初中三年级物理学科第一单元知识点梳理.doc

初中三年级物理学科第一单元（简单机械）知识点梳理江苏省物理学科特级教师 熊仁娣一、知识网络 什么叫杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒 支点：杠杆绕着转动的点 动力：作用在杠杆上，使杠杆转动的力 杠杆的五要素 阻力：作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力 动力臂：支点到动力作用线的垂直距离 杠杆 阻力臂：支点到阻力作用线的垂直距离 杠杆的平衡条件 动力动力臂=阻力阻力臂简 F1L1=F2L2单 省力杠杆：L1L2 F1F2 例：撬棒，铡刀机 杠杆的几种类型 费力杠杆：L1F2 例：钓鱼竿，镊子械 等臂杠杆：L1=L2 F1=F2 例：天平 识别：工作时，轴的位置固定不动 定滑轮 实质：等臂杠杆 特点：不省力，但可以改变力的方向 识别：工作时，轴的位置和物体一起移动 滑轮和滑轮组 动滑轮 实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆 特点：可以省一半力，但不能改变力的方向 滑轮组 起吊重物时 F=G S=nh二、理解点拨及例题精析 1、正确辨认杠杆 对于转轴十分明显的棒状物（如撬棒），同学们是比较容易辨认的，对于转轴不明显的非棒状物（如独轮车、汽水瓶的板子等），如没有掌握正确辨认杠杆的方法，将难以识别。 首先，要确认是不是硬棒，对“棒”的含义要作广义的理解：它可以是直的，也可以是弯的；可以是粗的，也可以是细的；可以是方的，也可以是圆的。 其次，要能够从实物中抽象出棒的实质来，并且通过观察或结合实际想象这根棒如何在力的作用下发生转动，转动时，那个使杠杆转动的力就是动力，阻碍杠杆转动的力就是阻力，杠杆绕着哪点转动，这个点就是支点，只有支点和两个力都找出后，才能确定力臂。 所以，要正确辨认杠杆，必须使杠杆转一转，或者想象它在力的作用下转动，可以说在辨认杠杆时“不转不行，一转就灵”。 2、怎样画杠杆示意图 首先将杠杆抽象成一根棒，接着确定支点，再画动力和阻力，最后画出力臂，完成杠杆示意图。 例题1：用图（1）所示的汽水瓶扳手打开瓶盖，画出其杠杆示意图。 分析： 首先将扳手抽象成一根棒（图2），实践经验告诉我们，要将瓶盖打开，必须在A端施加向上的力，这个力是使杠杆转动的，称为动力F1，转动时棒上的O点固定不动，是支点，而B端则受到瓶盖的阻碍，因此，阻力的方向向下，用F2表示。再沿F1和F2的方向画力的作用线，并过O点分别作它们的垂线即为动力臂和阻力臂。 3、杠杆平衡条件的运用 在运用杠杆平衡条件（动力动力臂=阻力阻力臂）解答有关问题时，关键在于：根据题目的条件，正确确定动力、阻力、动力臂和阻力臂，特别注意：不要把力臂理解成“力的作用点到支点之间的距离”。 例题2：当放在桌上的均匀的刻度尺全长的伸出桌外，在伸出的一端挂重3牛的物体时，尺仅对桌边有压力，求刻度尺的重。如果伸出的一端不挂任何物体，那么刻度尺可以伸出桌面多远不致掉下来，为什么？ 分析：设刻度尺的总长为L，其重心在B点，因为刻度尺是均匀的，所以B为L的中点。也就是说可以将刻度尺的重力看作全部作用在B点。当A端挂3牛的重物G时“尺仅对桌边有压力”即此时刻度尺可看作是一根能绕桌边O点转动的平衡杠杆。根据杠杆平衡条件可求出刻度尺的重力G尺。ABGO 解：据题意可知：OA=L，OB=L，G=3牛 根据杠杆平衡条件：GOA=G尺OB G尺= 如果在伸出的一端不挂任何物体，当尺的重心和桌边O点在同一竖直线上时，尺还不掉下，此时二力平衡，如果将尺再往桌外边移动一点，尺就会掉下来了。因此，刻度尺伸出桌边的的最大长度为L。 4、正确区分定滑轮和动滑轮 图(1)和图(2)中的滑轮各是什么滑轮？有些同学认为图(1)中滑轮是动滑轮，图(2)中的滑轮是定滑轮，其理由是图(1)中滑轮在绳子的下方，图(2)中滑轮在绳子的上方。这个答案是错的，这种判断方法也是错误的。 区分定滑轮和动滑轮，不要被滑轮在绳子的下方还是在绳子的上方这一表面现象所迷惑，而要抓住滑轮的轴是否移动这个本质：在使用中，轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮，轴的位置随物体移动的滑轮叫动滑轮。