物理 第12講簡單機械 考點一 杠桿 1 杠桿的五要素和平衡條件 特別提醒 畫力臂 1 找支點O 2 畫力的作用線 實線 3 畫力臂 虛線 過支點且垂直力的作用線 4 標(biāo)力臂 2 杠桿的分類 特別提醒 省力杠桿必然費距離 省距離杠桿必然費力 既省力又省距離的杠桿是不存在的 考點二 滑輪 考點三 斜面和輪軸 考點一杠桿 例1 2015 天津 應(yīng)用杠桿的知識判斷圖中最適合剪斷鐵片的剪刀是 點撥 適合剪鐵片的剪刀必須是省力最多的 根據(jù)杠桿平衡條件可知 必須在使用這種剪刀時動力臂比阻力臂更長些 答案 B 方法歸納 根據(jù)杠桿的平衡條件可以判定杠桿是否省力 也可以解釋日常生活有關(guān)現(xiàn)象 考點二杠桿作圖 例2 2015 宜賓 如圖所示 質(zhì)量均勻分布的直木棒一端支在地面上 O為支點 1 請畫出木棒所受重力G的示意圖 2 請畫出使木棒在圖示位置靜止時作用在端點P的最小作用力F的示意圖及其力臂l 點撥 力臂是支點到力的作用線的距離 即過支點向力的作用線所作垂線段長 根據(jù)杠桿的平衡條件 F1l1 F2l2可知 要使動力F1最小 動力臂l1必須最大 而最大的力臂是支點到動力作用點P的距離OP 故過P點作垂直于OP斜向上用力為最小的力 答案 點撥 流體流速越大的位置壓強越小 A圖氣流通過下方路程長 流速大壓強小 B圖上下流速相等壓強相等 C圖兩紙片間流速大 兩邊壓強相等 D圖乒乓球上方流速大 壓強小 答案 A 方法歸納 對于流體壓強問題 要明確被研究物體的哪兩個側(cè)面流體流速不同 判斷兩個側(cè)面的壓強情況 進而判斷物體在壓強差作用下的運動情況 考點三滑輪 例3 已知物重600N 繩子承受力為250N 在圖中畫出能提起重物的繩子繞法 答案 圖片與命題 圖片與命題 圖片與命題 實驗探究杠桿的平衡條件 命題點1 讓支點處于杠桿中央的目的 減小杠桿自重對實驗造成的影響 2 杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié) 左高左調(diào) 右高右調(diào) 3 實驗時應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止 目的是 4 本實驗多次測量的目的是 5 用彈簧測力計代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼 當(dāng)測力計由豎直方向拉變成傾斜拉 要使杠桿仍保持平衡 測力計的示數(shù)會變 是因為拉力的力臂變 6 實驗數(shù)據(jù)分析 7 實驗結(jié)論 便于測量力臂 避免實驗的偶然性 得出普遍規(guī)律 大 小 動力 動力臂 阻力 阻力臂 F1l1 F2l2 例 2015 南昌 探究杠桿的平衡條件 提出問題 如圖1所示 是一種常見的桿秤 此時處于水平位置平衡 發(fā)現(xiàn)一 小明在左側(cè)掛鉤上增加物體 可觀察到提紐左側(cè)下沉 他認(rèn)為改變杠桿的水平平衡可以通過改變作用在杠桿上的 來實現(xiàn) 發(fā)現(xiàn)二 接著小新移動秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡 說明通過改變 的長短也可以改變杠桿的平衡 那么 杠桿在滿足什么條件時才平衡呢 制定計劃與設(shè)計實驗 實驗前 輕質(zhì)杠桿處于如圖2所示的狀態(tài) 使用時 首先應(yīng)將杠桿的平衡螺母向 填 左 或 右 調(diào)節(jié) 使杠桿處于水平位置平衡 這樣做的好處是 實驗結(jié)論 如圖3所示 他們進行了三次實驗 對實驗數(shù)據(jù)進行分析 得出杠桿的平衡條件是 拓展應(yīng)用 如圖4所示 是用手托起重物的示意圖 圖中前臂可以看作是一個 填 省力 費力 或 等臂 杠桿 假如托起6N的重物 請你根據(jù)圖4所示 估算出手臂要用的動力大約是 N 答案 提出問題 力力臂 設(shè)計實驗 右方便直接測量力臂 實驗結(jié)論 F1l1 F2l2 拓展應(yīng)用 費力48 易錯易混 1 不會將實際生活中的杠桿進行簡化畫圖 應(yīng)先找支點 再找使其轉(zhuǎn)動的動力 阻礙轉(zhuǎn)動的阻力 注意阻力的方向 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的方向 2 不會正確分析轉(zhuǎn)動中杠桿力或力臂的變化 根據(jù)杠桿平衡條件分析 3 誤認(rèn)為動滑輪一定省一半的力 只有沿豎直方向或水平方向時才省一半的力 4 不能靈活地分析滑輪組的省力情況 可根據(jù)動滑輪受力情況進行受力分析解答 1 2015 吉林 如圖所示的裝置中 兩支鉛筆構(gòu)成了一個 可以輕松地舉起很重的書 小指離支點越遠(yuǎn) 所用的力越 省力杠桿 小 2 2015 義烏 如圖是一種健身器械 AOB可視為杠桿 圖中小明同學(xué)用力豎直向下拉杠桿 重物被抬起 此時阻力臂 填 大于 小于 或 等于 動力臂 小明同學(xué)想通過增大向下的拉力來加大訓(xùn)練強度 請你利用杠桿平衡條件 給小明提出一條合理的建議 3 2015 