浙江省中考科学第一轮总复习 第二篇 物质科学（一）第19课时 简单机械课件.pptVIP

第二篇物质科学 一 第19课时简单机械 一 杠杆考点1指认杠杆的支点 动力 阻力 动力臂和阻力臂a 1 杠杆的定义 在力的作用下 能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆 杠杆可以是直的 也可以是弯的 2 杠杆的五要素 动力 阻力 动力臂 阻力臂 3 动力和阻力的方向不一定相反 但作用效果一定相反 考点2绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示b 1 力臂是 的距离 而不是支点到力的作用点的距离 支点 支点到力的作用线 2 作力臂的步骤a 找出支点o的位置 b 画出动力作用线和阻力作用线 c 从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为 和 考点3概述杠杆的平衡条件b 1 杠杆保持 或 状态 称为杠杆平衡 2 杠杆平衡的条件动力 动力臂 阻力 阻力臂 即 动力臂 阻力臂 静止 匀速转动 f1l1 f2l2 考点4应用杠杆的平衡条件解决简单的问题c f1 f2 费力 考点5指认人体中的杠杆a1 人的头颅 等臂杠杆抬头时 可以在颈部找到杠杆 杠杆的支点在脊柱之顶 支点后的肌肉收缩提供动力 头颅的重量是阻力 这个杠杆几乎是个 杠杆 等臂 2 人的手臂 费力杠杆肘关节是支点 肱二头肌肉所用的力是 力 手拿的重物的重力是 力 显然我们的前臂是一种 力杠杆 虽然费力 但是可以省距离 少移动距离 提高工作效率 动 阻 费 3 走路时的脚 省力杠杆脚掌根是支点 人体的重力就是 力 腿肚肌肉产生的拉力就是 力 这种杠杆可以克服较大的体重 阻 动 1 2015 厦门 用细绳系住厚度不均匀的木板的o处 木板恰好处于静止状态 且上表面保持水平 如图所示 两玩具车同时从o点附近分别向木板的两端匀速运动 要使木板在此过程始终保持平衡 必须满足的条件是 a 两车的质量相等b 两车的速度大小相等c 质量较小的车速度较大d 两车同时到达木板两端 c 2 如图 一块厚度 密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上 用一竖直向上的力 欲使其一端抬离地面 则 a f甲 f乙 因为甲方法的动力臂长b f甲f乙 因为乙方法的阻力臂短d f甲 f乙 因为动力臂都是阻力臂的2倍 d 解析 两次抬起水泥板时的情况如图所示 在上述两种情况下 动力克服的都是水泥板的重力 对于形状规则质地均匀的物体 其重心都在其几何中心上 所以阻力臂都等于动力臂的二分之一 根据杠杆的平衡条件f gl阻 l动 g 所以前后两次所用的力相同 3 2015 衢州 如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘 转盘半径为50cm 在水平力作用下能绕转盘中心o点自由转动 转动时可视为杠杆 甲在a点施加一个大小为20n的水平力fa 让转盘转动 对面的乙在距o点40cm处的b点同时施加一个水平力 想让转盘反方向转动 乙应沿图中 填 f1 f2 f3 或 f4 方向施加一个至少为 n的力 才可能达到目的 假设只有甲 乙两人对转盘施力 忽略其他力对转动的影响 f2 25 二 滑轮考点6辨认定滑轮 动滑轮和滑轮组a1 定滑轮 工作时轴固定不动的滑轮 2 动滑轮 工作时轴发生移动的滑轮 考点7知道定滑轮和动滑轮的特点a 2h 考点8知道滑轮组的特点 限于两个滑轮的滑轮组 a 1 滑轮组 由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组 2 特点 既能改变用力的 也能 考点9使用滑轮组 限于两个滑轮的滑轮组 解决简单的问题b使用滑轮组时 滑轮组用n段绳子拉物体 拉物体所用的力f就是物重的n分之一 即f n表示拉物体绳子数 方向 省力 g n 4 2014 金华 义乌 如图 用同一滑轮匀速提升同一重物 不计摩擦 图中f1 f2 f3 f4之间的关系正确的是 a f1 f2b f3 f4c f1 f3d