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第七讲 简单机械一、知识点梳理1. _叫杠杆，举例如_，滑轮（选填“是”、“不是”）_杠杆。杠杆的五个组成部分是_。 2. 杠杆的平衡条件是_，公式是_。杠杆分为_等三类。3.滑轮有_、_。其特点分别是_。二、知识与能力测试一：正确画出力臂画力臂时，要先找到杠杆的支点及力所在的那条直线，即力的作用线，再从支点向力的作用线（或反向延长线）作垂线，支点到垂足间的距离就是该力的力臂。【例题1】作出图1的动力臂和阻力臂 变式训练：作出图5-6的动力臂二、杠杆平衡条件的应用利用杠杆的平衡条件解题，首先要分析作用在杠杆上的各个力的大小及方向，确立支点及各力的力臂，明确每个力将使杠杆如何转动，区分动力和阻力，然后应用平衡条件。利用平衡条件解题步骤：（1）确立杠杆支点的位置（2）分析杠杆受到的各个力，排除作用在支点上的力，明确每个力的大小及方向，作出力的示意图。（3）确定各个力的力臂，正确运用几何知识判断力臂的长短。（4）根据力使杠杆的转动将力区分为动力和阻力。（5）应用杠杆的平衡条件，代入相应的力和力臂，解方程，并适当进行讨论。【例题2】某同学从市场买了一条6kg的鱼，他想粗略验证鱼的质量，他手中只有一支量程为20N的弹簧测力计和一根均匀直尺，在保证鱼的完整的情况下，请你设计一种验证方法。图3三、浮力与杠杆平衡条件的综合运用【例题3】将体积相同的铜块和铁块，分别挂在杠杆的两端，如图3所示，调节杠杆使杠杆处于平衡状态，若将两金属块同时浸没在水中时，则杠杆将 A.仍保持平衡 B.失去平衡，A端下降C.失去平衡，B端下降 D.无法判断四、滑轮组省力情况的判断使用滑轮组提重物时，若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物的力就等于总重量的几分之一，因此判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物的总重。用“隔离法”，图4把重物和动滑轮从滑轮组中“隔离”出来，就很容易弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n。【例题4】如图4所示，不计滑轮及绳重，以及滑轮与绳之间的摩擦，水平拉力为F，物体的重力为G，且在水平面上匀速向右滑动，物体所受的摩擦力的大小等于 A.F B.G C.G/2 D.F/2五、组装和设计滑轮组（1）利用FG总/n。求出承担总重的绳子段数n，若n不是整数，则小数点后“只入不舍”使它取为整数。（2）判定绳子固定端位置：n为偶数，采用“上结法”，即绳子固定在定滑轮上；n为奇数，采用“下结法”，即绳子固定在动滑轮上，又称“奇动偶定”。（3）若使用的动滑轮个数为N，且使用时动力最小，即最省力，则绳子应结在动滑轮上，此时承担物重的绳子段数n2N1【例题5】要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图5中画出最省力的绕绳方法。变式训练：根据图7所示的要求，画出滑轮组的绕法 F=1/5G F=1/2G（一）选择题1.如图1所示，扳手在启瓶盖时的受力示意图为图2中的（ ） 图2 A. B. C. D.2图3中AOB为杠杆，O为支点，力F1和F2的力臂分别是（ ）AOA、OBBOF1、OF2 COA、OD DOA、OF2图3 图4 图53.如图4所示，用力F将滑轮匀速上提，若物重G=20N，并匀速跟随滑轮上升1m，则关于F的大小及滑轮上升的高度h的说法中正确的是（滑轮重及摩擦均不计）（ ）A.F=20N，h=1m B.F=40N，h=2m C.F=40N，h=0.5m D.F=10N，h=2m4.如图5所示，用定滑轮提升重物，当分别沿A方向、B方向和C方向匀速拉重物时（ ）A.拉力FA最大 B.拉力FB最大 C.拉力FC最大 D.拉力FA、FB、FC一样大5如图6所示，杠杆挂上砝码恰好平衡，每个砝码质量相同。