精选九年级物理复习自制专题十二简单机械.docx
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精选九年级物理复习自制专题十二简单机械
精选九年级物理复习自制专题十二简单机械
2.能对探究“杠杆平衡条件”实验的过程作出正确说明,以及如何得出正确的结论等。
3.能利用杠杆平衡条件的关系式F1L1=F2L2进行简单的计算。
4.知道使用定滑轮和动滑轮施加力的特点,能根据具体要求组装滑轮组。
第二部分知识回顾
一、杠杆
1.杠杆概念:
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定的点O转动,这根硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素:
⑴支点:
杠杆可以绕着其转动的点,通常用点O表示。
支点可以在杠杆的任意位置,在杠杆转动是,支点是相对固定的。
⑵动力:
使杠杆转动的力,用F1表示。
⑶阻力:
阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
⑷动力臂;从支点O到动力F1作用线的距离,用L1表示。
⑸阻力臂:
从支点O到阻力F2作用线的距离,用L2表示。
3.力臂的画法:
⑴找出支点并用O表示。
提示:
支点一定在杠杆上,可以在杠杆的某的端点,也可以在杠杆中间的某处。
在杠杆转动时这个点是相对固定的。
⑵通过力的作用点画出力的作用线。
⑶从支点O向力的作用线作垂线。
⑷标力臂;用大括号或背向双箭头。
4.杠杆平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式:
F1×L1=F2×L2
5、杠杆的分类及应用
杠杆类型
杠杆特点
杠杆优点
杠杆缺点
应用
省力杠杆
L1>L2F1 (动力<阻力) 省力 费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车 费力杠杆 L1 (动力>阻力) 费力 省距离 起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿 等臂杠杆 L1 (动力>阻力) 既不省力也不费力 天平、定滑轮 二、滑轮 1、滑轮: a、定义: 滑轮是个周边有槽,能绕轴转运的小轮。 b、实质: 滑轮实质上是一种变形的杠杆。 2、定滑轮: a、定义: 轴固定不动的滑轮叫做定滑轮 b、实质: 是一个等臂杠杆 C、特点: 使用定滑轮不省力也不省距离,但可以改变力的方向。 练习: 一杆红旗重10N,绳子重和摩擦不计,问红旗手要用多大的力升旗? 拉力方向和重力方向相同吗? 如果不用定滑轮会怎么样? 点拨: 旗杆顶部是一个定滑轮,旗手向下拉,红旗就向上升,根据: 定滑轮特点: 使用定滑轮不省力也不省距离,但可以改变力的方向。 可得: 红旗手要用10N的拉力升旗。 拉力方向和重力方向相反。 如果不用定滑轮就必须搭一个高台,红旗手扛着红旗爬上去。 可见改变力的方向是一个很大的优点。 3、动滑轮: a、定义: 轴可以随物体一起运动的滑轮叫动滑轮 b、实质: 动力臂为阻力臂两倍的杠杆。 C、特点: 使用动滑轮可以省一半力,但不能改变力的方向,且要花费双倍的距离。 练习: 已知物体G重20N,动滑轮重2N,不计绳重和摩擦,求拉力的大小。 若物体上升了1m,则绳子向上移动了几m? 5、轮轴: 由一个轴和一个大轮组成,能绕共同的轴转动的简章机械,它实质上是一个可以连续转动的杠杆,使用轮轴右以省力。 6、斜面: 是一种费距离但能省力的简单机械(斜面不是杠杆) 公式: FL=Gh 第三部分典型试题 1.(2013,成都)如图甲所示,小明在用杠杆撬一块大石头,他使用的是______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 如图乙所示,使用定滑轮可以____________________(选填“省力”“省距离”或“改变动力方向”)。 2.(2014,漳州)如图所示属于费力杠杆的是() 3.(2013,河南)如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。 她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。 使杆逆时针转动的力是() A.苹果的重力B.桔子的重力 C.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力 4.(2012,烟台)在你学过的简单机械里既可以省力又可以费力的机械是() A.杠杆 B.定滑轮C.动滑轮D.滑轮组 5.(2013,安徽)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。 若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则() A.动力臂增大,动力增大B.动力臂增大,动力减小 C.动力臂减小,动力减小D.动力臂减小,动力增大 6.(2012,桂林)如图所示,用滑轮组提升重物。 请在图中画出最省力的绕线方法。 第四部分: 重点突破 一、杠杆 【例1】(2013,重庆)如图甲所示,请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图。 【变式题1】(2013,德州)如上右图所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。 二、滑轮 【例2】(嘉兴中考)如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是____。 若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的大小关系是____。 例2图变式题2图变式题3图 【变式题2】(2014,桂林)小明利用如上右图所示的简单机械移动物体A时。 当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是() A.F1=F2 【变式题3】(2013,盐城)在物理综合实践活动中,小华设计了如图所示的机械模型。 推动硬棒CD或EF,使它们在水平面内绕轴O转动,即可将绳逐渐绕到轴O上,提升重物G,硬棒CD是______杠杆,滑轮B______(选填“能”或“不能”)改变力的大小。 在重物上升的过程中,轴O上增加的绳长_______重物上升的高度。 三、探究杠杆平衡条件 【例3】(2014,鄂州)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中。 (1)实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡,其目的是____。 (2)杠杆平衡后,小明在如图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上____个钩码,使杠杆在水平位置平衡。 (3)他改用弹簧测力计在如图乙所示C位置斜向下拉,若每个钩码重1N,当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将____(选填“大于”“等于”或“小于”)1N。 