杠杆、滑轮习题课

课课 题题 杠杆杠杆 滑轮 滑轮 习题课习题课 常宁市明珠学校 常宁市明珠学校 刘志峰刘志峰 教学目的教学目的 1 巩固杠杆的五要素 杠杆的平衡条件 杠杆的分类 2 能用杠杆的平衡条件解决较复杂的计算问题 对生活生产中的常见杠杆能进行正确的分类 3 知道动定滑轮的特点和实质 能画动定滑轮的五要素 4 知道滑轮组的特点 理解吊起动滑轮绳子 n 的物理意义 5 会用公式 F G n F 1 n G G 进行计算 教学内容教学内容 知识回顾知识回顾 杠杆杠杆 1 1 杠杆的五要素指 杠杆的五要素指 2 2 杠杆可分为三类 杠杆可分为三类 动力臂 阻力臂的杠杆 杠杆平衡时 F1 F2 属于省力杠杆 动力臂 阻力臂的杠杆 杠杆平衡时 F1 F2 属于费力臂杠杆 动力臂 阻力臂的杠杆 杠杆平衡时 F1 F2 属于等臂杠杆 省力杠杆 省力但费 费力杠杆 费力但省 等臂杠杆既不省力也不费力 既不省距离 也不费距离 又省力又省距离的杠杆是 的 判断所使用的杠杆是省力还是费力 可利用杠杆平衡时 通过比较 F1与 F2的大小来比较 也可以通过比 较动力臂 l1与阻力臂 l2的大小来确定 3 3 杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件 4 4 杠杆平衡条件的探究实验中 应首先调节杠杆在水平位置平衡 如左端下沉 平衡螺母应向 杠杆平衡条件的探究实验中 应首先调节杠杆在水平位置平衡 如左端下沉 平衡螺母应向 端移动 端移动 调节使杠杆在水平位置平衡的原因是调节使杠杆在水平位置平衡的原因是 滑轮滑轮 1 1 定滑轮 定滑轮 1 定滑轮的概念 2 定滑轮的作用 3 3 定滑轮实质的探究 定滑轮实质的探究 l1l2 0 1 定定滑滑轮轮实实际际上上就就是是等等臂臂杠杠杆杆 A 支支点点在在轴轴心心O处处 B 动动力力臂臂l1等等于于阻阻力力臂臂l2 2 拉拉力力大大小小始始终终等等于于重重物物的的重重力力大大小小 3 拉拉力力的的方方向向与与重重物物移移动动的的方方向向相相反反 结结论论 使使用用定定滑滑轮轮不不省省 但但可可以以改改变变施施力力的的 力力 F G F G 方方向向 F F 结论 定滑轮实质是等臂杠杆结论 定滑轮实质是等臂杠杆 2 2 动滑轮 动滑轮 1 1 动滑轮的概念 2 动滑轮的作用 3 3 动滑轮实质的探究动滑轮实质的探究 F G 动动滑滑轮轮的的五五要要素素 l2 l1 A 支支点点在在边边缘缘O处处 B 动动力力臂臂l1为为阻阻力力臂臂l2的的2倍倍 动力F为阻力G的倍 1 2 1 2 F G 1 动动滑滑轮轮实实质质是是动动力力臂臂为为阻阻力力臂臂2倍倍的的杠杠杆杆 2 在上述情况下 动力是阻力的 1 2 1 2 F G即 3 拉拉力力的的方方向向与与重重物物的的移移动动方方向向相相同同 结结论论 使使用用动动滑滑轮轮可可以以 但但不不能能改改变变施施力力的的 省省力力方方向向 O OO L L1 1 L L2 2 L L1 1 2 2L L 2 2 动动滑滑轮轮的的实实质质 F F1 1 F F2 2 总结 动滑轮的实质 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 总结 动滑轮的实质 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 3 3 滑轮组 滑轮组 1 1 滑轮组的组装滑轮组的组装 奇动偶定奇动偶定 2 2 滑轮组的特点 滑轮组的特点 拉力的方向拉力的方向 省力的情况省力的情况 3 3 探究滑轮组的省力情况 