中考科学总复习 第19讲 简单机械课件 浙教版.ppt

第19讲简单机械 杠杆的五要素 考点梳理 1 杠杆的定义 一根 能够在 的作用下围绕着一个 转动 这样的硬棒称为杠杆 注意 1 杠杆可直可曲 形状任意 2 有些情况下 可将杠杆实际转一下 来帮助确定支点 如 钓鱼竿 铁锹 2 杠杆的五要素 o f1 f2 l1 l2 1 o 杠杆绕着转动的点 2 f1 促使杠杆转动的力 3 f2 阻碍杠杆转动的力 4 l1 从支点到动力作用线的 5 l2 从支点到阻力作用线的 分类一杠杆 硬棒 力 固定点 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 垂直距离 垂直距直 活学活用 1 在如图所示的四种剪刀中 正常使用时 动力作用点在阻力作用点和支点之间的是 2 小林同学在农村老家发现一种 舂米对 的古代简单机械 其示意图如图所示 使用这个装置时 人在a端用力把它踩下后立即松脚 b端就会立即下落 打在石臼内的谷物上 从而把谷物打碎 用力将它踩下去的过程中 动力是 填 机械自身的重力 或 脚踩的力 脚松开到打在石臼内的谷物时 机械自身的重力是 填 动力 或 阻力 d 脚踩的力 动力 考点梳理 1 找出支点 2 沿动力 阻力的作用方向将力的作用线画出 3 从支点分别作动力 阻力作用线的垂线 则 到 的距离即为力臂 注意 动力 阻力都是杠杆受到的力 所以作用点在杠杆上 动力 阻力的方向不一定相反 但它们使杠杆的转动方向相反 即顺时针方向和逆时针方向 活学活用 3 如图所示 以o为支点质量忽略不计的杠杆挂上10n重物a 杠杆同时还受另一个大小与fa不等 竖直向上的力fb作用 处于平衡 在图中画出 1 fa的力臂la 2 fb的示意图并标示它的大小 解 fb的其他答案 符合杠杆原理且方向向上即可 作力臂的方法步骤 支点 垂足 4 如图所示是活塞式抽水机的示意图 其手柄相当于一个杠杆 o是支点 请画出阻力f2对支点o的力臂l2 并画出在a点施加的最小动力f1的示意图 解 杠杆的平衡条件 考点梳理 1 即f1l1 f2l2 3 当杠杆达到平衡时 动力臂是阻力臂的几倍 动力就是阻力的 活学活用 5 2013 衢州 如图是研究杠杆平衡条件的实验装置 要使杠杆在水平位置平衡 b处应挂与a处同样大小的钩码个数为 a 6个b 4个c 3个d 2个 动力 动力臂 阻力 阻力臂 几分之一 a 考点梳理 杠杆的类型 活学活用 6 如图所示 一位母亲推着婴儿车行走 当前轮遇到障碍物时 母亲向下按扶把 若把婴儿车视为杠杆 这时杠杆的支点是 当后轮遇到障碍物时 母亲向上抬起扶把 这时婴儿车可视为 填 省力 或 费力 杠杆 7 下列工具是生活中常见的杠杆 其中属于省力杠杆的是 属于费力杠杆的是 填写字母代号 a 钓鱼竿b 道钉撬c 筷子d 钢丝钳 后轮 省力 bd ac 考点梳理 生活中为了方便使用 的杠杆 如铁锹等 但有时又需要 杠杆 如杆秤等 活学活用 8 下列测量工具没有利用杠杆原理的是 a 弹簧测力计b 杆秤c 台秤d 天平9 下列仪器或工具在使用过程中 利用了杠杆原理的一组是 量筒 剪刀 烧杯 试管夹 托盘天平 弹簧测力计a b c d 杠杆在生活中的应用 费力 省力 a b 考点梳理 1 滑轮 周边有 能绕 转动的轮子 是一种变形的 2 定滑轮 1 特点1 使用时既不省力 也不费力 但能改变 2 实质 是一个 杠杆 其支点在轴上 力臂等于半径 3 对理想的定滑轮 不计轮轴间摩擦 f g 绳子自由端移动距离sf 或速度vf 重物移动的距离sg 或速度vg 活学活用 10 如图所示 物体a和b所受重力均为30n 滑轮组 绳重和摩擦均不计 当用力f1和f2分别匀速提升a和b时 力f1的大小为 n 力f2的大小为 n 定滑轮 分类二滑轮 槽 固定转轴 杠杆 力的方向 等臂 30 15 11 如图所示 轻绳连接质量为m1和m2的两个物体 处于静止状态 已知m1 m2 k为放在水平地面上的磅秤 不计滑轮的摩擦 1 绳a的拉力为 2 磅秤读出的质量为 m1g m2 m1 12 2012 杭州 