图(1)中，拉力F拉动绳子时，轮在转动但轴的位置没有移动，所以该滑轮是定滑轮。它在这里所起的作用是改变力的方向，但不能省力。图(2)中，拉力F拉动绳子时，轴的位置随杠杆的右端一起向下移动，所以该滑轮是动滑轮，它虽然不能改变力的方向，但可以省一半力。 5、怎样确定承担重物绳子的段数？有关滑轮组的问题主要有如下两类：(1)判断已知滑轮组的省力情况；(2)按照要求设计并组装滑轮组。 解决上述两个问题的依据就是课本上总结出的两个结论：(1)用滑轮组提升重物时，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。 (2)重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，绳的自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍。 显然，为了正确运用这两个结论解决问题，最关键的是要准确地确定“承担总重量绳子的段数”。那么，怎样确定绳子的段数呢？ 确定绳子的段数时，只要计算和动滑轮连接的段数，这包括拴在动滑轮框上（或钩上）的一段和最后从动滑轮引出的拉绳。而跨过定滑轮的绳子，包括最后从定滑轮引出的拉绳只起改变力的方向的作用。所以，只要数有几段绳子吊着动滑轮就能算出省力到几分之一。如图A中承担重物的绳的段数n=4，图B中n=5。 按要求设计并组装滑轮组时，首先要根据省力要求确定绳的段数n，以及动滑轮和定滑轮的个数。选择穿绳的方法时，若承重绳的段数n为奇数，则绳的固定端应接在动滑轮的框架上，若n为偶数，则绳的固定端应接在定滑轮的框架上。 例题3： 请你用一根最大承受1000牛拉力的绳子，通过滑轮组来提起质量为400千克的物体，已知动滑轮总重200牛，轮和轴之间的摩擦力可以忽略不计，请设计一个最简单的滑轮组，使人站在地上将物体提升到高处。 分析：要设计出符合要求的滑轮组，必须先根据省力要求算出动滑轮上绳子的段数n，再确定动滑轮和定滑轮的个数及穿绳方法。 解：重物和动滑轮的总重为： G总=G动+G=G动+mg =200牛+400千克9.8牛/千克 =4120牛n= 因为绳子受到的拉力必须小于1000牛，所以取n=5 由于n为奇数，所以绳的固定端应连接在动滑轮的框架上。这样，只需两个动滑轮即可满足n=5的要求。 为保证人站在地上向下拉动绳子把重物提起，就需要三个定滑轮。组装滑轮组的示意图见右。三、单元综合能力检测 一、填空题BCOA1、已知轻杠杆AOCB，支点为O，OA=CB=40cm，OC=30cm，且OAOC，OCCB，如在A点悬挂一重50牛的重物，则在B点至少要加 牛的力才能使杠杆AO保持水平，这个力的方向应该 。ABC2、图中所示是用镊子夹取物体的示意图，使用时支点在 处，动力作用点在 处，阻力作用点在 处，该杠杆是 。（省力、费力杠杆）3、如果杠杆不平衡，在不改变动力和阻力的大小方向的情况下，我们可以移动_ _来达到平衡。 4、一个静止的杠杆在受到力F作用后，仍保持静止，则F的力臂大小是_，力的作用线一定通过杠杆的_。5、如图所示，物体A重40牛，动滑轮重10牛，定滑轮重10牛，绳重和摩擦不计，静止时，a、b、c三个弹簧秤上的读数各为多少：a_b_c_GGF6、用图示滑轮组沿水平方向拉重物，已知F=20牛，物重G=80牛，绳端用1米/秒的速度匀速拉动5秒，则物块受到的滑动摩擦力是 牛，此摩擦力的方向 ，这段时间内物块移动了 米。（不计额外阻力）7、一个体重为600牛的人站在地上，利用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把900牛的货物匀速提起来，这时人拉绳的力为 牛，人对地的压力为 牛。（滑轮重和摩擦不计）8、在定滑轮 钓鱼竿 天平 羊角锤 理发剪刀 缝纫机踏板 铡刀 瓶盖扳子等简单的机械中，属于省力杠杆的有 ，属于费力杠杆的有 ，属于等臂杠杆的有 .