益陽 如圖是自行車手閘示意圖 手閘是一個簡單機械 這種簡單機械的名稱是 當(dāng)圖中手對車閘的作用力F 10N時 剎車?yán)€受到力的大小為 N 小于 拉力的作用點向左移 重物向左移或增大物重 杠桿 40 4 2015 黑龍江 如圖所示的杠桿 自重和摩擦不計 O為支點 A處掛一重為100N的物體 為保證杠桿在水平方向平衡 在中點B處沿 填 F F1 或 F2 方向施加一個最小的力為 N 5 2015 河南 如圖是小聰為拉船靠岸而設(shè)計的甲 乙兩種方案 若拉船的力需要很大 則應(yīng)選用 填 甲 或 乙 方案 因為采用這種方案可以 不計機械的自重及摩擦 F2 200 甲 省力 6 2015 桂林 如圖所示 用滑輪拉著一重為400N的物體向上做勻速直線運動 該滑輪為 填 動 或 定 滑輪 如果不計滑輪重及細(xì)繩與滑輪間的摩擦 則豎直向上的拉力F是 N 7 2015 宿遷 如圖所示器具中 屬于省力杠桿的是 動 200 C 8 2015 棗莊 如圖所示 杠桿處于平衡狀態(tài) 如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離 下列判斷正確的是 A 杠桿仍能平衡B 杠桿不能平衡 右端下沉C 杠桿不能平衡 左端下沉D 無法判斷 C 9 2015 漳州 如圖所示 可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿 在D點掛一個重為G的物體M 用一彈簧測力計依次在A B C三點沿與圓O相切的方向用力拉 都使杠桿在水平位置平衡 讀出三次的示數(shù)分別為F1 F2 F3 它們的大小關(guān)系是 A F1 F2 F3 GB F1 F2 F3 GC F1 F2 F3 GD F1 F2 F3 G C 10 2015 常州 如圖所示 OAB為輕質(zhì)杠桿 可繞支點O自由轉(zhuǎn)動 在B端施加一個動力使杠桿在水平位置平衡 該杠桿 A 一定是省力杠桿B 一定是費力杠桿C 一定是等臂杠桿D 以上情況都有可能 D 11 如圖所示 在豎直向上大小為10N的力F的作用下 重物A沿豎直方向勻速上升 已知重物A上升速度為0 2m s 不計滑輪重 繩重及繩與滑輪間的摩擦 則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為 A 20N 0 4m sB 20N 0 1m sC 5N 0 4m sD 5N 0 1m s D 12 2015 黑龍江 簡單機械在我們的生活中應(yīng)用很廣泛 下圖是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式 不計機械重和摩擦 其中不省力的是 C 13 2015 萊蕪 如圖所示 杠桿在力F1 F2的作用下 F2未畫出 處于平衡狀態(tài) O為支點 l2是力F2的力臂 請在圖中畫出F1的力臂l1和力F2的示意圖 14 2015 宜昌 如圖甲所示 當(dāng)用指甲剪剪指甲時 指甲剪可以看成是多個杠桿的組合 請在圖乙中畫出剪指甲時其中一個杠桿DBE的動力臂l1和阻力F2 15 2015 棗陽 在杠桿上的A點掛一重物 在C點對杠桿施加一個最小的力 使杠桿平衡在圖中所示的位置 在圖中試畫出這個力的示意圖和力臂 16 2015 眉山 如圖所示 在A處或B處的虛框內(nèi)添加一個滑輪 利用三個滑輪組成滑輪組 要求使用時最省力 添加滑輪并完成滑輪組繞法 17 如圖 輕質(zhì)杠桿MON在水平位置靜止時OM ON 1 2 彈簧測力計的示數(shù)為10N 已知每個滑輪重2N 則物體A重為 N 不計繩重及摩擦 74 18 2015 齊齊哈爾 在探究杠桿平衡條件的實驗中 1 杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于 或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài) 實驗前沒有掛鉤碼時 調(diào)節(jié)平衡螺母 使杠桿在水平位置平衡 其主要目的是 靜止?fàn)顟B(tài) 便于測力臂和避免杠桿自重對實驗的影響 2 實驗中 用裝置A的方式懸掛鉤碼 杠桿也能水平平衡 杠桿上每格等距 但老師建議同學(xué)不宜采用這種方式 該種方式的不足主要是因為 A 一個人無法獨立操作B 力臂與杠桿不重合C 力和力臂數(shù)目過多 不易得出結(jié)論D 杠桿受力不平衡 C 3 若用裝置B進行實驗 則此時彈簧測力計的示數(shù)是 N 將彈簧測力計沿虛線方向拉 仍然使杠桿在原來的位置平衡 此時拉力的力臂將 彈簧測力計的示數(shù)將 均填 變大 變小 或 不變 1 8 變小 變大 19 2015 河北 如圖所示 將邊長為10cm的正方體合金塊 用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A點處 在B點施加力F1 30N時 杠桿在水平位置平衡 合金塊對水平地面的壓強恰好為0 撤去F1 在B點施加力F2時 合金塊對地面的壓強為1 2 103Pa OB 3OA g取10N kg 1 畫出F2的力臂 2 求合金塊的質(zhì)量 3 求F2的大小