f2 f4 b 5 2015 台州 使用简单机械可以给人们的生活带来便利 1 如图甲 旗杆的顶端安装着一个 滑轮 用来改变拉力的方向 2 如图乙 把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴 可减小 臂 剪断物体更省力 定 阻力 6 滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械 甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验 1 甲同学研究的问题是 2 研究该问题时 弹簧测力计的操作方法可以是 填序号 拉着重物保持静止 匀速向下拉动重物 随意拉动重物 使用定滑轮提升同一重物时 拉力的大小与拉力的方向是否有关 高频点1认识杠杆 例1 2015 潍坊 下列图示的工具中 属于等臂杠杆的是 解析 杠杆由动力臂和阻力臂的大小关系可以分为省力杠杆 费力杠杆和等臂杠杆 a b c三个工具的动力臂都比阻力臂长 都是省力杠杆 天平的动力臂和阻力臂相等 属于等臂杠杆 故应选d d 1 2015 滨州 根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能 要剪断铁丝等较硬的物体 下图中的4种剪刀应选择 d 高频点2杠杆平衡条件的应用 例2 2014 安顺 如图甲所示 长1 6m 粗细均匀的金属杆可以绕o点在竖直平面内自由转动 一拉力 位移传感器竖直作用在杆上 并能使杆始终保持水平平衡 该传感器显示其拉力f与作用点到o点距离x的变化关系如图乙所示 据图可知金属杆重 a 5nb 10nc 20nd 40n b 解析 金属杆重心在中心上 阻力臂为l1 0 8m 取图像上的一点f 20n l2 0 4m 根据杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 gl1 fl2 g 0 8m 20n 0 4m 解得 g 10n 2 2015 广州 ac硬棒质量忽略不计 在棒的b c两点施加力f1 f2 f2的方向沿oo 线 棒在如图所示位置处于平衡状态 则 a f1 f2b c f1力臂小于s1d f2方向沿oo 线向下 c 高频点3杠杆的动态平衡分析 例3 2013 自贡 如图所示 一根粗细均匀的铁棒ab静止在水平地面上 现用力f将铁棒从水平地面拉至竖直立起 在这个过程中 力f作用在b端且始终与铁棒垂直 则用力f将 a 逐渐变大b 逐渐变小c 保持不变d 先变小后变大 b 解析 在抬起的过程中 阻力f2不变 f与铁棒始终垂直 所以动力臂l1不变 由于铁棒的位置的变化 导致了阻力f2的阻力臂l2在变小 根据杠杆的平衡条件fl1 f2l2可知 l1 f2都不变 l2变小 所以f也在变小 3 2015 玉林 如图所示 重力为g的均匀木棒竖直悬于o点 在其下端施一始终垂直于棒的拉力f 让棒缓慢转到图中虚线所示位置 在转动的过程中 a 动力臂逐渐变大b 阻力臂逐渐变大c 动力f保持不变d 动力f逐渐减小 b 高频点4动 定滑轮的特点 例4 2014 河南 把质量相等的a b两物体挂在如图滑轮组下面 不计绳子 滑轮的重力和摩擦 放手后 a a上升b a下降c a b均静止d 无法判断 b 解析 b所在的滑轮为动滑轮 动滑轮省一半的力 a所在的滑轮为定滑轮 定滑轮不省力 a与b质量相等 重力相等 将b拉起只需a重力的一半即可 所以a下降 b上升 4 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图 它由4个定滑轮和两个动滑轮组成 绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上 旋转摇柄可以使晾衣架升降 假设在升降过程中衣架横梁保持水平 请回答下列问题 1 假设衣服和晾衣架 含动滑轮 等的总重是50n 则静止时绳子拉力是 n 各种摩擦力忽略不计 2 要使衣架横梁上升1m 则绕进旋轮上的绳子长度是 m 3 通过增加滑轮 可以使此装置更省力 请你提出正确的绕线方法 12 5 4 增加动滑轮的个数 提醒 