浙江省2018中考科学复习第二篇物质科学一第19课时简单机械课件.pptx

1、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

2、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,F1L1F2L2,考点4应用杠杆的平衡条件解决简单的问题c,F1F2,费力,考点5指认人体中的杠杆a 1.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

3、，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(2017绍兴、义乌)如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是 ( ) A面团对杆的作用力方向向下 B面团对杆的作用力大小等于F C面团被压扁说明力能使物体发生形变 DA点向下移动的距离小于B点向下移动的距离,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() AF甲F乙，因为甲方法的动力臂长 BF甲F乙，因为乙方法的阻力臂短 DF甲F乙，因为动

4、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 ，所以前后两次所用的力相同。,3(2017衢州)如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA0.2m，OB0.1m，G12N。杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。,(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为_N。,4,(2)松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB(B点对应B点)，保持G

5、1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G1应该移动至_。 AB点处 B点处 C点处 D点处,C,二、滑轮 考点6辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组a 1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(2016

6、金华)简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关简单机械的问题：,(1)如图甲，物体处于静止状态，物体的重力为_N(不计摩擦及滑轮和绳子的自重)。 (2)如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在_(填字母“A”或“B”)。,4.8,B,5.(2017台州)小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是( ) A两个滑轮均为定滑轮 B人将绳子拉过1米，物体也上升1米 C物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛 D使用该装置不能省力，但能改变力的方向,C,【解析】A.由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；B.使用动滑轮时

7、，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C.不计摩擦和滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；D.使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。故选C。,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(2017济宁)如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改

8、变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是 ( ) Al1 Bl2 Cl3 Dl4,B,【解析】由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上，动力臂为支点到动力作用线的距离，故l2为动力臂。故选B。,1(2016北京)如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OAAB。线段_表示力F的力臂。(填“OA”、“AB”或“OB”),OA,高频点2杠杆平衡条件的应用 例2(2017杭州)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支

9、点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为_牛，肩对木棒的支持力大小为_牛，人对地面的压力大小为_牛(g10牛/千克)。,20,60,540,【解析】(1)由题根据杠杆的平衡条件有：FOBGOA，即：F(0.6m0.2m)40N0.2m，所以：F20N，即手压木棒的压力大小为20N；肩对木棒的支持力大小为FFG20N40N60N；以人为整体，人处于静止状态，受到人、物体的重力和地面对人体的支持力是一对平衡力，大小相等，即F支G人G物mgG物50kg10N/kg40N540N。又因为人对地面的压力大小和地面对人体的支持力

10、是一对相互作用力，大小相等，即F压F支540N。,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.F1F2 B C.F1力臂小于s1 DF2方向沿OO线向下,C,例3(2016遂宁)如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将 ( ) A不变 B变小 C变大 D先变大后变小,C,高频点3杠杆的动态平衡分析,【解析】在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FOAGL，当O

11、A、G不变时，L越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大。故选C。,3(2017金华)在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模型图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于_杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐_。,省力,变小,【解析】(1)据图可知，动力臂OB大于阻力臂OA，所以该杠杆属于省力杠杆；(2)逐渐抬高引擎盖的过程中，重心A向左上方运动，重力的方向不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变小。,高频点4动、定滑轮的特点 例4(2017济宁)小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计

12、绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为_N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为_N。,100,20,【解析】(1)因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力 ； (2)若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时， 根据 。,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

13、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(habbc)，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

14、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WFs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】本题考查了平衡力的辨别和杠杆最小力的问题，要注意根据杠杆的平衡条件F1L1F2L2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线

15、段是最长的。,例6 (2016云南)如图所示，高0.8m、重1100N、均匀的圆柱形木柱M，截面半径为0.3m，将它竖直放在水平地面上时，木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对 力；若要使木柱的a点离开地面，至少需要 N的力。,平衡,330,【解析】(1)竖直放在水平地面上的木柱，处于静止状态，竖直方向所受的重力和地面对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力；(2)木柱a点离开地面，要使施加的力最小，应让所施加力的力臂最大，如下图所示： 此时动力为F，阻力为G1100N，动力臂 阻力臂L2r0.3m，由杠杆的平衡条件可得：FL1GL2，则最小力,例7(2