在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是（ ） 图6A左右砝码各向支点移一格 B左右砝码各减少一个C左右砝码各减少一半 D左右砝码各增加二 6如图7所示的杠杆，在B点受到300N，方向竖直向下的力，要使杠杆在水平位置平衡，需在A点加（ ）图7A100N、方向竖直向上的力 B100N、方向竖直向下的力C75N、方向竖直向上的力 D75N、方向竖直向下的力7将重为5N和15N的甲、乙两物体分别挂在杠杆的左、右两端，若杠杆的重力忽略不计，当杠杆平衡时，左、右两力臂长之比为（ ）A31 B21 C13 D418一杆刻度准确的杆秤，若其秤砣上粘上一块重物，那么用它称东西时，其读数 （ ）A将比实际质量大 B与实际质量相同 C将比实际质量小 D大小难以确定9下面的实例中，相当于费力、省距离的杠杆是（ ）A独轮推车 B动滑轮 C人的前臂 D老虎钳 10.（多选题）将一动滑轮改为定滑轮使用，这样一定是 （ ）A提高了机械效率B提高了功率 C改变了力的方向 D节省了力11如图8所示，在动滑轮的挂钩上施加一个竖直向下的拉力F，使物体G匀速上升，下列结论中正确的是（ ） A拉力F大小只是G的一半 B拉力F的大小等于G 甲 乙 图8 图9 图1012图9是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方法，你看哪种方法更省力？（ ）A甲图的方法 B乙图的方法 C两图的方法一样 D无法比较13使用如图10所示的装置来提升重物时，既能省力又能改变力的方向的装置是（ ）A图甲所示的 B图乙所示的 C图丙所示的 D图丁所示的 14如图11所示。O为杠杆的支点，为了提高重物P，用一个跟杠杆保持垂直的力使杠杆由竖直位置转动到水平位置，在这个过程中（ ）图11A杠杆始终是省力的 B杠杆始终是费力的C先是省力的，后是费力的 D先是费力的，后是省力的 （二）填空题1一个带有刻度的均匀杠杆，在中点支起，如图12所示。当在B处挂300N的钩码时，在A处应挂_N的钩码，杠杆才能平衡，杠杆平衡后，如果再在杠杆两侧钩码的下面同时挂100N的钩码，则A端将向_移动。 图12 图13 图142如图13所示的两个滑轮组，分别匀速提起同样重的物体。如果不计摩擦和滑轮重量，则所用的拉力F_F2（选填大于、等于或小于）。3如图14所示，假设滑轮组的重及摩擦力忽略不计，若用它提起150N的重物，所需的最小拉力F是_N。图15 图16 图17 图184.如图15所示是锅炉的保险阀门。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会自动打开。如果OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=1cm2，锅炉内气体的安全压强值P=6105pa，则B处所挂的G重为_N。 5.如图16所示，使用滑轮组匀速使重物升高，物体的重为1000 N，人体的重为600 N，人对地板的压力是_ N。6.如图17所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺的1/3。当在B端挂一5N的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，则此木尺的重是_N。 7.如图18所示，G1=200牛，台秤的示数为80牛，不计滑轮的重，物体G2重_N。（三）图示与探究题1图19为一杠杆，转动点在O点，试画出F1和F2的力臂。 图19 图20 图21 图222在图20中画出动滑轮的杠杆示意图，并标出支点（O）、动力（F1）、阻力（F2）、动力臂（L1）、阻力臂（L2）。3用道钉撬来撬铁路上的道钉，如图21所示，加在道钉撬上的动力为F1，阻力为F2，画出它的动力臂L1和阻力臂L2。4使用如图22所示的滑轮组提起重物G，在图中画出最省力的绕线方法。5某同学做“研究杠杆条件实验是，把杠杆挂在支架上，杆左端向下倾斜。