初中物理第10讲 简单机械知识点+例题+基础训练+能力提升.docx
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初中物理第10讲简单机械知识点+例题+基础训练+能力提升
中考总复习专题十简单机械
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、杠杆
1、杠杆的概念:
一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
杠杆的五要素是:
支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2、杠杆的力臂
力臂的画法:
(1)明确支点,用O表示;
(2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线;
(3)过支点O作该力的作用线的垂线;
(4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母L1(或L2)。
3、杠杆的平衡条件:
杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
要点诠释:
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1=F2L2
注意:
杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
杠杆分类:
(1)省力杠杆:
L1>L2,F1<F2
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
(2)费力杠杆:
L1<L2,F1>F2
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便,也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。
(3)等臂杠杆:
L1=L2,F1=F2
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
考点二、滑轮
1、定滑轮:
如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。
定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2、动滑轮:
如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
3、定滑轮和动滑轮的作用
使用定滑轮虽然不能省力,但可以改变用力方向,给工作带来方便。
使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。
4、滑轮组:
由定滑轮和动滑轮组装起来的,既可省力又可以改变用力方向,但费距离。
在使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是总重的几分之一。
我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组,可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上,再由里向外顺次绕线。
【典型例题】
类型一、杠杆
例1、如图所示,做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。
举一反三:
【变式】如图所示,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会( )
A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断
类型二、滑轮
例3、如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )
举一反三:
【变式】如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时( )
A.m1=m2B.m1=2m2C.m2=2m1D.m1=4m2
例4、如图所示的装置中,不计滑轮摩擦,当水平向右的拉力F=5N时,物体恰能匀速的向右运动,求物体所受地面摩擦力的大小。
类型三、知识运用
例5、如图所示,用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸杆,使其静止在水平方向上,O为麦秸杆的中点,这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦秸杆的两端匀速爬行,在蚂蚁爬行的过程中麦秸杆在水平方向始终保持平衡,则()
A.两蚂蚁的质量一定相等
B.两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C.两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
D.两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等
举一反三:
【变式】如图所示,硬质均匀木条AO长80cm,左端与竖直墙壁连接,可以绕O点自由转动,木条的A端以细绳悬于B点,木条水平BA与木条垂直,现有一个质量为400g的小物块在木条上从O点以0.1m/s的速度无摩擦地向右匀速滑动,经与5s到达C点时,细绳恰好断裂,求:
细绳AB所能承受的最大拉力为多少?
(木条的质量及物块的体积均忽略不计)
例6、杆秤结构简单,使用和携带都很方便,深受人们的青睐,在我国流传已上千年,如图所示,用杆秤测量一条鱼的质量,当秤钩挂在A点,绳钮挂在O点(支点),秤锤挂在B点时,杆秤处于平衡状态,AO是10cm,BO是30cm,秤锤的质量是0.5kg(g=10N/kg)
①求鱼的质量是多少?
②有一杆秤看起来破旧不堪,尾部折断一截,针对这一现象小明和小亮有不同的看法,小明认为:
该商贩是为了节俭,舍不得买新秤,小亮认为:
该商贩是故意为之,他的真正目的是坑骗消费者,你认为谁的说法正确呢?
请说明理由。
【巩固练习】
一、填空题
1、杠杆的平衡状态是指它处于_______状态或_______状态,杠杆的平衡条件是________________,写成公式形式为____________________。
2、(2015•黑龙江)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,A处挂一重为100N的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中点B处沿_____(F或F1或F2)方向施加一个最小的力为_________N。
3、如图所示当支架上刻度相等的杠杆处于静止状态时,弹簧秤的示数为30N,则每个钩码的质量是________,若把弹簧秤移至D处竖直向上拉杠杆,使杠杆水平平衡,此时弹簧秤的示数为________N。
4、如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服,取下晒干的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。
图中动滑轮有 ________个,此装置 (填“能”或“不能”)改变动力的方向。
二、选择题
5、下列关于杠杆的知识说法正确的是()
A、力臂必须与杠杆垂直 B、动力臂与阻力臂一定在支点的同一侧
C、力臂是从支点到力的作用点的距离 D、动力臂应与动力作用线垂直
6、如图所示,杠杆处于平衡状态,每个钩码质量相等,若在两侧钩码下各再加1个同样的钩码,要使杠杆恢复平衡,可行的办法是()
A.右侧钩码向左移动一格,左侧钩码不动
B.左侧钩码向左移动一格,右侧钩码向右移动一格
C.左侧钩码向右移动一格,右侧钩码向左移动一格
D.左侧钩码不动,右侧钩码向左移动一格
7、如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于省力杠杆的是( )
8、某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知()
A.A是动滑轮
B.B是定滑轮
C.如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
9、如图所示,用滑轮组提起物重相等的物体,若忽略滑轮组的重和摩擦时,所用的拉力最大的是()
10、使用一个动滑轮匀速地提起一个重物时,若分别沿图中F1、F2、F3所示的方向用力,则这三个力大小的关系是( )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2>F3 C.F2<F1<F3 D.F1=F2=F3
11、如图,在水平桌面上放一个重200N的物体,物体匀速运动时,它与桌面间的摩擦力为40N,当不计滑轮重时,水平拉力F是()
A、200NB、100NC、40ND、80N
12、如图所示,弹簧测力计及细绳重力不计,砝码G重为100N,静止时弹簧测力计所受的合力为()
A、200NB、100NC、0D、条件不足,无法确定
13、工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。
其中最省力的方案是()
三、实验与作图题
14、在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,发现杠杆左端偏高,应向____端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,把钩码挂在杠杆左侧A点,为使OB成为力臂,应在B点沿着________的方向拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。
(3)若每个钩码重为0.5N,将A点的钩码全部移到B点,弹簧测力计作用在C点,为使杠杆在水平位置平衡,所加最小力为____N。
15、如图所示,轻质杠杆的支点在O点,在杠杆A点用力F1竖直向上拉。
请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。
16、已知每个动滑轮重100N,物重G=1200N,绳子能承受的最大拉力为300N,在图中画出了滑轮组的绕线方法。
根据你的判断,只能使用_____绕线方式。
(不计摩擦)
四、计算题
17、如图所示,用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉,加在道钉撬长柄上的力为180N,它的力臂是50cm,阻力臂长是10cm,则道钉对道钉撬的阻力是多大?