16、016扬州)从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨(轴)O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角，多次实验得出结论。,(2)当角增大时，L2 (填“变大”、“不变” 或“变小”)，F1 (填“变大”、“不变”或 “变小”)。 (3)如果考虑到人上

17、半身的重力，那么腰背部肌肉的 实际拉力将比丙图中F1要 (填“大”或“小”)。 (4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由 以上分析可得，_(填“甲”或“乙”)图中的姿 势比较正确。,变小,变小,大,乙,(1)在丙图中画出F2力臂L2。,【解析】(1)延长F2作用线，从支点作其作用线的垂线，L2是其力臂，如图所示；(2)由图可知：当角增大时，力臂L2变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12，且OA这段距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小；(3)如果考虑到人上半身的重力，由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动，根据杠杆平衡

18、条件可知：实际拉力将变大；(4)比较甲、乙两种姿势可知：甲的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1要比较长时间的使用较大的力，所以甲姿势不正确，乙姿势比较正确。,(友情提示：本栏目建议午休时间完成) 1(2017丽水)如图所示，使用时属于费力杠杆的是 ( ),A,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.F1F2F3G B.F1F2F3G C.F1F2F3G D.F1F2F3G

19、,C,第2题图,3(2017嘉兴、舟山)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确是 ( ) A刀刃很薄可以增大压力 B铡刀实质上是一种费力杠杆 C甘蔗放在a点比b点更易被切断 D手沿F1方向用力比沿F2方向更省力,C,第3题图,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() A500N B50N C100N D10N,C,第4题图,【解析】读图可知，当sOA1m时，动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆平衡的条件F1L1F2L2可知，此时的动力就是阻力的

20、二分之一。读图乙可知，此时的动力F50N，则杆重G2F250N100N。,5.(2017连云港)如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆 ( ) A右边向下倾斜 B左边向下倾斜 C仍保持水平位置平衡 D无法确定杠杆是否平衡,A,第5题图,6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 () A50N B60N C70N D120N,B,第6题图,【解析】图中绳子股数n2，不计绳重及摩擦，所以 拉力为： 。,7(2016邵阳)如图，在探究

21、杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态。若在杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码，则 ( ) A杠杆不能水平平衡，左端上升 B杠杆不能水平平衡，右端上升 C杠杆仍能处于水平平衡状态 D以上说法都不正确,B,第7题图,8(2017海南)如图所示，图甲不计滑轮重与摩擦，匀速提升重30N的物体，弹簧测力计的示数F_N；图乙杠杆水平平衡，则A、B两物体对杠杆的拉力大小关系是FA_FB。,第8题图,10,2,【解析】(1)由图甲可知，n3，不计滑轮重与摩擦，则拉力的大小： ；(2)图乙杠杆水平 平衡，设杠杆上每个格的长度为L，则A物体对杠杆拉力的力臂LA2L，B物体对杠杆拉力的力臂LB4L，由

22、F1L1F2L2可得，FALAFBLB，则 ，即FA2FB。故答案为：10；2。,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。,第9题图,【答案】(1)F1L150N10cm，F2L230N15cm，F1L1大于F2L2，所以衣架倾倒,(

23、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,10(2016福州)生活中我们经常使用简单机械。 (1)图1是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是_；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F_N。请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法： 。,第10题图,增大提升的物重或减小晾衣架重,B,30,(2)如图2所示，已知撬棒AD1m，CDBC0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_N。,63,第10题图,11. (2015扬州)“低头族”长 时间低头看手机，会引起颈部 肌肉损伤，当头颅为

24、竖直状态 时，颈部肌肉的拉力为零，当 头颅低下时，颈部肌肉会产生 一定的拉力。为了研究颈部肌 肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O移动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅,第11题图,模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度及细线拉力F的数据，如下表： (1)设头颅质量为8kg，当低头角度为60时，颈部肌肉实际承受的拉力是_N。 (2)在图乙中画出细线拉力的示意图。,200,【答案】如图,(3)请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？答：_。 (4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：_ _。,人低头的角度越大，G的力臂越大,尽量减小低头的角度；不要长时间低