《中考物理总复习》第16课时 简单机械

1、第 16 课时简单机械第八单元 功和能 简单机械思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础简图定义在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点一杠杆1.杠杆基本知识五要素支点杠杆绕着转动的点(o)动力使杠杆转动的力(f1)阻力阻碍杠杆转动的力(f2)动力臂从支点到动力作用线的(l1) 阻力臂从支点到阻力作用线的(l2) 说明动力、阻力都是杠杆受到的力,作用点在杠杆上,不是杠杆施加给物体的力;动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础距离距离续表名称力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆l1l2 f1f2 省力、 撬棒、铡

2、刀、羊角锤、起子、独轮车费力杠杆l1l2 f1f2 、 省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子、筷子、船桨等臂杠杆l1l2 f1f2 不省力、不费力天平、定滑轮思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础费距离2.杠杆的分类费力=理解杠杆平衡是指杠杆或匀速转动(不一定在水平位置平衡) 探究过程调节杠杆两端的 ,使杠杆在 平衡,目的:排除杠杆自重对实验的影响; 实验过程中移动钩码位置使杠杆再次水平平衡,目的是便于从杠杆上直接读出; 改变钩码数量和位置,再多测几组数据,是为了分析杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点二探究:杠杆的平衡条件(见实验突破)静止平衡螺母水平位置力臂得出结论

3、杠杆的平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂;公式: 评估交流实验中只测一组数据,具有偶然性,不能得出普遍结论;若用弹簧测力计代替钩码,好处是可以改变用力的方向,使结论具有普遍性思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础f1l1=f2l2续表项目定滑轮动滑轮滑轮组示意图实质杠杆 动力臂是阻力臂倍的杠杆 思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点三滑轮等臂二项目定滑轮动滑轮滑轮组力的关系(不计滑轮重和摩擦) f1= f2 距离的关系s=h 作用改变 既可 , 也可以改变 思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础f1=f2s=2hs=nh力的方向省力省力力的方向续表名称斜面轮轴示意图定义斜面是一种可以的简单机械,

4、但必须多移动 由轮和轴组成,能绕固定轴转动的简单机械原理(不计摩擦)fl=gh,由公式可知,斜面越长越 =,轮轴是可以连续转动的杠杆,动力f1作用在轮上可省力,若作用在轴上则费力应用螺旋楼梯、盘山公路方向盘、水龙头、扳手思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础考点四其他简单机械省力距离省力思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础教材图解1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(1)他使用的钳子是杠杆,剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若铁丝被剪断需要1000 n的力,小明至少用n的力才能将铁丝剪断。 图16-1省力200思维导图 构建体系教材梳理

5、夯实基础1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(2)钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪铁丝时,将铁丝放在a处还是b处更省力呢?请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力f2的示意图和动力f1的力臂。图16-1如图所示2.如图16-2所示是某工人用滑轮组提升重物,工人用360 n拉力将重为600 n的重物匀速提升10 m,若不计绳重和轮与轴的摩擦,则动滑轮的重力为n,工人对绳端的拉力做的功为j。若将重为880 n的重物匀速提升10 m,则工人做的功为j。 思维导图 构建体系教材梳理 夯实基础图16-21207200104重难探究

6、逐个击破实验突破 素养提升1.图16-3是过去农村用的舂米工具的结构示意图,请在图中画出作用在脚踏板上的动力f的力臂l。探究一杠杆五要素及杠杆的识别图16-3如图所示2.如图16-4所示,工人用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端a点是动力作用点。(1)当杠杆的支点在a点时,动力的方向应向(选填“上”或“下”)。 (2)当杠杆的支点在b点时,动力的方向应向(选填“上”或“下”)。 (3)请画出作用于杠杆a端的最小动力f,此时杠杆的支点为。 重难探究 逐个击破实验突破 素养提升上图16-4下如图所示a3.如图16-5所示的杠杆oabc可绕墙壁上支点o转动,在oa段中点处悬挂一重物,请画出重物重力g的示

7、意图和使杠杆在图示位置保持平衡时最小力f的示意图及其力臂l。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-5如图所示4.如图16-6所示,ao=bc,o为支点,请画出重物g的阻力臂,并画出作用在c点且能使杠杆保持平衡的最小力。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-6如图所示5.如图16-7所示是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是 ()a.abc是一个省力杠杆b.d处刀刃较薄,可以增大压力c.杠杆abc上有粗糙的花纹,可以减小摩擦d.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆重难探究 逐个击破实验突破 素养提升a图16-76.如图16-8所示为脚踩式垃圾桶的示意图,在开盖子的过程中

8、,是杠杆abc和杠杆abc在起作用,下列对两个杠杆的认识正确的是()a.abc和abc都是省力杠杆b.abc和abc都是费力杠杆c.abc是省力杠杆,abc是费力杠杆d.abc是费力杠杆,abc是省力杠杆重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-6重难探究 逐个击破实验突破 素养提升答案c解析对于杠杆abc,b点是支点,动力作用在a点,阻力作用在c点,脚踩下踏板时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;对于杠杆abc,支点是a,动力作用在b点,阻力作用在c点,在打开盖子的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。故选c。7.图16-9是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状