此题为杠杆动态变化和做功的综合题 考查了学生对杠杆动态变化过程中的力臂与力大小的理解 及在不同情况下做功大小的比较 例5如图所示 质量分布均匀的长方体砖 平放在水平地面上 第一次用竖直向上的力f1只作用于ab的中点 第二次用竖直向上的力f2作用于bc的中点 都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h h ab bc 则在上述过程中f1 f2 填 大于 小于 或 等于 f1所做的功 f2所做的功 填 大于 小于 或 等于 第一次克服重力所做的功 第二次克服重力所做的功 填 大于 小于 或 等于 等于 等于 等于 解析 f1和f2向上拉物体时 动力臂的长度均为阻力臂长度的2倍 则动力的大小也均为阻力大小的一半 即长方体砖重力大小的一半 f1和f2在竖直方向上均移动h 由w fs得 f1和f2所做的功大小相等 在两次移动过程中 重心移动的高度也相等 重力大小不变 则两次克服重力所做的功也相等 提醒 考查对杠杆平衡条件的掌握和运用 根据题意知道阻力和动力臂不变是本题的关键 例6 2014 南宁 如图所示 有一质量不计的长木板 左端可绕o点转动 在它的右端放一重为g的物块 并用一竖直向上的力f拉着 当物块向左匀速滑动时 木板始终在水平位置保持静止 在此过程中 拉力f a 变小b 变大c 不变d 先变大后变小 a 解析 如图 长木板长为l 则动力臂为l 杠杆受到物体的压力 阻力 f g 阻力臂为l2 杠杆平衡 f l f l2 g l2 f gl2 l 由此可知 当物块向左匀速滑动时 l2变小 f变小 例7 2015 金华 小柯在测量某铁块的重力时 发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程 一时又找不到其他测量工具 为了测出该铁块的重力 他找来木棒 细铁丝等物品进行如下改进 步骤一 将细线系在木棒的a位置 在木棒左端绕上适量的细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 如图甲 步骤二 用手指勾住弹簧测力计的b处 对弹簧测力计进行调零 如图乙 步骤三 在木棒左端挂上铁块 右端用弹簧测力计竖直向下拉 如图丙 1 步骤一中 在木棒的左端绕上适量的细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 是为了防止 对测量结果的影响 2 步骤三中 当木棒处于水平位置平衡时 弹簧测力计的示数如图丁所示 则该铁块的重力是 牛 木棒自身重力 6 6 解析 1 在木棒左端绕上适量的细铁丝 使木棒处于水平位置平衡 是为了防止木棒自身重力对测量结果的影响 2 由图丁知 测力计的分度值为0 2n 示数为2 2n 根据杠杆的平衡条件 解得g 3f 3 2 2n 6 6n 友情提示 本栏目建议午休时间完成 1 2015 常德 下图所示的工具中 属于费力杠杆的是 d 2 2015 漳州 如图所示 可绕o点转动的轻质杠杆 在d点挂一个重为g的物体m 用一把弹簧测力计依次在a b c三点沿圆o相切的方向用力拉 都使杠杆在水平位置平衡 读出三次的示数分别为f1 f2 f3 它们的大小关系是 a f1 f2 f3 gb f1 f2 f3 gc f1 f2 f3 gd f1 f2 f3 g c 第2题图 3 如图所示 杠杆aob用细线悬挂起来 当a端挂重物g1 b端挂重物g2时 杠杆平衡 此时oa恰好处于水平位置 ao bo 杠杆重力不计 则 a g1g2c g1 g2d 都有可能 a 第3题图 解析 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2可知 力与相应的力臂成反比关系 本题中杠杆示意图如图 ao bo loa l ob 所以物体的重力g1 g2 4 如图甲所示 长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕o点转动 杆上有一光滑滑环 用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动 使杆保持水平状态 