第五部分重点小结 一、探究杠杆的平衡条件 1、实验前调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是使杠杆的重心在支点位置,避免杠杆自重对实验的影响; 2、实验时,在杠杆两边挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于直接从杠杆上读出力臂; 3、选取不同数量的钩码挂在杠杆两端,调节钩码的位置使杠杆水平平衡,并且多做几次,这是为了使实验结论具有普遍规律,避免偶然性。 二、方法技巧 1.怎样正确地画出杠杆上各力的力臂: 首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,这是解决杠杆问题的关键。 再按照下述步骤完成即可。 (1)首先在杠杆的示意图上,确定支点O。 (2)画出动力作用线及阻力作用线,必要时要用虚线将力的作用线延长。 (3)再从支点O向力的作用线引垂线,则从支点到垂足的距离就是力臂,力臂用实线或虚线表示并用大括号勾出,在旁边标上字母L1或L2,分别表示动力臂或阻力臂。 2.确定绳子段数n的方法: 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数与动滑轮相接触的绳子段数就是承受重物的绳子段数。 三、常见易错现象 1、认为支点到力的作用点之间的距离是力臂(应该是从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离); 2、不会利用杠杆平衡条件求最小动力(要想所用的动力最小,动力臂就应该最大,即在杠杆上找一点,使这一点到支点的距离最远); 3、判断滑轮组承担绳子的段数易错(只看与动滑轮接触的绳子有几段,就有几段绳子承担重物);4、判断拉力移动的距离s和物体移动距离h的关系易错(确定了绳子的段数n,则s=nh)。 【例4】如下左图所示,在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面,在抬起时桌腿A没有滑动。 请在C点画出这个力的示意图,并标出它的力臂L。 【例5】如上右图所示,用此滑轮组使重力为60N的物体A在水平桌面上匀速向左滑动,若A与桌面间的摩擦力f是15N,则F为____N。 第六部分针对训练 一、选择题: 1、(2014•宜宾)如图所示,以下杠杆中属于费力杠杆的是() A.拦道木升起B.活塞式抽水机抽水C.手推车D.羊角锤拨钉子 2、皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆.下列说法正确的是() A.为省力,可将用力划浆的手靠近支点 B.为省力,可将用力划浆的手远离支点 C.为省距离,可将用力划浆的手远离支点 D.将用力划浆的手靠近支点,既能省力又能省距离 3、(2014•南京)如图所示的器具,属于省力杠杆的是( ) A.起瓶器 B.筷子 C.扫帚 D.镊子 4、(2014•安徽)身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物.已知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示.则() A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400N B.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4: 9 C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9: 5 D.以弟弟的肩B为支点,可计算处哥哥承担的压力为600N 5、【2014年初三年级第二次统一练习】如图所示的用具中,正常使用时,属于费力杠杆的是() A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 6、【2014年中考二模物理试卷】在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥装置就是一个杠杆的例子。 如图所示的工具在使用过程中和吊桥装置属于同类杠杆的是() A. B. C. D. 7、多)【2014年初中学业水平模拟测试 (一)物理试题】如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则以下关于弹簧秤示数的说法中不正确的是( ) A.不断增大B.先增大,后减小 C.不断减小D.先减小,后增大 8、2013—2014年大田中学九年级物理上学期期末试卷】生活中经常用到各式各样的剪刀都是一对杠杆。 在使用剪刀的时候,下图中最能省力的剪刀是() A. B. C. D. 9、【2013-2014学年八年级下学期期末考试】下列说法错误的是()A.使用滑轮组既可以省力也可以省距离B.斜面也是一种可以省力的简单机械 C.使用杠杆时如果省力,则一定费距离D.定滑轮可以看成一个等臂杠杆 10、【2013-2014学年八年级下学期期末考试】如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。 如果两侧各去掉一个钩码,下列说法正确的是( ) A.左端下沉B.右端下沉 C.仍然平衡D.无法判断 11、【初级中学2015届九年级上学期第一次阶段测试】杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具。 小林同学用一杆秤称一实心球的质量,如图所示。 当杆秤在水平位置平衡时,秤砣拉线正好压在4kg的刻度线上。 根据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系,可以估测出秤砣的质量大约是 A.10gB.400gC.1000gD.4000g 12、【2013-2014学年第二学期八年级期末检测】如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是() A. B. C. D. 13、【邗江美琪学校2015届九年级上学期第一次月考】图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。 下列说法正确的是() A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小保持不变 B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小 C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大 D.吊臂是一个省力杠杆 14、邗江美琪学校2015届九年级上学期第一次月考】如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,动滑轮的重力不可忽略。 现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的() A. B. C. D. 15、【前洲中学2015届九年级上学期第一次反馈练习】如图所示,日常生活或生产实践中使用的机械,能抽象为斜面的是() A.汽车方向盘 B.桔槔 C.盘山公路 D. 