初中物理：简单机械.ppt

简单机械 要点考点聚焦课前热身典型例题解析方法小结课时训练 第六章简单机械功和能 要点考点聚焦 本课时涉及的考点有 认识杠杆并会画力臂 杠杆的平衡条件 杠杆的应用 定滑轮 动滑轮和滑轮组的作用 从中考命题看 上述考点常以填空 选择 作图 实验和计算题型出现 本课知识与浮力 压强 运动和力 简单运动都有密切的联系 考查学生综合分析能力 课前热身 1 在图6 1 1所示的杠杆中 O是 若设F1是动力 则F2是 OA是 OB是 2 旗杆顶端的小轮是 起重机吊钩上的铁轮是 缝纫机脚踏板是 填 杠杆 定滑轮 或 动滑轮 支点 动力臂 阻力 阻力臂 动滑轮 图6 1 1 定滑轮 杠杆 课前热身 3 如图6 1 2所示杠杆 在杠杆B点挂上一个重为8N的物体 要使杠杆平衡 在A端至少要加 N的力 力的方向是 4 使用定滑轮时 沿不同方向拉绳子的自由端 所用拉力大小 这是因为它的力臂 由此可见定滑轮特点是 实质是 4 竖直向下 相等 相等 不改变力的大小但可改变力的方向 等臂杠杆 图6 1 2 课前热身 5 如图6 1 3所示 若人手拉力F 50N 则货物重 N 不考虑动滑轮和摩擦 A钩所受的拉力为 N B钩所受的拉力为 N 100 50 100 图6 1 3 课前热身 6 某个动滑轮重20N 用它提着一个重为180N的物体匀速上升 则绳子自由端的拉力的 N 不考虑摩擦 7 如图6 1 4所示 物重为250N 每个滑轮重50N 当物体被匀速提起时 加在绳子自由端的拉力F为 N 当物体上升2m 则绳子自由端在竖直方向移动了 m 图6 1 4 100 100 6 课前热身 8 下列关于杠杆说法中 正确的是 A 杠杆只可以是直的B 杠杆的支点可以不在杠杆上C 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和D 使用杠杆一定省力9 关于滑轮组的叙述 较全面的是 A 一定省力 又能改变力的方向B 一定省力 但不能改变力的方向C 有时既能省力 又能改变力的方向 有时可以省力 但不能改变力的方向D 肯定可以改变力的方向 省力与否要具体分析 D C 课前热身 10 在 研究杠杆的平衡条件 实验中 实验前要调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 这样做是为了 若发现杠杆左端低 右端高 这时应将两端的螺母都向 移 杠杆的支点通过杠杆的重心 这样做的目的是 实验中 我们是根据测得的数据 通过计算 才归纳出杠杆的平衡条件是 从杠杆上方便地读出或测量出力臂 右 水平 使重力作用线通过支点 力臂为0 不影响杠杆平衡条件 动力 动力臂和阻力 阻力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 课前热身 11 在图6 1 5中画出各力的力臂 课前热身 12 使用一滑轮组吊起重物 若拉绳子的力为200N 重物提起1m 绳子的自由端移动5m 那么物重为 N 请画出该滑轮组的装配图 要求拉力方向向上 滑轮重 绳重和摩擦均不计 1000 典型例题解析 例1 如图6 1 6所示 前后两人抬一个大而均匀的重木箱上楼 作出木箱的受力示意图 以木箱重心为支点 画出每个力的力臂 比较两人用力F前F后 要使两人用力相等 应怎样抬 图6 1 6 答案 见图6 1 7 见图6 1 7 F前 F后 抬成水平状态 图6 1 7 典型例题解析 例2 如图6 1 8所示的弯曲杠杆 2 4cm OC 3cm AC CO BO CO O为转轴 在B处挂一重为100N的重物 要求在A处作用一个最小的力F使杠杆平衡 请在图上画出这个力的方向并求出这个力的大小 图6 1 8 答案 F的方向见图 F 40N 典型例题解析 例3 一根绳子能承受的最大拉力为250N 要用它吊起一个重为1000N的货物G 拉力方向要向下 已知每个滑轮重为100N 请设计出滑轮组的装配图 所有摩擦均不计 答案 略 典型例题解析 例4 如图6 1 9所示 在等臂杠杆AB两端各挂有体积相同 质量相同的空心铜球和铁球 在水平位置平衡 现把铜球和铁球分别同时浸没在盛有CuSO4溶液的烧杯中 则发现杠杆 球的体积变化忽略不计 A A端下降B B端下降C A端先下降 B端后下降D 仍平衡 图6 1 9 B 典型例题解析 例5 水的沸点与水面上方气体的压强有关 气体压强越大 水的沸点越高 下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系 技术员小陈利用这一关系 设计了如图6 1 10所示的锅炉水温控制装置 图中OC为一可绕O点旋转的横杆 质量不计 在横杆上的B点下方连接着阀门S 阀门的底面积为3cm2 OB长度为20cm 横杆上A点处挂着重物G OA长度为60cm 对水加热时 随着水温升高 水面上方气体压强增大 当压强增大到一定值时 阀门S被打开 使锅炉内气体压强减小 水开始沸腾 当重物G挂在不同位置时 锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同 从而控制锅炉内水的最高温度 典型例题解析 1 当锅炉内水的温度达到120 沸腾时 锅炉内气体压强是少 2 当大气压强为1 0 105Pa时 将G挂在A位置 锅内水沸腾时的温度为120 求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力差是多少 计算时可认为阀门上 下底面积相等 3 当大气压强为1 0 105Pa时 要使锅炉内水的温度达到100 