探究滑轮组的省力情况 观察吊起动滑轮绳子的观察吊起动滑轮绳子的 n n n n 是和动滑轮接触的绳子的段数是和动滑轮接触的绳子的段数 由由一一个个定定滑滑轮轮和和一一个个动动滑滑轮轮组组成成 F F F G G G 实实验验结结果果 1 2 F G 1 3 F G 1 2 F G 拉拉力力F的的大大小小与与吊吊起起动动滑滑轮轮的的绳绳子子股股数数n有有关关 n 2n 2n 3 4 4 滑轮组公式 滑轮组公式 1 n F G 实实验验表表明明 使使用用滑滑轮轮组组吊吊重重物物时时 若若动动滑滑轮轮重重和和摩摩擦擦不不计计 动动 滑滑轮轮被被几几股股绳绳子子吊吊起起 所所用用力力就就是是物物重重的的几几分分之之一一即即 思思考考题题 在在左左图图所所示示的的滑滑轮轮组组中中 a a 若若动动滑滑轮轮重重G G 不不计计 拉拉力力F F是是多多少少 b 若若动动滑滑轮轮重重G 不不能能忽忽略略 那那么么图图中中的的拉拉力力 F应应等等于于多多少少 G G F 1 5 F G 1 5 F G G 分分析析 图图中中吊吊起起动动滑滑轮轮的的绳绳子子股股数数为为5 若若动动滑滑轮轮重重 和和 摩摩擦擦不不计计 GF n 1 若若摩摩擦擦不不计计F n G G动 1 举举高高问问题题 F 2 滑滑轮轮组组 实实验验表表明明 使使用用滑滑轮轮组组拉拉重重物物时时 若若动动滑滑轮轮重重和和摩摩擦擦不不计计 动动 滑滑轮轮被被几几股股绳绳子子拉拉住住 所所用用的的力力就就是是物物体体与与接接触触面面摩摩擦擦力力的的几几 分分之之一一 即即 1 3 F f f N G T 如如图图所所示示 拉拉力力F的的大大小小等等于于 1 n F f 平平移移问问题题 5 5 公式 公式 s nhs nh 典型例题典型例题 例题例题 1 1 如图有一木条 支点在中间时刚好平衡 现将木块的左端的一半锯下放在剩余部分的上面 则木条将 A 左端下沉 B 右端下沉 C 保持平衡 D 都不对 例题 2 如图所示 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F 将杠杆缓慢地由 A 位置拉到 B 位置 在此过程 中力 F 的大小变化是 A 变大 B 变小 C 不变 D 先变大 后变小 例题 3 在图所示的滑轮组中 已知动滑轮与货物总重 G 500N 今欲 用 110 牛顿的拉力将重物提起 试用笔道线代替绳子将滑轮组连接起来 不计摩擦 分析与解答 根据题目给定的条件 先计算出承担货物与动滑轮总重所需的绳子段数 N 500N 110N 4 55 5 段 如图 6 所示 水平拉物体物体的情况 水平拉物体物体的情况 F 1 nF 1 n f f s nh s nh h h 物体在水平地面上移动的距离物体在水平地面上移动的距离 例题 4 用如图所示的机械拉着重 500N 的物体在水平地面上匀速运动 物体受到的摩擦力为 120N 绳子末端的 水平拉力为 40 N 当绳子自由段移动 6 米则物体移动 2 米 课堂练习课堂练习 1 2008 佛山市 如图所示的简单机械 在使用中属于费力杠杆的是 2 2008 嘉兴 皮划艇是我国的奥运优势项目之一 比赛中 运动员一手支撑住浆柄的末端 视为支 点 另一手用力划桨 此时的船桨是 A 等臂杠杆 B 费力杠杆 C 省力杠杆 D 省功杠杆 3 2008 扬州 如图所示是奥运会皮划艇静水比赛的体育图标 当运动员用船桨划水时 运动员手 中使用的船桨属于 费力 省力 等臂 杠杆 使用它的好处是 船桨向后划水 艇 就向前运动 这一现象中包含的物理知识有 只要写出两点 1 2 4 