第一部分系統(tǒng)復(fù)習(xí) 成績(jī)基石 第十一講簡(jiǎn)單機(jī)械 要點(diǎn)杠桿 類(lèi)型1 探究杠桿的平衡條件 調(diào)節(jié)杠桿平衡的方法 調(diào)節(jié)杠桿平衡的方法和調(diào)節(jié)天平平衡的方法類(lèi)似 不過(guò)杠桿的兩端都有平衡螺母 而有的天平只在右端有平衡螺母 但平衡螺母的作用是相同的 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中都不允許再次調(diào)節(jié)平衡螺母 例 下面是小王利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究 杠桿的平衡條件 的實(shí)驗(yàn) 每個(gè)鉤碼重0 5N 1 實(shí)驗(yàn)前 將杠桿的中點(diǎn)置于支架上 當(dāng)杠桿靜止時(shí) 發(fā)現(xiàn)左端下沉 這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 填 左 或 右 端調(diào)節(jié) 直到杠桿在水平位置平衡 右 甲 乙 2 如圖甲所示 在杠桿A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼 則在B點(diǎn)處應(yīng)掛 個(gè)同樣的鉤碼 杠桿仍然在水平位置平衡 把B點(diǎn)處的鉤碼取下 在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力F N時(shí) 杠桿仍然在水平位置平衡 當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí) 仍要保持杠桿在水平位置平衡 拉力F的大小將 填 變大 變小 或 不變 原因是 3 如果小王又進(jìn)行了如圖乙所示的探究 考慮杠桿 的影響 發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時(shí) 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于 N 點(diǎn)撥 1 杠桿靜止時(shí) 左端下沉 說(shuō)明右端偏高 平衡螺母需向右調(diào)節(jié) 2 設(shè)杠桿每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng) 每個(gè)鉤碼的重力為G 根據(jù)杠桿的平衡條件 FAlA FBlB 即4G 3L FB 2L 解得FB 6G 所以需掛6個(gè)鉤碼 若在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力 則FB 6G 6 0 5N 3N 若拉力F向右傾斜時(shí) 此時(shí)F的力臂變小 根據(jù)杠桿的平衡條件 力F變大 3 若不計(jì)杠桿的重力 根據(jù)杠桿的平衡條件 F向上l向上 F向下l向下 即F 3L 3G 6L 解得F 6G 6 0 5N 3N 由于桿的重心在桿的中點(diǎn) 重力方向豎直向下 所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N 6 3 變大 F的力臂變小 重力 3 類(lèi)型2 杠桿平衡條件的應(yīng)用 例 園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹(shù)枝時(shí) 常把樹(shù)枝盡量往剪刀軸O處靠近 這樣做的目的是什么 點(diǎn)撥 利用杠桿平衡條件F1l1 F2l2 阻力和動(dòng)力臂不變 動(dòng)力隨阻力臂的減小而減小 在同樣的情況下 往剪刀軸O處靠近 減小了阻力臂 而阻力和動(dòng)力臂不變 由F1l1 F2l2可知會(huì)省力 減小阻力臂 可以省力 變式訓(xùn)練 AOB為輕質(zhì)杠桿 O為支點(diǎn) 圓柱體C質(zhì)量為60kg 底面積為0 1m2 OA 0 1m OB 0 3m 將圓柱體C掛在A(yíng)點(diǎn) 使C對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為3000Pa B點(diǎn)豎直向下的拉力F1 寫(xiě)出解題思路 100N 要點(diǎn)滑輪和滑輪組 判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n的方法 可以在定滑輪與動(dòng)滑輪之間畫(huà)一條虛線(xiàn) 數(shù)一下與動(dòng)滑輪相連的繩子的段數(shù)是幾 則n就是幾 如圖甲 乙所示 n甲 4 n乙 5 例 如圖所示 用下列裝置勻速提升同一重物 若不計(jì)滑輪自重及摩擦 則最省力的是 C 點(diǎn)撥 A圖是動(dòng)滑輪 由動(dòng)滑輪及其工作特點(diǎn)可知 省一半的力 即F1 G B圖是定滑輪 定滑輪是等臂杠桿 不省力 即F2 G C圖是滑輪組 承擔(dān)物重的繩子有3股 