八年级物理8简单机械.doc

简单机械 知识点：1杠杆(1)定义:在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆.杠杆不一定是一根直棒,它可以是各种不同的形状.(2)杠杆五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素.支点:杠杜绕着转动的固定点叫做杠杆的支点.动力:使杠杆转动的力.在实际确定动力时,要看我们使用杠杆工作时为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力.阻力:阻碍杠杆转动的力.和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力.动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂.动力作用线就是通过动力作用点,沿动力的方向所画的直线.动力臂就是从支点到动力作用线所画的垂线长,也就是几何学中的点到线的距离,.而决不是从支点到动力作用点的距离.阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.(3)杠杆平衡条件:杠杆的平衡是指杠杆静止不转或者杠杆匀速转动.杠杆的平衡条件是:动力动力臂阻力阻力臂写成公式就是:F1l1F2l2或写成比例式:该比例式说明:杠杆平衡时,动力与阻力之比和它们的力臂成反比.(4)杠杆的应用杠杆的实际应用中,可分为三类:第一类是省力杠杆,其动力臂l1大于阻力臂l2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力.但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离.如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆.第二类是费力杠杆:这类杠杆的特点是动力臂l1小于阻力臂l2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离.使工作方便,也就是省了距离.如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆.第三类是等臂杠杆,这类杠杆的动力臂l1等于阻力臂l2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆.2 定滑轮 (1)定滑轮实质是等臂杠杆.(2)使用定滑轮不能省力,在不计摩擦时,动力和阻力大小相等,动力通过的距离和阻力通过的距离相等.(3)使用定滑轮可改变作用力的方向.即要使重物上升,可在绳端施加向下的作用力,而给人们带来方便.3. 动滑轮 (1)动滑轮实质是省力杠杆.(2)使用动滑轮可省力,在不计摩擦和动滑轮重的情况下,动力是阻力的,也就是说可省一半的力. (3)使用动滑轮工作时不能改变动力的方向,而且动力通过的距离是阻力通过的距离的2倍4滑轮组把定滑轮和动滑轮组合起来,即可构成滑轮组.使用滑轮组,应注意两个关系式:(1)F.式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.(2)Snh式中h为重物被提升的高度.n仍表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.上两式说明,使用滑轮组工作时,由几股绳来承担重物与动滑轮的总重,所施加在绳端的作用力就是重物与动滑轮总重的几分之一,但作用力通过的距离就是重物被提升高度的几倍.二、典例精析例1 如图1所示,用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄顶端的A点处,且要求动力最小,画出这个力的方向和它的力臂. 图1解答 如图2所示F1及其力臂l1.例2一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少千克的物体？（如图所示）分析：杆秤也是一个杠杆提纽处看作杠杆支点若将重物对杆的力看作动力F1，物体离提纽的距离就是动力臂l1；则秤砣对杆的力就是阻力F2，秤砣离提纽的距离是阻力臂l2（如图所示）已知： m1=2kg，m2=0.25kg，l1=4cm，l2 =60 cm -4 cm =56 cm求：l2=？m1 =？