小李的质量为50kg 他可以举起80kg的杠铃 小胖的质量为70kg 他可以举起60kg的杠铃 他们两人通过如图所示的装置来比赛 双方都竭尽全力 看谁能把对方拉起来 比赛结果应是 a 小李把小胖拉起b 小胖把小李拉起c 两个都拉不起d 两个都拉起 b 考点梳理 1 动滑轮 2 特点2 使用动滑轮可以 一半力 不计摩擦和动滑轮重 但不能改变力的方向 2 实质 动力臂为阻力臂2倍的杠杆 其支点在动滑轮边缘与悬绳相切的一点 动力臂和阻力臂分别等于轮的 和 3 理想的动滑轮 不计轮轴间摩擦和动滑轮重力 f g 只忽略轮轴间的摩擦 则拉力f g物 g动 绳子自由端移动的距离sf 或速度vf 2倍的重物移动的距离sg 或速度vg 动滑轮 1 特点1 省 直径 半径 活学活用 13 如图所示 物体a的质量m 12kg 在拉力f的作用下 物体a以0 1m s的速度在水平面上做匀速直线运动 弹簧测力计的示数为12n 忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮 弹簧测力计和绳子所受的重力 并且绳子足够长 求 1 物体a与水平面间摩擦力ff的大小 2 拉力f的大小 14 用如图所示的装置匀速提起一个物体 弹簧测力计的示数为2n 若不计摩擦和滑轮自重 则该物体重为 a 1nb 2nc 4nd 8n 解 因物体a做匀速直线运动 则 f f示 12n 解 作用在动滑轮轴上的拉力 f 2ff 2 12n 24n c 考点梳理 1 滑轮组的构成 滑轮组是由 和 组合而成的 2 滑轮组的优点 使用滑轮组既可以 同时也可以 3 理想的滑轮组 不计轮轴间摩擦和动滑轮重力 拉力f g 只忽略轮轴间的摩擦 拉力f g物 g动 绳子自由端移动的距离sf 或速度vf n倍的重物移动的距离sg 或速度vg 活学活用 15 为了既可以省力 又能改变 可以把 和 组成滑轮组 使用滑轮组时 滑轮组几段绳子吊着物体 提起物体所用的力就是物体的 如图所示 物体a重为100n 挂重物的钩子承受的拉力是 n 人匀速拉绳子的力是 n 动滑轮自重 摩擦和绳重均不计 滑轮组 动滑轮 定滑轮 改变力的方向 力的方向 定滑轮 动滑轮 几分之一 100 50 省力 重点提示 要求学生在实际应用中找出杠杆的五要素 绘制杠杆的动力臂和阻力臂 并能举例说明生活中的杠杆 解题过程中找支点是一个难点 要注意观察杠杆转动过程中固定不变的位置 从而找出支点 例1 花匠手握修枝剪刀把手的末端 便可以轻松地剪断树枝 这时修枝剪刀属于 杠杆 使用时 若在轴上加润滑油 则可以减小 点拨 剪刀属于杠杆 使用时动力臂大于阻力臂 因此是省力杠杆 使用时 若在轴上加润滑油 可以减小轴的摩擦 从而减小额外功 可以提高杠杆的机械效率 答案 专项一认识杠杆 省力摩擦力 1 2011 衢州 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图 o为支点 f1表示手对钓鱼竿的作用力 请完成下列问题 1 在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力f2的力臂l2 2 钓鱼竿属于 填 省力 费力 或 等臂 杠杆 答案如图所示 费力 重点提示 画力臂时 要注意力臂必须经过支点 并且与力的作用线垂直 例2 如图甲所示为两位同学在玩翘翘板 他们对板的作用力分别为f1和f2 请在图中画出f1的力臂l1和f2的力臂l2 点拨 反向延长f2的作用线 分别过支点o作力f1和f2的作用线的垂线段即可 即为两个力的力臂l1 l2 答案 如图乙所示 专项二画力和力臂 2 如图所示 粗细均匀的棒一端放在地上 另一端与支点o连接 试作出地面对棒的支持力和力臂l和棒所受重力g的示意图 如图所示 重点提示 通过杠杆的平衡条件 可以知道所使用的杠杆在使用时 如果动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 省力 但费距离 如果动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 