测力计示数f与滑环离开o点的距离s的关系如图所示 则杆重 a 500nb 50nc 100nd 10n c 第4题图 解析 读图可知 当s oa 1m时 动力臂是阻力臂的二倍 根据杠杆平衡的条件f1l1 f2l2可知 此时的动力就是阻力的二分之一 读图乙可知 此时的动力f 50n 则杆重g 2f 2 50n 100n 5 2015 威海 如图是吊车起吊货物的结构示意图 伸缩撑杆为圆弧状 工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直 使吊臂绕o点缓慢转动 从而将货物提起 下列说法正确的是 a 吊臂是一省力杠杆 但要费距离b 吊臂是一个费力杠杆 但可以省功c 匀速顶起吊臂的过程中 伸缩撑杆支持力的力臂变小d 匀速顶起吊臂的过程中 伸缩撑杆支持力渐渐变小 d 第5题图 解析 吊臂的动力臂小于阻力臂 所以吊臂是一个费力杠杆 所以a错 费力杠杆 可以省距离 但不能省功 所以b错 由于在起吊的过程中动力臂不变 而阻力的力臂越来越小 所以根据杠杆的平衡条件可知 阻力乘以阻力臂的积变小 动力臂不变 所以动力要变小 所以c错误 d正确 应选d 6 2014 泰州 如图所示的滑轮组 每个滑轮重为20n 绳重及摩擦不计 用它匀速提升重为100n的物体 所用的拉力f是 a 50nb 60nc 70nd 120n b 第6题图 解析 图中绳子股数n 2 不计绳重及摩擦 所以拉力为 f g g动 100n 20n 60n 7 2014 烟台 如图所示 一根质地均匀的木杆可绕o点自由转动 在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力f 使杆从oa位置匀速转到ob位置的过程中 力f的大小将 a 一直是变大的b 一直是变小的c 先变大 后变小d 先变小 后变大 c 第7题图 8 2015 株洲 如图是用高枝剪修剪树枝的情景 仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况 发现高枝剪头部有 和滑轮组两类简单机械 当园林工用30n的力向下拉绳时 因拉绳而使图中a处受到的作用力大约增加 n 第8题图 杠杆 90 9 2015 湖州 小明家有个木衣架 有一次放学回家他把书包挂在衣架a处 衣架倒了下来 小明是个聪明的孩子 他分析了衣架倒下来的原因后 测量了如下的数据 书包质量5千克 木衣架质量3千克 圆底盘直径30厘米 其他数据如图 衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心 1 请你通过计算 解释衣架倒下来的原因 2 为了防止衣架倒下来 小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径 请你再说出一种其他方法 答案 1 f1l1 50n 10cm f2l2 30n 15cm f1l1大于f2l2 所以衣架易倾倒 2 减小挂衣钩的长度或在对侧挂衣钩挂物件或圆盘底座用更重的材质 第9题图 10 2015 丽水 随着智能手机的普及 低头看手机的 低头族 越来越多 那么 颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系 科研人员进行了研究 制作头部模型 如图甲 头部可绕支点o 颈椎 转动 转动角度通过固定在上面的量角器测量 将一个小球挂入模型内 其重为5牛模拟头部重力 头部后面绑一根绳子模拟肌肉 绳子上系一测力计 支点 颈椎 承受的压力约为头部重力和绳子拉力之和 实验数据如下表 第10题图 1 分析表中数据 可得出的结论是 颈椎承受的压力随着低头角度的增大而增大 2 该头部模型相当于绕o点转动的杠杆 如图乙 当低头角度增大时 头部重心向左移动 拉力f的力臂变小 请分析拉力f变大的原因 3 下列措施中 有利于保护颈椎的是 a 不要长时间低头看手机b 适当抬高手机屏幕 减小低头角度c 低头看书久了应适当抬头 以缓解颈椎承受的压力 根据杠杆平衡条件可知 gl1 fl2 当低头角度增大时 l1增大 g不变 l2减小 故f增大 abc 11 2015 扬州 低头族 长时间