9、态,若在c处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从,则拉力的变化情况是()a.先变小后变大b.先变大后变小c.逐渐变大d.逐渐变小重难探究 逐个击破实验突破 素养提升探究二利用杠杆的平衡条件解决有关问题(动态变化问题+计算)图16-9重难探究 逐个击破实验突破 素养提升答案a解析由题图可知,弹簧测力计在位置时,其动力臂等于oc,此时动力臂最长;弹簧测力计由的过程中动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数先变小后变大。故选a。8.作用在杠杆右端的力f将杠杆缓慢地由位置a拉至位置b。(1)如图16-10甲所示,若力f始终与杠杆垂直,在这个过程中,力的大小将;杠杆处于位置时,力f最大

10、。 (2)如图乙所示,若力f的方向始终竖直向上,在这个过程中,力f的大小将。 重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-10先变大后变小水平不变9.小明买来一个西瓜后,用他家的弹簧测力计进行称量,发现西瓜重超过了量程,因此小明采用了如图16-11所示的方式来称量西瓜的质量,若弹簧测力计的示数为10 n,则西瓜的质量为kg。(忽略直尺的质量,g取10 n/kg) 重难探究 逐个击破实验突破 素养提升5图16-1110.如图16-12所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是 () 重难探究 逐个击破实验突破 素养提升探究三定滑轮、动滑轮、滑轮组的作

11、用d图16-1211.如图16-13所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是f甲和f乙,拉力做功的功率分别是p甲和p乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则f甲与f乙、p甲和p乙之间的大小关系是 () a.f甲f乙p甲p乙c.f甲f乙p甲=p乙d.f甲f乙p甲p乙重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-13重难探究 逐个击破实验突破 素养提升答案c12. 2018荆州 如图16-14所示,竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为50 n,滑轮组下端挂有物体b,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体a相连,物体a在绳的水平拉力作用

12、下向右做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为550 n;在物体b下加挂重为90 n的物体c后,用水平向左的力f拉动物体a可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体b上升的速度大小为5 cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10 n/kg,则下列说法中正确的是()a.物体a所受滑动摩擦力大小为275 nb.f的大小为530 nc.f做功的功率为42 wd.b的重力为500 n重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-14重难探究 逐个击破实验突破 素养提升答案b解析设物体a所受摩擦力大小为f,因为物体a做匀速直线运动,所以绳对a的拉力f=f,则有2f+50 n=550 n,解得f=250 n

13、,a错误。对于物体b,则有3f=gb+g滑,即250 n3=gb+50 n,解得gb=700 n,d错误。加挂物体c后,则有3(ff)=gb+gc+g滑,即3(f-250 n)=700 n+90 n+50 n,解得f=530 n,b正确。物体b上升的速度为5 cm/s,则拉力f端移动的速度v=3vb=35 cm/s=15 cm/s=0.15 m/s,则f做功的功率p=fv=530 n0.15 m/s=79.5 w,c错误。13.如图16-15所示,在水平拉力f的作用下,使重300 n的物体在水平桌面上以0.1 m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60 n(不计绳重、动滑轮重和绳与滑轮间

14、的摩擦),f及其功率的大小分别为()图16-15a.20 n2 wb.20 n6 wc.60 n2 wd.30 n6 w重难探究 逐个击破实验突破 素养提升重难探究 逐个击破实验突破 素养提升答案b【设计和进行实验】1.让支点处于杠杆的中心:消除杠杆自重对实验结论的影响。2.让杠杆在水平位置平衡:便于从杠杆上直接读出力臂。3.平衡螺母的调节:左高左调,右高右调,实验开始后,不能再调节平衡螺母。4.钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向。5.弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会变大,因为拉力力臂变小。6.多次实验的目的:消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。重难

15、探究 逐个击破实验突破 素养提升突破探究杠杆的平衡条件【数据处理和分析】7.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:杠杆的平衡条件为动力动力臂=阻力阻力臂,表达式为f1l1=f2l2。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升次数动力f1/n动力臂l1/cm阻力f2/n阻力臂l2/cm123【交流、反思与评估】8.实验时注意不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向

16、(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆保持水平并静止。 达到左例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(2)如图乙所示,杠杆调节水平平衡后,小红在杠杆的a处挂4个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在b处挂个钩码。当杠杆平衡后,将a处和b处下方所挂的钩码同时向支点o靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。 6左侧下降例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(3)如图乙所示,保持杠杆水平位置平衡,弹簧测力计从a位置转到b

17、位置,其示数将(选填“变大”“变小”或“不变”)。若b位置与水平方向夹角为30,一个钩码的重量是0.5 n,则弹簧测力计的示数应是n。 变大6例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(4)下表是小红实验得到的数据,分析后她得出“动力动力臂=阻力阻力臂”的结论,但分析表格数据后可以发现这次实验的不妥之处: 。 次数动力f1/n动力臂l1/cm阻力f2/n阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015动力臂都是阻力臂的两倍,实验数据不具有普遍性例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”

18、实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(5)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02.5 n,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。操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程时仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 。_(写出一条即可) 15较大的弹簧测力计,或减少左侧钩码的数量,或左侧钩码的位置向右移)弹簧测力计拉力的位置向右移(或换用量程例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。重难探究 逐个击破实验突破 素养提升图16-16(6)实验中小红发现:如果在杠杆的o点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由: ，_这个作用在杠杆o点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡不影响(7)杠