二、选择题 9、如图所示的曲柄杠杆中，O是支点，OA=OB，杠杆自重不计，mA=2mB，则此杠杆：( )mAOABmB30A、在图示位置平衡B、A端上翘C、B端上翘D、B端先上翘，后平衡10、对力臂的理解，下列说法中正确的是：( )A、只要有力作用杠杆上，一定存在力臂B、每个杠杆上都存在两个力臂C、力臂不一定在杠杆上D、力臂是支点到力的作用点的垂直距离11、在用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅在扳手柄上套一节铁管，这样就能比较容易地拧下螺母，这样做的物理原理是：( )A、减小阻力 B、增大动力C、增大动力臂以增大动力 D、增大动力臂以减小动力 12、一根粗细不均匀的木棒用细绳吊在O点处木棒恰能在水平位置平衡，若在O点处把棒锯成两段，则（ ）A、细的一端较重B、粗的一端较重C、两端一样重D、可能细的一端重，也可能粗的一端重，也可能两端一样重 13、均匀直棒AB可绕中点O自由转动，杆上垂直放有两支长短不同，但材料，粗细均相同的蜡烛，这时杆水平平衡，现同时点燃两支蜡烛，且它们燃烧的速度相同，则过一会儿（ ）A、直杆仍然平衡 B、A端下沉C、B端下沉 D、A、B端交替着上、下摆动甲乙 14、图中，甲车重4000牛，乙车重6000牛，分别在F甲和F乙的拉动下匀速前进，它们受到的阻力都是车重的0.05倍，若滑轮组重及滑轮组的摩擦均不计，则F甲和F乙相比较有（ ）A、F甲F乙B、F甲=F乙=2000牛FGC、F甲F乙 D、F甲=F乙=100牛15、如图，用拉力F将重G的物体匀速向上提起，若滑轮重和摩擦不计，则拉力F与G的关系是：（ ）A、F=G B、F=2GC、F=G/2 D、以上说法都不对BAO16、一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来，已知AB=6AO，A点悬挂G=100牛的重物，若杠杆能在水平位置平衡，则杠杆自身重为：（ ）A、100牛 B、50牛 C、25牛 D、20牛17、一支刻度准确的杆秤，若换了质量较小的秤砣，用它来称量物体质量的结果：（ ）A、比实际质量大 B、与实际质量相等C、比实际质量小 D、无法判断18、有一根长1.5米，粗细不均的木料重300牛，稍微抬起它的一端需用力200牛，则下列说法中正确的是（ ）A、抬起的是粗端，重心距粗端1米B、抬起的是粗端，抬起它的另一端需用力100牛C、抬起的是细端，重心距细端1米D、抬起的是细端，抬起它的另一端需300牛的力三、作图与实验： 19、画出图中F1和F2的力臂L1和L2。 20、图为一个夹食品的夹子，试在图中标出支点O、动力、阻力及它们的力臂。 21、一根绳子能承受的最大拉力为500牛，一个人站在地上，想用这根绳子提起1800牛的重物，请在图中画出绳子的绕法。FF21.G(19题)(20题)(21题) 22、在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）所需的实验器材除了两端带有平衡螺母的杠杆、支架、细线、钩码外，还需要 和 。（2）小王同学将杠杆放在支架上，发现杠杆右端上翘，则应将平衡螺母向 调节，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 。（3）接下来的实验过程中，小王同学还要使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 。（4）该实验得到的结论是： 。四、计算题 23、用图示滑轮组将一重500牛的物体A放在水平地面上匀速拉动，若作用在绳端的拉力F为120牛，物体的移动速度为0.2米/秒,求: （不计阻力） 物体受到地面的摩擦力是多大？ 在5秒钟内，拉力F移动了多少距离？24、如图所示，一根长2米的轻木板支于中点O水平放置，左端放一质量m1=200克的圆柱体A，中点放一m2=100克的圆柱体B，人用力F在左端向上托住使杠杆平衡，若A以v1=4厘米/秒，B以v2=2厘米/秒的速度同时向右移动，求经多长时间手的托力为零。AB25、一个质量为50千克的人，站在地面上，想利用滑轮组提起重为1600牛的物体，已知每个滑轮重50牛。（1）此人若要提起物体，最少需要几个定滑轮和几个动滑轮组成滑轮组？画出滑轮组的绕法。（2）不计摩擦，提起物体的实际拉力是多少？（3）若此人拉绳子的速度为24cm/s，则物体在10秒内上升的高度是多少？【能力训练答案】一、填空题1、40 垂直于OB斜向左下2、A B C 费力3、支点4、0 支点 5、25N 25N 25N6、40 水平向右 2.57、45