时更加省力 定滑轮 减小阻力臂 解析 1 安装的导向轮 滑轮的轮轴固定不动 可以改变电缆受力的方向 而使用定滑轮时 不省力但可以改变力的方向 符合题意 故为定滑轮 2 根据杠杆平衡条件可知 在其他条件不变时 阻力臂越小越省力 尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是为了通过减小阻力臂 达到省力的目的 4 2013宁波22题6分 如图所示是滑动变阻器上的一个接线柱 螺母上的棱 能 手指与螺母间接触面的粗糙程度 防止打滑 其中的螺纹是斜面的变形 斜面缠绕在圆柱体上 所以使用时可以 选填 省力 或 省距离 要拧紧导线 应该按 方向转动螺母 增大 省力 顺时针 解析 螺母上的棱 是在压力一定时 增大手指与螺母间接触面的粗糙程度来增大摩擦力 防止打滑 螺纹的实质是一个斜面 如盘山公路 使用它可以省力 但不能省功 由于螺丝和金属导线间的摩擦 需要顺时针旋转 这样接线会更牢固 考点梳理 杠杆 定义 如图所示 一根硬棒 在力的作用下能绕 转动 这根硬棒就是杠杆 固定点 五要素 杠杆可以绕着转动的固定点o 使杠杆转动的力f1 阻碍杠杆转动的力f2 动力臂 从支点o到 的距离l1 阻力臂 从支点o到 的距离l2 支点 动力 阻力 动力f1的作用线 阻力f2作用线 杠杆 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 用f1 f2 l1 l2分别表示动力 阻力 动力臂和阻力臂 杠杆的平衡条件也可以写作 f1l1 f2l2 杠杆的分类 l1 l2 l1 l2 l1 l2 省力但费距离 费力但省距离 滑轮 等臂 省力 滑轮 改变力的方向 不省力也不省距离 f g s h 省力 不能改变力的方向 s 2h 省力 改变力的方向 s 3h 滑轮 其他简单机械 轮轴和斜面也属于简单机械 并且都可以是 力的机械 若使用轮轴或斜面能 力 则一定要 距离 省 省 费 重难点突破 杠杆平衡条件的应用 例1如图所示是自行车手闸示意图 手闸是一个简单机械 这种简单机械的名称是 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 杠杆 40 解析 由图知 自行车手闸在力的作用效果下 能够绕着固定点转动 所以是杠杆 因为f1l1 f2l2 所以拉线受到的拉力为f 40n 知识点拨 影响杠杆平衡或转动效果的因素 不是力 也不是力臂 而是力和力臂的乘积 在条件改变时判断杠杆是否平衡的问题 应围绕条件f1l1 f2l2 找出条件变化后各自的力与力臂的乘积 比较其乘积的大小 杠杆会向乘积较大的那边偏转 机械能及其转化 例2 2015锦州 如图所示 用固定在墙上的三角支架abc放置空调室外机 如果a处螺钉松脱 则支架会绕 点倾翻 已知ab长40cm ac长30cm 室外机的重力为300n 正好处在ab中点处 则a处螺钉的水平拉力为 n 支架重力不计 为了安全 室外机的位置应尽量 选填 靠近 或 远离 墙壁 c 200 靠近 解析 用固定在墙上的三角支架abc放置空调室外机 如果a处螺钉松脱 则支架会绕c点倾翻 c点是支点 空调的自身重力是阻力 在阻力与阻力臂一定的情况下 由杠杆平衡条件可知 动力臂越大 动力越小 所以f ac g ab 则f 30cm 300n 12 40cm f 200n 为了安全 室外机的位置应尽量靠近墙壁 以减小阻力臂 从而减小a处的拉力 例3某同学设计了一种如图所示的简易电梯 由图可知 a a是动滑轮b b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 c 解析 由图可知a是定滑轮 b是动滑轮 电动机用力向下拉绳子 电梯厢会上升 电梯厢上升的速度是电动机拉绳的速度的一半 故c选项正确 例4用如图所示滑轮组提起重g 320n的物体 