則F3 G D圖是滑輪組 承擔(dān)物重的繩子有2股 則F4 G 綜合分析 在不計(jì)滑輪自重及摩擦的情況下最省力的是C 變式訓(xùn)練 小柯用圖中裝置提升重為400牛的物體 不計(jì)摩擦和滑輪自重 下列說(shuō)法正確的是 A 兩個(gè)滑輪均為定滑輪B 人將繩子拉過(guò)1米 物體也上升1米C 物體勻速上升時(shí) 人對(duì)繩子的拉力為200牛D 使用該裝置不能省力 但能改變力的方向 C 本講實(shí)驗(yàn)考點(diǎn) 探究杠桿的平衡條件 要求能夠熟練操作 掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 包括實(shí)驗(yàn)方法 器材 裝置圖 步驟 數(shù)據(jù)表格 結(jié)論以及易錯(cuò)點(diǎn)等問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)探究探究杠桿的平衡條件 左 動(dòng) 刻度尺 動(dòng)力臂 4 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 2 6 0 17 1 2012 2017 青島 力臂作圖匯總 下列作圖中 正確的是 2 2013 青島 專(zhuān)題二4 2 1分 請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出力F1的力臂 3 2013 青島 專(zhuān)題四7 1分 綜合問(wèn)答 炎熱的夏天 小雨和爺爺劃船到湖中叉魚(yú) 劃船時(shí) 手移動(dòng)較小的距離 船槳在水中移動(dòng)較大的距離 用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行解釋 船槳是費(fèi)力杠桿 劃船時(shí) 手加在船槳上的動(dòng)力比水對(duì)船槳的阻力大 所以使用費(fèi)力杠桿可以省距離 手只要移動(dòng)較小的距離 就能使船槳在水中移動(dòng)較大的距離 A 4 2018 青島 專(zhuān)題二16 1 3分 探究杠桿的平衡條件 F1L1 F2L2 c 5 2017 青島 專(zhuān)題二4 3 2分 如圖 輕質(zhì)杠桿的OA OB 3 2 物體M的重力為300N 小雨的重力為600N 雙腳與地面的接觸面積為0 04m2 小雨在A(yíng)端施加豎直向上的力使杠桿水平平衡 求小雨對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少 請(qǐng)寫(xiě)出解題過(guò)程 并畫(huà)出與解題過(guò)程相應(yīng)的受力分析示意圖 解 由杠桿平衡條件可知 小雨施加的豎直向上的力由物體間力的作用是相互的 則小雨受到200N的豎直向下的壓力 則小雨受到地面對(duì)他的支持力F支 G F 600N 200N 800N則小雨對(duì)地面的壓強(qiáng) 6 2016 青島 專(zhuān)題二4 3 2分 如圖 輕質(zhì)杠桿的OA OB 4 1 放在水平地面上的物體甲的重力G甲 125N 底面積S甲 1 10 2m2 當(dāng)杠桿水平平衡時(shí) 物體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)p甲 1 104Pa 則物體乙的重力G乙 寫(xiě)出解題思路 7 2015 青島 專(zhuān)題二4 3 2分 如圖所示 小雨在輕質(zhì)杠桿的A端施加豎直向下的拉力 使其水平平衡 已知小雨的拉力為120N OA OB 3 2 浸沒(méi)在液體中的物體M的重力為300N 體積為0 01m3 則液體的密度 液 請(qǐng)寫(xiě)出解題思路 8 2014 青島 專(zhuān)題二4 3 3分 如圖所示的輕質(zhì)杠桿AB OA 20cm OB 40cm 物體M的密度為3 103kg m3 體積為8 10 3m3 葉子姐姐在B端施加100N的力使杠桿水平平衡 則此時(shí)物體M受到水平面的支持力FN N 請(qǐng)畫(huà)出物體M的受力示意圖 100N 1 2 103kg m3 40 9 2013 青島 專(zhuān)題五11 3分 將一個(gè)圓柱體A分別豎直放在水和液體甲中 都能漂浮 并且分別有和的體積露出液面 如圖 現(xiàn)有一個(gè)左右力臂之比為3 1的輕質(zhì)杠桿 用細(xì)線(xiàn)將圓柱體A懸掛在杠桿左端并放入液體甲中 再用細(xì)線(xiàn)在杠桿右端懸掛一個(gè)完全相同的圓柱體B并放在水平地面上 當(dāng)杠桿兩端細(xì)線(xiàn)均被拉直且水平平衡時(shí) 圓柱體A有的體積露出液面 且該圓柱體底面所受液體壓強(qiáng)為800Pa 求此時(shí)圓柱體B對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少 請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出圓柱體A的受力示意圖