沸腾 应将G挂在离O点多远处 图6 1 10 答案 1 2 0 105Pa 2 10N 3 24cm 典型例题解析 例6 如图6 1 11所示 一个直杠杆可绕轴O转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F 将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中 力F大小的变化情况是 A 一直增大B 一直减小C 先增大后减小D 先减小后增大 A 图6 1 11 方法小结 在认识杠杆的基础上 重点理解力臂的概念 会画杠杆的力臂 作力臂的一般程序是 确定支点 动力和阻力 画两个力的作用线 必要时作用线可用虚线延长 从支点向两力的作用线作垂线 标明垂足 用大括号标注出相应的力臂 力臂可在杠杆上 也可不在杠杆上 通过支点的力臂为0 杠杆平衡是指杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动状态 杠杆平衡时需满足的条件是F1L1 F2L2 L1 L2分别是动力臂和阻力臂 找准力臂是解决杠杆平衡条件的关键 根据杠杆平衡条件可将杠杆进行分类 当L1 L2时 F1 F2为省力杠杆 当L1 L2时 F1 F2为费力杠杆 当L1 L2时 F1 F2为等臂杠杆 滑轮可分为定滑轮和动滑轮 它们都是变形杠杆 定滑轮实质是等臂杠杆 特点是不省力但可改变力的方向 动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 特点是可省一半力 方法小结 但不能改变力的方向 将定滑轮和动滑轮组合起滑轮组既可省力又可改变力的方向 省力的特点是 F动 距离特点是 S绳 nS物 在解决杠杆和滑轮问题时 经常会与压强 浮力 运动知识来联系 要求学生平时训练中加强综合分析能力的培养 课时训练 1 动滑轮实质上是 使用动滑轮的优点是 缺点是 2 起重机吊物体上升所用的滑轮中 既有 又有 统称为 3 如果使用杠杆是为了省力 那么l1 l2 如果为了省距离 则F1 F2 由此可见 不论使用哪种杠杆都不能既 又 可以省一半力 不可改变施力方向 定滑轮 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 动滑轮 滑轮组 省力 省距离 课时训练 4 在下列机械中 羊角锤 钓鱼竿 天平 钢丝钅井 筷子 理发剪刀 普通剪刀 铁匠剪刀 缝纫机的脚踏板铡草用的铡刀镊子铁锹道钉撬定滑轮动滑轮 它们中属于省力杠杆的是 属于费力杠杆的是 属于等臂杠杆的是 5 如图6 1 12所示 轻质杠杆OA可绕O点转动 OA 0 3m OB 0 2m 在A点处挂一个质量为2kg的物体G 在B点处加一个竖直向上的力F 杠杆在水平位置平衡 则物体G的重力大小为 N F大小为 N 图6 1 12 19 6 29 4 课时训练 6 如图6 1 13所示是自卸车的示意图 车厢部分可视为杠杆 则下列分析正确的是 A B点是支点 液压杆施加的力是动力 货物重力是阻力B B点是支点 物体A放在车厢前部可省力C C点是支点 物体A放在车厢后部可省力D C点是支点 物体A放在车厢前部可省力 C 图6 1 13 课时训练 7 如图6 1 14所示 水平桌面上放一重100N的物体A A与桌面的摩擦力为40N 当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时 拉力F的大小为 不计滑轮摩擦及重力 A 20NB 50NC 60ND 70N 图6 1 14 A 课时训练 8 如图6 1 15所示 滑轮重 绳重 摩擦力均忽略不计 利用两个滑轮提升同一重物 哪种组合最省力 图6 1 15 C 课时训练 9 如图6 1 16所示 杠杆处于平衡状态 若在两边的钩码下面 再各挂一个同样的钩码 则 A 杠杆仍保持平衡B 杠杆B端下降C 杠杆A端下降D 无法判断 图6 1 16 B 课时训练 10 一杠杆在阻力F1与动力F2作用下平衡 如图6 1 17所示 若F1和F2大小及方向均保持不变 将它们的作用点向支点移动相同的距离 则 A 杠杆仍保持平衡B 杠杆向右倾斜C 杠杆向左倾斜D 不能确定 图6 1 17 B 课时训练 11 一根直杆可绕轴O转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终杠杆垂直的力F 如图6 1 18所示 当直杆从竖直位置慢慢抬到水平位置的过程中 力F的大小变化情况应是 A 一直增大B 一直减小C 先增大后减小D 不变 图6 1 18 A 课时训练 12 如图6 1 19所示 杠杆OA可绕支点O转动 B处挂一重物G A处用一竖直力F 当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时 为了使杠杆平衡 则 A F大小不变 但F GB F大小不变 但F GC F逐渐减小 但F GD F逐渐增大 但F G 图6 1 19 D 课时训练 13 如图6 1 20所示 甲 乙两实心小球体积之比为3 1 分别挂在轻质杠杆AB的两端 杠杆水平平衡 AO BO 1 2 则甲 乙两球密度之比为 A 2 3B 3 2C 6 1D 1 6 图6 1 20 A 课时训练 14 请画出图6 1 21和图6 1 22中杠杆所受力的力臂 图6 1 21 图6 1 22 课时训练 15 做 研究杠杆平衡条件 实验前 发现杠杆左端低于右端 应将杠杆左端的螺母向 移动 右端的螺母向 移动 才能使杠杆在水平位置平