费力 但省距离 如果动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 既不省力 也不费距离 另外可以通过关注力臂 动力 阻力中的某个量的变化 推测其他量的变化 例3 如图所示 oa ab 10cm 重物g 20n 要使杠杆平衡 fn n 此杠杆属于 填 省力 费力 或 等臂 杠杆 若将重物向o点移动 要使杠杆仍然保持平衡 则fn 填 变大 不变 或 变小 专项三杠杆的平衡条件 点拨 1 如图 杠杆在水平位置平衡 力竖直作用在杠杆上 所以o是支点 g是阻力 fn是动力 oa是阻力臂 ob是动力臂 根据杠杆平衡条件得 fn ob g oa 所以fn 20cm 20n 10cm 所以fn 10n 2 oa是阻力臂 ob是动力臂 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 3 若将重物向o点移动 要使杠杆仍然保持平衡 阻力不变 动力臂不变 阻力臂变小 根据杠杆平衡条件得 动力fn变小 答案 10省力变小 3 如图所示 轻质杠杆支点为o 在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码 每一个钩码的质量相等 杠杆恰好在水平位置平衡 如果两边各拿走一个钩码 杠杆将 a 仍保持平衡并静止b 不平衡 向顺时针方向转动c 不平衡 向逆时针方向转动d 仍保持平衡 但要转动 c 重点提示 要使杠杆的动力最小 其动力臂就必须最长 在找最长动力臂时 应先确定支点 再在杠杆上找离支点最远的点 则以这两点的连线为力臂的力最小 例4 2014 丽水 如图所示 杠杆oab能绕o点转动 在a点挂一重物g 为保持杠杆在水平位置平衡 在b点分别作用的四个力中最小的是 a f1b f2c f3d f4 点拨 由图可知 动力f3与ob垂直 则动力f3对应的动力臂就是ob 它是最长的动力臂 由杠杆平衡条件f1l1 f2l2可知 在阻力和阻力臂都一定的情况下 动力臂越长则动力越小 因为f3对应的动力臂最长 所以f3最小 答案 专项四杠杆最省力的判断 c 重点提示 滑轮组在使用时 确定重物和动滑轮的总重由几根绳子承担是难点 要注意最后一根如果是绕过定滑轮的不能计算在内 例5 如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置 不考虑轮重和摩擦 使用时 1 瘦子固定不动 胖子用力fa拉绳使货物g匀速上升 2 胖子固定不动 瘦子用力fb拉绳使货物g匀速上升 下列说法中正确的是 a fa gb fb gc fa 2gd fb 2g 点拨 读图分析可知 上下两只都是定滑轮 只是改变了力的方向 中间一只为动滑轮 因此 可知当装置匀速运动时 各力的关系为fb g fa fb g 所以fa 2g符合题意 答案 专项五滑轮组 c 4 如图所示 甲是 滑轮 物重由 股绳子承担 若物重12n 不计动滑轮重及摩擦时 要使物体匀速上升 拉力f n 若绳子自由端拉高3m 则物体升高 m 若实际拉力f 5n 则可知动滑轮重 n 定 3 4 1 3 例1 小明在做探究杠杆的平衡条件的实验前发现杠杆处于如图所示的位置 为了使杠杆在水平位置平衡 应将平衡螺母向 填 左 或 右 移动 杠杆平衡后 若在a点挂了4个50g的钩码 那么在c点应挂 个50g的钩码或在 点挂3个50g的钩码 才可使杠杆重新平衡 点拨 图中杠杆的右侧抬高 应向右移动平衡螺母 增大其力臂 根据杠杆的平衡条件 两侧力与力臂的乘积应该相等 杠杆才能平衡 a点是在距支点3格处挂4个钩码 那么在另一侧c点2格处应该挂6个钩码 或在e点4格处挂3个钩码 才能使杠杆重新平衡 答案 探究杠杆的平衡条件 右6e 1 如图所示 是 探究杠杆平衡条件 的实验 实验前没挂钩码时杠杆在水平位置平衡 在c点挂一重60n的物体 要使杠杆平衡可以在a点加一个方向为 填 竖直向上 或 竖直向下 的60n的力 也可以在b点加一个方向为竖直向上的 n的力 竖直向下 80 常见