整个装置静止时 作用在绳自由端的拉力f 200n 则动滑轮自身重力是 绳重及摩擦不计 a 120nb 80nc 60nd 无法计算 b 解析 由图可知 n 2 由题知 g物 320n f 200n 不考虑绳重和摩擦 f g物 g轮 即 200n 320n g轮 则动滑轮重 g轮 80n 故选b 方法指导 1 滑轮组省力情况的分析 不考虑摩擦和机械本身的重力时 f g物 只考虑动滑轮的重力 不计摩擦和绳重时 f g物 g动 n为承担物重的绳子段数 其中n可以通过 隔离法 来确定 如图所示 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线 有几段绳子通过动滑轮 或者有几段绳子与动滑轮相连 n就等于几 2 滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置 即 奇动偶定 n为奇数 绳子的固定端在动滑轮上 n为偶数 绳子的固定端在定滑轮上 实验突破 命题点 能量转化1 如图所示 在铝盘中放入约2cm厚的细沙 将一根米尺竖直立在细沙上 从不同高度自由释放同一个金属小球 高度越高 小球陷入沙中越 从相同高度自由释放不同质量的金属小球 小球的质量越大 陷入沙中越 均选填 深 或 浅 深 深 解析 从不同高度释放同一金属小球 由于质量不变 所以高度越高 重力势能越大 下落之后动能也越来越大 小球陷入沙中越深 当从相同的高度释放不同质量的金属小球 由于高度不变 质量越大的金属小球的重力势能越大 下落之后动能也越来越大 小球陷入沙中越深 命题点 能量转化2 如图所示 滚摆下降时 它的重力势能越来越小 越来越大 重力势能转化为动能 滚摆上升时 它的动能越来越小 越来越大 动能转化为重力势能 动能 重力势能 解析 滚摆下降时 高度减小 重力势能越来越小 动能越来越大 滚摆上升时 高度增大 重力势能越来越大 动能越来越小 命题点 动能势能的转化3 如图所示 当卫星从远地点向近地点运行的过程中 将势能转化为 速度变 动能 大 解析 卫星从远地点到近地点运动的过程中 速度变大 高度减小 重力势能减小 动能变大 重力势能转化为动能 实验研究杠杆的平衡 1 使用杠杆前 调节杠杆使其在水平位置平衡 杠杆向右倾斜时 向左调节平衡螺母 杠杆向左倾斜时 向右调节平衡螺母 2 选择杠杆中间为支点的目的 避免杠杆自重对杠杆平衡的影响 命题点 3 调节杠杆水平平衡的目的 方便测量力臂 4 实验至少进行三次 多次 的目的 一次实验得出的结论具有偶然性 多次实验结论才具有普遍性 5 测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆 测力计的示数的变化 测力计的示数将变大 因为拉力的力臂变小了 6 分析数据 总结平衡条件7 平衡条件的应用8 实验评估实验结论 杠杆平衡的条件为动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 用公式表示 f1l1 f2l2 例 2015连云港 在探究杠杆平衡条件的实验中 1 如图a所示 要使杠杆在水平位置平衡 可将杠杆左端的平衡螺母向 调节 2 如图b所示 调节平衡后 左侧挂上钩码 在右侧用弹簧测力计 图中未画出 拉杠杆 使其在水平位置平衡 为便于测量力臂 应使弹簧测力计拉力的方向 左 竖直向下 3 操作过程中 当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡 你认为接下来合理的操作是 写出一条即可 4 甲同学测出一组数据后就得出了 动力 动力臂 阻力 阻力臂 的结论 乙同学认为他的做法不合理 理由是 弹簧测力计的位置向右移 或换用较大量程的测力计 减少左侧钩码的数量 左侧钩码的位置向右移 不使用测力计在右端直接挂钩码等 一组实验数据太少 具有偶然性 不便找出普遍规律