解：由于物体和秤砣对杠杆的力分别等于各自的重力， 根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2， 得 m1g l1 = m2g l2 2kgg 4cm = 0.25kg gl2 l2=32cm 即称2kg物体时秤砣离提纽32cm 当阻力臂最大时，称量物体质量最大l2 =56cm 由F1l1=F2 l2，得m1g l1 = m2g l2 m1g4cm = 0.25kgg56cm m1=3.5 kg 即秤的最大称量是3.5kg答：称2kg物体时秤砣离提纽32cm，秤的最大称量是3.5kg例3 一根长为18 cm的木棒,两端分别挂着5N和10N的重物,要使木棒在水平位置上平衡,需在何处作支点?若平衡后两端各增挂5N的重物,分析说明木棒是否还平衡?分析:在利用杠杆平衡条件解决问题时,一般先画出杠杆受力示意图,确定好对应的力和力臂,以免出现如动力与阻力臂相乘的错误本题受力示意图见图已知：l=18 cm，F1=5N，F2=10N求：l1；分析平衡后两端各增挂5N的重物是否还能平衡？解：根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2 各力臂和杆总长的关系：l=l1+l2 5Nl1=10N（18 cm -l1） l1=12 cm，即支点应位于力F1作用点右侧12cm处 若两端个增加5N的重物,则F1=10N, F2=15N 影响杠杆转动的因素是力与力臂的乘积,所以 杠杆左侧使杠杆逆时针转动的F1l1=10N12cm =120Ncm 杠杆右侧使杠杆逆时针转动的F2l2=15N(18cm -12cm) 由于120Ncm90Ncm 杠杆将不平衡,将逆时针转动答：支点距挂5牛重物一端12cm，若两端各增加5N重物，杠杆将不平衡，原来挂5牛重物一端下沉例4 如图所示是用道钉撬撬起道钉的示意图，请画出作用在道钉撬上动力F1的力臂分析与解答 力臂是从支点到力的作用线的距离画力臂是重要的作图之一，要注意作图规范画力臂可以从以下几步进行：辨认杠杆，确定支点；将力的作用线用虚线延长（有时可不用延长）；从支点向力的作用线作垂线，标垂足，垂线要用虚线；力臂用双向箭头（或大括号）表示出，在旁边标上字母l 本题作图如图所示例5 一根杠杆两端挂有等重的实心铜块和铁块,当它们都浸没在水中时,杠杆恰好平衡,现将铜块和铁块同时从水中取出,则杠杆将( )A.铜块端向下运动 B.铁块端向下运动C.杠杆仍然平衡 D.条件不足,无法判断分析 铜块和铁块浸没在水中时,竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮.和杠杆向上的拉力F.由力的平衡关系可分别求出铜块和铁块所受的拉力:F铜G铜F浮铜G铜r水gV铜 F铁G铁F浮铁G铁r水gV铁 根据密度关系可得：V铜，V铁代入、两式可得：F铜G铜G铜(1) F铁G铁G铁(1) 铜块与铁块浸没在水中时杠杆平衡，则由杠杆平衡条件可得:F铜l1F铁l2.由式与式可知, G铜G铁,r铜r铁. F铜F铁.因此l1l2 即铜块的力臂小于铁块的力臂.则由水中取出铜块和铁块,在不受浮力作用时:G铜l1G铁l2.说明铁块这端应向下转动 解答 应选取B. 例6如右图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为 ，不计滑轮本身的重和摩擦例7如图所示 ，重物 N，要使装置平衡，需要多大的拉力？例8 如图所示，用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进，在绳的端点A的作用力 N，重物与地面间的摩擦力 为多大？将重物移动的距离为 米，绳端A移动的距离为多少？不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦？例9 一条绳子最多能承受1000的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300牛的重物，画出滑轮组安装示意图（动滑轮重及摩擦不计） 例10 如图所示，不计滑轮重力及摩擦，当绳子在恒力F的作用下以2 的速度匀速向下运动时，重物G的速度为（ ）Al B2 C4 D8 例11 如图所示,滑轮重1牛,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2牛,物体G重100牛,则弹簧秤的示数是_牛,水平地面受到物体G的压力是_牛.