2008 南京 如图所示为用螺丝刀撬图钉的示意图 在图中画出动力 F1的力臂 L1和阻力 F2的示意 图 5 2008 安徽 如图所示 不计重力的杠杆OB可绕O点转动 重为 6N 的物体P悬挂在杠杆的中点 A处 拉力F1与杠杆成 30 角 杠杆在水平位置保持平衡 请在图中画出拉力F1的力臂 并求出此 状态下拉力F1 N 6 2008 哈尔滨 如图所示 工人用扳手拧螺母时 下列说法正确的是 A 扳手相当于一个费力杠杆 B 使用扳手时 手离螺母越近越省力 C 使用扳手可以省功 D 使用扳手用力拧螺母时 最好戴上手套 避免手受伤 7 2008 镇江 如图所示 杠杆 AOB 的 A 端挂重为 GA的物体 B 端挂重为 GB的物 体 杠杆平衡时 AO 处于水平位置 若 AO BO 杠杆自重不计 则 GA和 GB的大小关系是 A GA GB B GA GB C GA GB D 无法比较 8 2008 梅州 如图所示杠杆处于平衡状态 若使弹簧测力计的示数变为原来的 1 2 要保持杠杠 仍然平衡 可以 A 减少一个钩码 B 减少二个钩码 C 减少三个钩码 D 把钩码向左移一个小格 9 定滑轮和动滑轮在构造上是相同的 只是在使用中 的滑轮叫定滑轮 的滑轮叫动滑轮 定滑轮 的作用是 动滑轮的作用是 10 定滑轮实质是一个 杠杆 使用定滑轮时不能 但能 11 动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂 的杠杆 使用动滑轮时能省 力 但费 12 动滑轮下面挂一个 20 千克的物体 A 如图 11 3 1 挂物体的钩子承 受 牛的力 挂绳子的钩承受 牛的力 动滑轮重不计 13 如图 11 3 2 物体重 10N 且处于静止状态 该滑轮 是 滑轮 手拉弹簧测力计在 1 位置时的示数 为 N 若手拉弹簧测力计在 1 2 3 三个 不同位置时的拉力分别是 F1 F2 F3 则它们的大 小关系是 F1 F2 F3 这证明使用定滑轮 不能改变力的 只能改变力的 14 用如图 11 3 3 所示的滑轮组提升物体 以及已知物体重 200 牛 物体匀速上升 1 米 不计滑轮组重及摩擦 则 A 拉力为 80 牛 B 拉力为 40 牛 C 绳的自由端拉出 4 米 D 绳的自由端拉出 1 米 15 旗杆顶上的滑轮 其作用叙述正确的是 A 省力杠杆 可改变力作用方向 B 费力杠杆 可改变力作用方向 C 等臂杠杆 可改变力作用方向 D 以上说法都正确 图 11 3 3 16 用 一动 一定 组成的滑轮组来匀速提升重物时 所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较 最多 可省 A 1 3 的力 B 1 2 的力 C 2 3 的力 D 3 4 的力 17 如图 11 3 4 所示的滑轮组 不计拉线质量及滑轮转动摩擦 重物 G 100N 每一个滑轮重 20N 当 绳自由端拉力 F 竖直向上大小为 30N 时 重物 G 对地面的压力为 N 拉力 F 为 N 时 恰 能让重物 G 匀速上升 若重物 G 能以 0 1m s 的速度匀速上升 则绳自由端向上运动速度为 m s 18 请分别作出动滑轮和定滑轮的杠杆示意图 图 11 3 2 A F 图 11 3 1 19 如图 11 3 5 所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 用这个滑轮组提升重为 300 牛的重物 忽略滑 轮组和绳子重及摩擦 1 在图甲上画出当动力 F 150 牛时绳子绕法 2 在图乙上画出当动力 F 100