铁葫芦 16、【前洲中学2015届九年级上学期第一次反馈练习】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 17、【前洲中学2015届九年级上学期第一次反馈练习】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),力F1做的功为W1,力F2做的功为W2。 () A.F1=F2W1>W2B.F1=F2W1<2C.F1>F2W1>W2D.F1=F2W1=W2 18、【2015届九年级上学期第一次月考】园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是为了() A.增大阻力臂,减小动力移动的距离B.减小动力臂,减小动力移动的距离 C.增大动力臂,省力D.减小阻力臂,省力 19、【江都区仙城联合体2015届九年级10月联考】如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。 她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。 使杆逆时针转动的力是 A.苹果的重力B.桔子的重力 C.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力 二、填空题 1、(2014•邵阳)小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜,它们都想多分点.小猴提出分配方案: 将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平,然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图甲所示.小白兔说: “我要长的那一头! ”,小猴却暗自高兴. 请问: (1)从质量角度来看,小猴有没有吃亏? 答: . (2)从图乙可看出,造成上述现象的原因是: A端重力的力臂(选填“大于”或“小于”或“等于”)B端重力的力臂,根据杠杆平衡的条件可得出: A端的质量(选填“大于”或“小于”或“等于”)B端的质量. 2、(2014•株洲)如上右图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景.已知地面对两个手掌的支持力为360N,对两个脚尖的支持力为240N,手掌到脚尖的距离为1.5m,则运动员所受的重力为 N,人体重心到脚尖的水平距离为m. 3、【华兴联谊学校2014年初三二诊物理试题】如图所示,弹簧测力计A、B分别系在两个墙面上,中间滑轮组绳端的拉力为F,则弹簧测力计B的示数是。 4、【澄东片2014届中考二模物理试题】某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小,他测力臂的方法是的(选填“正确”或“错误”)。 如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆(选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右倾斜”)。 5、 (1)以下几种装置中,属于费力杠杆的是;5题图 A.汽车的方向盘;B.手推车;C.自行车脚踏板;D.钓鱼竿 (2)许多居民楼墙外用铁三角架搁放空调主机,如上右图所示,要使铁架较为牢固、安全.应把主机放在A处还是B处,请你在选择的主机上画出它的重力示意图和重力对O点的力臂. 三、实验探究题 1、【实验初级中学2014届九年级6月联考(二模)】小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,装置图如下图所示. (1)在探究定滑轮时,照图乙操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会___________(“变大”、“变小”或“不变”),其理由是______________________________。 (2)在探究动滑轮时,照图丙操作,记录数据如下表,分析数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是__________________________.请给出一条减小此差异的建议________________________________________。 实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 2、【南沈灶镇中学2015届九年级上学期第一次学情检测】如图所示是某校九年级(10)班物理实验小组探究杠杆平衡条件的实验装置。 (1)实验前没有挂钩码时,小明同学发现杠杆右端下倾,则应将左端的平衡螺母向_____调。 (2)小华同学记录了三次实验数据如下表①这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是______,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是______。 ②如图(甲)所示,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂______个钩码,(每个钩码的质量相等)。 ③若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的B点,如图乙所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在B点斜向上拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,则Fa______Fb(大于/小于/等于)。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 2.0 0.04 4.0 0.02 2 1.0 0.02 0.5 0.01 3 2.5 0.03 1.5 0.05 3、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,有甲、乙两位同学作出了如下的猜想: (1)甲同学: (2)乙同学: 动力×动力臂=阻力×阻力臂。 为了验证以上两种猜想是否正确,两位同学采用了如图所示的实验装置来进行实验和收集证据,并设计了如下的实验方案: 实验序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 5.42 2.0 1.36 2 1.0 4.00 3 1.5 2.60 1.0 3.90 A.按如图所示的装置安装实验器材。 B.在没有挂钩码时,将杠杆调节至水平位置平衡。 C.将钩码(每个钩码的质量均为50g)分别挂在杠杆的两边并移动其悬挂的位置,重新将杠杆调节至水平位置平衡。 D.改变悬挂的钩码个数,并移动其悬挂的位置,使杠杆又在水平位置平衡。 并将每次实验测得的数据都记录在下表中,那么: (1)在记录数据的表格中,根据实验装置右边的放大图补充表格中漏掉的两空(g=10N/kg)。 (2)在实验中,当杠杆处于水平位置平衡时,杠杆的重心在图中的_______点。 (3)综上所述,由此可得出的结论是: 。
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