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专题十七简单机械 1 考点一杠杆 1 定义 在物理学中 把在力的作用下能绕 转动的硬棒叫做杠杆 2 杠杆五要素 1 支点O 杠杆绕着转动的固定点叫做 2 动力F1 使杠杆转动的力叫 3 阻力F2 阻碍杠杆转动的力叫 4 动力臂L1 到 的距离 5 阻力臂L2 到 的距离 固定点 支点 动力 阻力 动力作用线 阻力作用线 支点 支点 2 F1 F2 画力臂 A O B L1 L2 一找点二划线三要从点到线作垂线 3 例1 2012淮安 如图1是用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉 O是支点 请在图中作出它的动力臂l1和阻力臂l2 例2 2012茂名 如图2所示 重为G的物体放在水平面上 用力F使其翻转 请画出物体重力示意图和力F的力臂 例3 2012哈尔滨 如图3所示 工人用撬棍撬起石块 O为支点 1 画出阻力F2的力臂l2 2 画出工人在A点施加的最小动力F1的示意图 例3 2012娄底 如图4所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图 O为支点 F1表示手对钓鱼竿的作用力 请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2 4 3 杠杆平衡状态 或 4 杠杆平衡的条件 即 F1 L1 F2 L2 静止 匀速转动 动力 动力臂 阻力 阻力臂 例4 在 探究杠杆平衡条件 的实验中 在实验时 使杠杆在 位置平衡 其目的是 没挂钩码时 杠杆静止在如图甲所示位置 实验前应将平衡螺母向 适当调节直到杠杠水平平衡 目的是 实验中共有6个钩码 杠杆上每格距离相等 调节好杠杆后 在杠杆左边离支点2格A处有3个钩码 如图乙所示 为使杠杆在水平位置平衡 请你在杠杆右边挂上钩码 一种方法即可 你的方法是 实验中改变支点两侧钩码的位置和个数 用同样的方法做三次实验 得到三组数据并进行分析 这样做的目的是 在老师的指导下 同学们通过实验得出了正确的结论是 水平 便于直接读出力臂 右 消除杠杆自重对平衡的影响 3格处挂2个钩码 多次实验避免偶然性 得出普遍规律 动力X动力臂 阻力X阻力臂 5 例5 2012德州 如右图是小龙探究 杠杆平衡条件 的实验装置 用弹簧测力计在C处竖直向上拉 杠杆保持平衡 若弹簧测力计逐渐向右倾斜 仍然使杠杆保持水平平衡 拉力F的变化情况是 A 变小B 变大C 不变D 无法确定 例6 如右图所示 轻质杠杆OA中点悬挂一重G 60N的物体 在A端施加一竖直向上的力F 杠杆在水平位置平衡 则F N 保持F的方向不变 将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中 力F将 填 变大 不变 或 变小 B 30 不变 6 5 三种杠杆 L1 L2 费距离 L1 L2 省距离 例7 下列器件中 属于省力杠杆的是 B 7 例8 下图中的杠杆中 属于费力杠杆是 A 铡刀B 瓶盖起子C 手推车D 铁锨 例9 2012威海 如右图所示的是常用指甲刀的实物及结构示意图 下列说法中不正确的是 A 杠杆ABC是一个省力杠杆B 杠杆D处刀刃较薄 是为了增大压强C 杠杆ABC上有粗糙的花纹 是为了增大摩擦D 指甲刀只有两个杠杆 一个省力杠杆和一个费力杠杆 D D 8 例10 如图所示 人的前臂可视为杠杆 当曲肘将茶杯向上举起时 下列说法中正确的是 A 前臂是省力杠杆 阻力臂变大B 前臂是省力杠杆 阻力臂变小C 前臂是费力杠杆 阻力臂变大D 前臂是费力杠杆 阻力臂变小 例11 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味 使用时用脚踩踏板 桶盖开启 根据室内垃圾桶的结构示意图可确定 A 桶中只有一个杠杆在起作用 且为省力杠杆B 桶中只有一个杠杆在起作用 且为费力杠杆C 桶中有两个杠杆在起作用 且都是省力杠杆D 桶中有两个杠杆在起作用 一个是省力杠杆 一个是费力杠杆 D D 9 考点二滑轮 1 定滑轮 1 定义 轴 的滑轮 2 实质 是一个 杠杆 3 特点 不省力 若不计摩擦和绳重 则拉力F G物 若考虑摩擦和绳重 则拉力F G物 不省距离 也不费距离 绳子末端移动的距离s等于物体上升的高度h 即s h 可以改变力的方向 固定不动 等臂 例12 在使用定滑轮时 沿如右图所示三个方向用力拉起重物 三个力的大小是 A F1最大B F2最大C F3最大D 