能力提升
一、作图题
1.用图所示的杠杆提起重物.O是杠杆的支点,在A点用力,在图中画出力F的力臂,并用字母L表示.
2.画出图中各力的力臂:
3.如图中均匀直棒OA可绕O点转动,请分别画出水平拉力F和重力G的力臂.
4.如图为用起子开汽水瓶盖的时候,杆的支点O位置,及手作用在起子上力的力臂.请在图中表示.
5.试在图中画出汽车刹车踏板上动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2.
6.下图13-4-2工具中,省力杠杆是_____________________;费力杠杆是__________;等臂杠杆是__________。
二、选择题
1.使用杠杆时,力和力臂的关系()
A.有力作用在杠杆上,力臂一定大于零;
B.有力作用在杠杆上,力臂可能为零;
C.力臂越小,作用在杠杆上的力越小;
D.力臂越大,作用在杠杆上的力越大.
2.如下图,在平衡杠杆的两端各加一个同规格的砝码,则杠杆()
A.仍平衡;B.右端下降;
C.左端下降;D.无法确定.
3.关于力臂,下列说法正确的是()
A.力臂一定在杠杆上;
B.力臂不可能等于零;
C.从支点到动力作用点的距离叫动力臂;
D.从支点到力的作用线的距离叫力臂.
4.如下图所示装置处于静止状态,不计滑轮和绳的重力,若物体的重力分别是G1和G2,那么G1和G2的关系是()
A.G1=G2;B.G1=2G2;
C.G1=
G2;D.无法判断
5.利用动力臂大于阻力臂的杠杆来提重物时()
A.省力也省距离B.省力但费距离
C.费力但省距离D.费力也费距离
6.如下图所示是定滑轮匀速提起物体的三种拉法,所受拉力分别是F1、F2、F3()
A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3
C.F2>F1>F3D.F1=F2=F3
7.如果两个力作用在杠杆上,杠杆恰能平衡,则()
A.这两个力的大小必定相等;
B.这两个力的力臂必定相等
C.这两个力的力臂的大小之比等于这两个力之反比
D.这两个力的方向一定不同
8.如下图所示,O是杠杆的支点,为了提高重物G,用与杠杆始终垂直的力F使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中()
A.杠杆始终是省力的;
B.杠杆始终是费力的;
C.杠杆先是省力的,后是费力的;
D.杠杆先是费力的,后是省力的.
9.下列杠杆,有哪一个与其它三个不属于同一类?
()
A.正在撬道钉的道钉撬;B.正在拔铁钉的羊角锤;
C.正在起瓶盖的起子D.正在撮土的铁锨.
10.两人坐在跷板的两端,跷板恰好平衡,由此可知()
A.两人的体重一定相等
B.两人距跷板中心的距离一定相等
C.两人体重之比与两人到中心距离之比成反比
D.两人体重之比与两人到中心距离之比成正比
11.一根由粗到细均匀变化的匀质木棒,于C处悬挂恰好平衡,今将其在C处沿挂线锯断,如下图所示,比较A、B两段则()
A.两段重力一定相等B.粗段较重
C.细段较重D.无法比较
12.下列列举的自行车部件,其中哪些属于杠杆?
()
A.车把手两个刹B.弹簧书包架C.车梯D.车铃
三、计算题
1.如下图所示,硬质均匀木条AO长为80cm,左端与竖直墙壁连接,可以绕O点自由转动,木条的A点以细绳悬于B点,木条水平,AB与木条垂直.现有一个质量为0.4kg的小物块在木条上从O点以0.1m/s的滑动速度无摩擦地向右匀速滑动,经5s到达C点时,细绳恰好断裂,求细绳AB所能承受的最大拉力为多少?
(木条的质量与物块的体积大小均不计)
2.用一根长1m的均匀直尺,支于中点构成杠杆,在其一端距支点20cm处挂一块矿石,在另一端距支点30cm处挂100g的砝码,此杠杆恰好平衡.如果把矿石完全浸没入水中,但不落底,则把砝码向支点移5cm时,杠杆又能平衡,求矿石密度.
3.在工地上,赵师傅用如图所示的滑轮组,将600N的木箱从地面匀速提升到6m高的地方,所用时间为60s,整个过程中滑轮组的机械效率是80%,不计滑轮组所受到的摩擦力和绳子重量。
求:
(1)动滑轮的重力多大?
(2)若用此滑轮提升1350N的重物,滑轮组的机械效率是多大?
4.用右图所示滑轮组匀速提起重400N的货物,匀速上升2m,不及绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率为80%。
(1)求此时绳子的拉力F;
(2)若绳子最大能承受200N的拉力,此滑轮组的机械效率最大是多少?
1.本堂课你还有没弄懂的知识吗?
2.课后练习
完成日期:
3.家长建议:
家长签字:
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