(不计摩擦)例 12 辘轳摇把到轴线距离是50厘米，轴半径是10厘米，若把重240牛的水桶从井中匀速提起，应在摇把上加多大的力？如果井深6米，那么手摇摇把移动了多少距离？课后作业：一、选择题（每小题2分，共30分）1以下工具：钢丝钳；镊子；扳手；扫帚；钓鱼竿；瓶盖起子，在正常使用情况下属于省力杠杆的是 （ ）A、B、C、 D、2在制药时为了从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80的温度下提取，应采用的办法是 （ ）A、用微火加热使其沸腾B、降低容器内的气压，使水的沸点低于80C、缩短加热沸腾的时间D、增加容器内的气压，使水的沸点低于803关于浮力，下列说法中正确的是 （ ）A、浮力的大小等于物体的重力B、浮力的大小等于物体排开液体的重力C、浮力的大小等于容器中液体受到的重力 D、浮力的大小等于同体积的液体的重力4关于平衡力，下列说法正确的是 （ ）A、物体在平衡力的作用下一定保持静止状态B、作用在物体上的两个力的三要素完全相同，这两个力一定是平衡力C、物体受到重力和拉力的作用，这两个力方向相反，它们一定是平衡力D、运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态5用剪刀剪叠得较厚的纸片时，用剪刀的尖部不易剪断，而用中部就容易些，这是因为 （ ）A、增大了动力B、减小了阻力C、减小了阻力臂D、增大了动力臂6在家庭的浴室中，为了防止地面沾水使人打滑跌倒，下列采取的措施错误的是（ ）A、浴室地面上应铺上带有凸凹花纹的地砖 B、人沐浴时穿的拖鞋鞋底带有凸凹花纹C、脚底下放一条毛巾 D、穿上平底的塑料拖鞋7关于滑轮，下列说法错误的是 （ ）A、使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向B、使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向C、定滑轮实质是个等臂杠杆 D、动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆BOAGF1F2F38如图所示的杠杆，O为支点，B点挂一重物G，在A点分别施力F1、F2、F3，使杠杆平衡，这三个力中最小的是 （ ）A、F1 B、F2 C、F3 D、无法确定9用下图所示的装置匀速提升重物G，若摩擦和动滑轮重均不计，那么需要的拉力FGF甲GF乙GF丙GF丁最大的是 （ ） A、甲B、乙C、丙D、丁10某同学去水族宫参观各种海洋鱼类时，一直没有看到深海里面的鱼，如水母、星光鱼、巨口鱼等，他很纳闷，水族宫里为什么没有深海里面的鱼？对这一问题，以下几种解释哪个是合理的 （ ）A、深海里的鱼难捕到B、在浅水中，深海里的鱼体内压强小于外部的压强，难以生存C、在浅水中，深海里的鱼体内压强等于外部的压强，难以生存D、在浅水中，深海里的鱼体内压强大于外部的压强，难以生存11质量为150g的物体，放进足够大的盛满水的竖直容器中，静止后溢出70g的水，则物体的体积V物与物体排开液体的体积V排的关系是 （ ） A、B、C、D、无法确定12把一块平放在水平地面上的普通的砖变为竖放，则砖对地面的压力、压强的变化情况是（ ）A、压力不变，压强不变B、压力变大，压强变小 C、压力不变，压强变大D、压力变小，压强变小F1F2L1L2O13如图所示，杠杆在力F1和F2的作用下处于平衡状态，并且L1L2，如果保持力F1和F2的大小和方向都不变，将它们的作用点同时向支点移动相同的距离，则 （ ）A、杠杆左端向下倾斜B、杠杆右端向下倾斜 C、杠杆仍保持平衡 D、无法确定杠杆处于什么状态GFF14如图所示，放在水平地面上的物体所受重力为G，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端所受拉力为F，地面对物体的支持力为N，下面关于这三个力的大小的关系正确的是（ ） A、F=G B、G=N C、F=N D、F+N=G15潜水艇上浮时，压缩空气排出水舱中的水，在潜水艇未露出水面的排水过程中（ ）A、潜水艇受到的重力减小，所受的浮力不变 B、潜水艇受到的重力减小，所受的浮力变大C、潜水艇受到的重力不变，所受的浮力变小 D、潜水艇受到的重力和浮力大小相等二、填空题（每空1分，共25分）16天平和杠秤都是测量 的工具，它们是根据 制成的。17学校操场的国旗杆上的滑轮是 滑轮，它的作用是 。