三个力一样大 D 10 2 动滑轮 1 定义 轴 的滑轮 2 实质 是 杠杆 3 特点 能省力 若不计摩擦 绳重和动滑轮重 则拉力F G物 2 若考虑动滑轮重 则拉力F G物 G动 2 费距离 绳子末端移动的距离s等于物体上升的高度h的2倍 即s 2h 不可以改变力的方向 随物体一起运动 动力臂是阻力臂二倍的省力 例13 2012安徽 如图所示 利用动滑轮来提升一个重280N物体 拉力F竖直向上 1 若忽略滑轮重 绳重和摩擦 则拉力F N 2 若忽略 绳重和摩擦 滑轮重20N 则拉力F N 140 150 11 例14 2012包头 如图所示 用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动 使物体以相等速度移动相同的距离 所用拉力分别是F1 F2 F3 这三个力的作用点移动距离分别是S1 S2 S3 移动速度分别为v1 v2 v3 不计滑轮重及摩擦 则 A F1 F2 F3 2 1 4 S1 S2 S3 2 1 4B F1 F2 F3 2 1 4 S1 S2 S3 2 4 1C F1 F2 F3 2 4 1 v1 v2 v3 2 1 4D F1 F2 F3 2 1 4 v1 v2 v3 2 4 1 BD 12 3 滑轮组 1 构成 用绳子将和串绕而成 2 特点 填 能 或 不能 改变力的方向 能省力 n 与动滑轮相连的绳子股数 F 绳端的拉力 A 若不计动滑轮的重量和摩擦 滑轮组用n段绳子吊起重物 提起重物所用的力F G物 n B 若不计摩擦 滑轮组用n段绳子吊起重物 提起重物所用的力F G物 G动滑轮 n 费距离 绳端移动的距离S 重物上升的高度h S nh 定滑轮 动滑轮 能 13 3 滑轮组绕线规律 奇动偶定 一动一定 先内后外 先小后大 不重复绕 不交叉绕 当承担物重的绳子的股数n为奇数时 绳子是系在动滑轮的钩子上 当承担物重的绳子的股数n为偶数时 绳子是系在定滑轮的钩子上 4 给滑轮组绕线的步骤 根据题意算出绳子股数 除不断的结果采用 进一法 根据n的奇偶性 利用 奇动偶定 规律 确定绳子起始端的位置 根据是否要改变用力方向 确定绳子自由端最后穿出的滑轮 要改变用力的方向 绳子末端从 滑轮穿出 不要改变力的方向 绳子末端从 滑轮穿出 定 动 14 例15 如右图所示 用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈 一小朋友用力一拉 两位大力士竟撞在一起了 这幅漫画说明了 例16 如右图所示的各种情况中 用同样大小的力F将重物匀速提升 若不计摩擦和滑轮重 物重最大的是 ABCD 滑轮组可以省力 C 15 例17 2012宜宾 如图所示 用F为30N的拉力 通过滑轮组拉着重为300N的物体 在水平面上以0 5m s的速度向左做匀速直线运动 则物体受到的摩擦力大小为N 不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力 例18 某人用100牛的力提起了350牛的重物 那么他可能使用了 A 一个定滑轮B 一个动滑轮C 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D 一支杠杆 90 D 16 例20 2012东营 一根绳子能承受的最大拉力为500N 一个人站在地上 想用这根绳子把1800N的重物提高20m 请在右上图中画出绳子的绕法 例21 2012达州 请你在图16中画出用滑轮组提升重物的最省力的绕绳方法 17 例22 电气化铁路的高压输电线 无论在严冬还是盛夏都要绷直 才能使高压线与列车的电极接触良好 这就必须对高压线施加恒定的拉力 为此 工程师设计了如左图所示的恒拉力系统 其简化原理图如右图所示 实际测量得到每个水泥块的体积为1 5 10 2m3 共悬挂20个水泥块 已知水泥块的密度为2 6 103kg m3 g取10N kg 1 请指出右图中的动滑轮 定滑轮 2 每个水泥块的重力是多少 3 滑轮组对高压线的拉力是多大 18 考点三其他简单机械 1 轮轴 1 构成 由 和 组成 且能绕共同轴线旋转的简单机械 2 应用 门把手 方向盘 辘轳 卷扬机等 3 特点 能省力 轮半径R是轴半径r的几倍 作用在轮上的动力F1就是作用在阻力F2的几分之一 即F1 F2 r R 因为轮半径R大于轴半径r 所以F1 F2 2 斜面 1 构成 往车上装重货物时 将木板搭在车厢上就组成了一个斜面 2 特点 能省力 斜面长l是斜面高h的几倍 推力就是物重的几分之一 即F G h l 因为斜面长l大于斜面高h 所以F G 一个