中考物理复习 第一部分 考点研究 第十讲 简单机械 第一节 杠杆 滑轮课件.ppt

第一部分考点研究 第十讲简单机械 第一节杠杆滑轮 考点梳理 杠杆滑轮 杠杆 滑轮 杠杆 杠杆的平衡条件 杠杆分类 如右图所示 一根硬棒 在力的作用下能绕着 转动 这根硬棒就是杠杆 杠杆可以绕其转动的点o 使杠杆转动的力f1 阻碍杠杆转动的力f2 动力臂 从支点o到 的距离l1 阻力臂 从支点o到 的距离l2 固定点o 支点 动力 阻力 动力f1作用线 阻力f2作用线 五要素 杠杆的平衡条件 当杠杆在动力和阻力作用下 或匀速转动时 我们就说杠杆平衡了 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 用f1 f2 l1 l2分别表示动力 阻力 动力臂和阻力臂 杠杆的平衡条件还可以写作 静止 f1l1 f2l2 省力 但费距离 13 费力 但省距离 等臂 力的方向 不省力也不费距离 s h 省力 省力 费距离 21 s 2h 22 省力 23 改变力的方向 24 s nh 重难点突破 一 杠杆力臂作图 重点 力臂作图步骤 例1 2016阜阳市晨梦中学一模 如图所示的杠杆aob 在杠杆a端挂a一重物g 要求在b点施加一个最小力 使杠杆在如图所示的位置平衡 请画出需要施加最小的力的示意图 f 解析 要使杠杆在如图所示位置平衡 且施加在b点的力最小 则该力应该垂直于ob的连线 此时力臂最大 如答图所示 例2如图所示 重力不计的杠杆oab可绕o点在竖直平面内转动 重为100 的物体挂在oa的中点处 已知oa 40cm ab 30cm oa垂直于ab 杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计 要使杠杆平衡 且oa段处于水平位置 请在图中作出作用于b端的最小力f的示意图 该力f n 40 f 解析 根据杠杆的平衡条件可知 在杠杆的阻力 阻力臂一定的情况下 要使动力最小 则应使动力臂最长 已知动力的作用点在b端 则支点o到b端的连线即为最长的动力臂 然后过b点作连线的垂线 再根据杠杆平衡原理 确定动力的方向向上 如答图所示 已知oa 40cm ab 30 根据勾股定理可知 由于重物挂在oa的中心处 故阻力臂 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2可知 动力 1 力臂是支点到力的作用线的距离 力臂的数学模型就是点到直线的距离 其中 点 为杠杆的支点 线 是力的作用线 即通过力的作用点沿力的方向所画的直线 2 千万不能把力臂理解为 支点到力的作用点的长度 二 判断滑轮组绳子段数及受力情况 重点 1 不计摩擦和机械本身的重力时 2 只考虑动滑轮的重力 不计摩擦和绳重时 n为承担物重的绳子段数 其中承担物重的绳子段数可以通过 隔离法 来确定 如下图所示 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线 有几段绳子通过动滑轮 或者有几条绳子与动滑轮相连 就有几段绳子承担物重 3 滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置 即 奇动偶定 n为奇数 绳子的固定端在动滑轮上 n为偶数 绳子的固定端在定滑轮上 实验突破 实验 探究杠杆的平衡条件 2007 20 命题点 1 让支点处于杠杆中央的目的 消除杠杆自身重力对实验造成的影响 2 实验前杠杆平衡螺母的调节 左高向左调 右高向右调 注意 平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母 2007 20 1 3 实验开始前需调节杠杆在水平位置平衡的目的 方便读出杠杆的力臂 2007 20 2 探究杠杆的平衡条件 4 将砝码换成弹簧测力计的好处 能直接测出拉力的大小 方便实验操作 5 弹簧测力计的使用和读数 拉动方向 沿竖直方向 6 测量多组数据的目的 避免偶然性 使得出的结论具有普遍性 7 弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆 测力计示数的变化 拉力力臂变小 示数逐渐增大 8 最小拉力 力臂的作图9 绘制记录实验数据表格10 分析数据总结杠杆平衡条件 f1l1 f2l2 11 根据杠杆平衡条件 f1l1 f2l2 分析计算 在杠杆平衡时 两边增减砝码后杠杆是否平衡的判断以及杠杆再平衡的条件 计算力或力臂 12 实验评估与评价13 生活中杠杆的应用以及杠杆类型的判断 例用如图所示的装置做 探究杠杆的平衡条件 实验 1 实验开始时 杠杆的位置如图甲所示 为使杠杆在水平位置平衡 应将杠杆的平衡螺母向移动 选填 左 或 右 右 2 如图乙所示 在左刻度线 2 处挂2个钩码 在右刻度线 4 处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆 杠杆在水平位置平衡时 弹簧测力计的示数为f1 将弹簧测力计斜向左拉 杠杆在水平位置平衡时 其示数f2f1 选填 或 下同 再将弹簧测力计斜向右拉 杠杆在水平位置平衡时 其示数f3f1 3 得到实验结论后 利用图乙所示的装置 只借助杠杆上的刻度线 右侧只使用弹簧测力计 左侧只悬挂重物 若弹簧测力计的量程是0 2 5n 当杠杆在水平位置平衡时 通过计算可知 悬挂的重物最重可达n 12 5 解析 1 杠杆的平衡调节遵循 左高左调 右高右调 准则 本题中杠杆右边高 所以应该将平衡螺母右调 2 弹簧测力计竖直拉动杠杆并使杠杆平衡后 无论弹簧测力计向哪边偏 因为阻力和阻力臂不变 而动力臂变小 所以动力变大 即f2 f3均大于f1 3 fl1 gl2 即g fl1l2 要想g最大 则要使f以及l1l2最大 f最大为2 5n l1l2最大为5 所以g最大 fl1l2 2 5n 5 12 5n 1 实验时应用弹簧测力计沿方向拉住杠杆 使其在水平位置平衡 以便直接从杠杆上读出力臂 2 小明仅根据图乙中的一组实验数据就得出了杠杆平衡的条件 同组的小王认为需要测量多组实验数据 下列实验中与此实验多次测量目的不同的是 填选项字母 a 测量定值电阻的阻值b 探究重力与质量的关系c 探究电流与电压的关系 竖直 a 3 下表是实验得到的数据 表头栏目所缺数据为动力 根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是 分析实验数据 可以发现这个实验的不妥之处是动力臂始终为阻力臂的二倍 f1 n f1l1 f2l2 4 在图乙杠杆右侧第一格处挂4个钩码 杠杆在水平位置平衡后 将杠杆两侧的钩码各取下一个 杠杆会向 选填 右侧 或 左侧 下降 为了使杠杆重新在水平位置平衡 可采取的措施是 右侧 将钩码右侧钩码 减少一个 或将杠杆左侧钩码向左移动一格 5 将图乙杠杆左侧下方的钩码增加到4个 发现超过了弹簧测力计的量程 在不更换弹簧测力计的条件下 接下来正确的操作是 写出一条即可 将弹簧测力计向右移动 解析 1 沿竖直方向拉弹簧测力计时 拉力的方向与杠杆垂直 此时杠杆支点到测力计间的距离就是拉力的力臂 2 探究杠杆平衡条件 探究重力与质量的关系 探究电流与电压的关系中多次测量的目的是得出普遍结论 测量定值电阻阻值的实验中多次测量的目的是减小实验误差 4 假设每个钩码重力为g 杠杆上每格长为l 则杠杆左侧为2g