18船之所以浮在水面上，是因为受到水的 ，氢气球脱手后会上升，这是因为受到 。19宇宙飞船在太空中受到外部的气压几乎为 ；液体（包括血液）的沸点将随气压的降低而 ，故宇航员在太空行走时穿的航天服内，要保持一定的气压，俄罗斯制造的航天服内的规定气压为，这约相当于 个标准大气压。甲乙20如图所示，甲、乙两球用细线相连，放入水杯中，细线受的力为1N，两球正好悬浮在水中，如果剪断细线后，甲球将 ，乙球将 。（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）21如图所示，用不同方法用滑轮拉同一物体在同一水平地面做匀速直线运动，若物体与地面间的摩擦力为3N，则拉力大小分别为F1= N，F2= N，F3= N。F2F3F122一艘轮船从河里驶入海里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 它排开液体的体积 （填“变大”、“变小”或“不变”）23从物理知识的角度看，剪刀、斧头的刃要磨得很薄是为了 ，使用缝衣针时手指上套着顶针是为了 。F24如图所示，用滑轮将重物匀速提起，若不计摩擦，已知拉力为5N时，则弹簧测力计的示数为 N，物体和动滑轮总重为 N。25钢丝钳（俗称“老虎钳”）是人们日常生活中的一种常用工具，它的钳口刻纹是用 的方法增大摩擦的，用钢丝钳剪断铁丝时，它是 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。26物理学中常把实际的研究对象看成物理模型，例如可以把船闸看作是一个连通器模型，如图所示的甲、乙两棵树，它们根系的深浅及发达程度基本相同，当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时，可以把树看作是一个 模型，由此就可以判断出 树容易被吹倒或折断。三、作图与实验题（2729题各2分，30、31题4分，32题5分，33题6分，共25分）27如图是方木块在力F作用下向前翻滚时的示意图，请画出此时F的力臂。 F V （27题） （28题） （29题）28用滑轮组提升重物G，在图中画出最省力的绕绳方法（不计动滑轮重和摩擦）。29重为3N的小球在空中飞行，如图所示，用力的图示法画出它受到的重力。30请设计一个实验来探究“浸没水中的石块，它受到的浮力跟它在水中浸没的深度是否有关？”简要说明你的做法。31用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后，直铁丝在水平位置处于平衡状态；若将右端折叠一段，（1）可能出现的现象是 ;（2）你猜想此现象依据的原理是 。32双休日，苗苗同学在家研究自行车，如图，他进行了下列活动；（1）能过观察，发现 和 等是杠杆。（2）推自行车前进时，前后轮与地面的摩擦是 摩擦；然后轻捏左右两个刹车把手，使推车前进稍感到有点费力，此时橡胶刹皮与前后轮钢圈间存在相互挤压作用，它们之间的摩擦是 摩擦。（3）把自行车架起来，使后轮可以转动，他慢慢转动脚蹬，脚蹬的旋转通过两个大小不同的齿轮和链条传到后轮，带动后轮转动，但此时后轮转动的自行车不会向前运动，苗苗终于明白，原来当人们骑上自行车，用脚踏脚蹬时，使车启动的施力物体不是后轮而是 .33在研究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）某同学实验前发现杠杆左端低，右端高，这时应调节杠杆右端的螺母，使其向 端移动，直到杠杆在 位置平衡，这样做的好处是 。（2）根据杠杆平衡条件，在下表空格处填上适当的数值。实验次数动力/N动力臂/cm阻力/N阻力臂/cm10.984.08.021.472.946.0（3）实验中，一同学调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡后，如图所示那样挂上钩码，调节钩码位置，并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡，并记录有关数据，该同学在实验中存在的问题是 。四、简答题（每小题4分，共8分）34请你利用杠杆平衡条件的表达式，自编一道单项选择题，并选出正确选项。35人们常利用盐水来选种，当把种子放入盐水中时，所有的种子都未浮起来，为使不饱满的种子浮起来，问应在盐水中加盐还是加水？为什么？五、计算题（每小题6分，共12分）36如图所示，一轻质杠杆OA可绕O点转动，A端用绳