1、第13讲 简单机械,物理,考点一 杠杆及作图,【例1】(2017，广元)如图所示，工人用一根硬棒以O为支点，想在A点施加最小的力撬动石头，请画出最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂l2。,【点拨】力臂是支点到力的作用线的距离，即过支点向力的作用线所作垂线段长，根据杠杆的平衡条件：F1l1F2l2可知，要使动力F1最小，动力臂l1必须最大，而最大的力臂是支点到动力作用点A的距离OA，故过A点作垂直于OA斜向下用力为最小的力。,【方法归纳】杠杆力臂作图“四步法”,考点二 滑轮,【例2】已知物重600 N，绳子承受力为250 N，在图中画出能提起重物的绳子绕法。,考点三 动态杠杆,【例3】(遂宁中考
2、)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,【点拨】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FOAGl，可知F的大小将如何变化。,【方法归纳】1.一般杠杆在转动过程中，力臂(动力臂或阻力臂)会发生改变，要保持杠杆新的平衡，相应的力就得发生变化，能解决这类问题的步骤为：确定变化前后力臂；比较变化前后力臂的变化；根据杠杆平衡条件F1l1F2l2，判断相应的变化。 2在杠杆已经保持平衡状态的条件下，若力或力臂发生
3、变化后，杠杆再次平衡时，则变化后的力与力臂的乘积仍满足杠杆的平衡条件。,【易错易混】 1不会将实际生活中的简单机械(杠杆)简化成示意图。应先找支点，再找使其转动的动力，阻碍转动的阻力。动力或阻力应是直接作用在杠杆上的力。注意阻力的方向：阻碍杠杆转动的方向。 2不会正确分析杠杆转动中力或力臂的变化(根据杠杆平衡条件分析)。 3误认为动滑轮一定省一半的力(只有沿竖直方向或水平方向时才省一半的力)。 4不能灵活地分析滑轮组的省力情况，可根据动滑轮受力情况进行受力分析解答。,【图片与命题】,省力,手离O点远点或手向上抬杠杆,省力,手向后移或将砖块向前移,后,相互,上端,费力,命题点 1让支点处于杠杆中
4、央的目的：减小杠杆自重对实验造成的影响。 2杠杆平衡螺母的调节：左高左调、右高右调。 3实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止，目的是_。 4本实验多次测量的目的是_。 5用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码，当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉，要使杠杆仍保持平衡，测力计的示数会变_，是因为拉力的力臂变_。,实验 探究杠杆的平衡条件,便于测量力臂,避免实验的偶然性，得出普遍规律,大,小,6实验数据分析。 7实验结论：_。,动力动力臂阻力阻力臂(F1l1F2l2),【例】(2017，成都)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆的刻度均匀。,(1)平衡时，应该让杠杆静止在_位置。
5、(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图(1)所示，他们记录的数据为：动力F11.5 N，动力臂l10.1 m，阻力F21 N，则阻力臂l2_ m。,水平,0.15,(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是_。 A铁架台自身的重力足够大 B单个钩码的重力不完全相等 C悬挂钩码的绳套重力偏大 D杠杆与转轴之间的摩擦偏大 (4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了图(2)所示的结果。根据这个结果，可以初步得到，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1l1_。(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示
6、),A,F2l2F3l3,【拓展设问】 (5)在上题图(1)中，若将杠杆两端所挂钩码各都取下一个相同的钩码，杠杆_(填“能”或“不能”)平衡，若不能，杠杆会_转动；若将杠杆两端所挂钩码都远离支点移动相同的距离，杠杆会_转动。(后两空填“顺时针”或“逆时针”),不能,逆时针,逆时针,(6)用上题图(2)的装置的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡，但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为_ A一个人无法独立操作 B力臂与杠杆不重合 C力和力臂数目过多，不易得出结论 D杠杆受力不平衡,C,(7)如图(3)所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个_(填“省力”“费力”或“等臂”
7、)杠杆。 假如托起6 N的重物，请你根据图所示，估算出手臂要用的动力大约是_N。 (8)实验时让支点在杠杆的中央是为了_。,费力,48,消除杠杆自重对实验的影响,1如图所示的弹簧测力计的最小分度值为_N，读数为_N。在“探究杠杆平衡的条件”实验中，需要测量的物理量是_、动力臂、阻力和阻力臂，为了能直接读出力臂的数值，应使杠杆在_位置保持平衡。,0.2,3.2,动力,水平,2(2017，福建)如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于_(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。其支点是图中_点。,省力,A,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_原理。图2为引擎盖的受力分
8、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_。,杠杆,省力,变小,4(2017，济宁)小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶，若不计绳重、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110 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为_N。,100,20,5(2017，杭州)小金将长为0.6 m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40 N的物体，肩上支点O离后端A为0.2 m，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 kg，则此时手压木棒的压力大小为_N，肩对木棒的
9、支持力大小为_N，人对地面的压力大小为_N(g10 N/kg)。,20,60,540,6(2017，黄石)下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( ) A指甲剪是省力省功的机械 B定滑轮不省力，但能改变力的方向 C滑轮组既省力，又省距离，还省功 D斜面的机械效率可以达到100%,B,7(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( )(导学号 14184069) Al1 Bl2 Cl3 Dl4,B,8(2017，乐山)如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( ),A,
10、9(2017，聊城)如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆。使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是( ) A动力臂为0.08 m B此时为省力杠杠 C弹簧测力计的示数为4 N D钩码总重为2 N,D,10(2017，枣庄)如图所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从。则拉力的变化情况是( )(导学号 14184070) A先变小后变大 B先变大后变小 C逐渐变大 D逐渐变小,A,11(2016，百色)用如图所示的几种简单机械
11、提起相同重物G，机械自重不可忽略，不考虑摩擦，则最小的力是( ),B,AC,13(2017，随州)如图所示，水平地面ABOCD，以O点为界，AO段是一种材质，OD段是另一种材质。细线一端系在物体上，绕过轻质滑轮，另一端系在墙上，拉滑轮的水平力F恒为4 N，物体经A点开始计时，此后各段路程及耗时见下表。以下说法正确的是( )(导学号 14184072),C,A.物体在CD 区间运动的平均速度为2 m/s B物体在BO区间运动时物体受到水平向左4 N縻擦力 C物体在OC区间运动过程中，拉力F做的功为3 J D物体在BO区间运动过程中，拉力F做功的功率为1 W,14(2017，威海)如图所示，轻质杠
12、杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。,解：,15(2017，绥化)如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。,解：,16(2017，营口)植树时，需要挖树坑，小军把铁锹的锹面踩进坚硬的土壤里，用锹把土翻起，如图所示是铁锹的剖面图，土壤对锹面的阻力F2的示意图已画出，请在图中找到并标出支点O，画出最小作用力F1的示意图及力臂l1。,解：,17(2015，眉山)如图所示，在A处或B处的虚线框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力。添加
13、滑轮并完成滑轮组绕法。,解：,18如图，一端粗、一端细的直圆木头水平放在地面上，某人用F1的力可将A端微微提起，若用F2的力可将B端微微提起，设这段木头的重心在C处。则G_F1F2，若沿C处切成两段，则两段重力关系GA_GB。(两空均填“”“”或“”)(导学号 14184073),19(2016，天门，仙桃)如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AOOB41，G1150 N，G3160 N。水平地面上的物体G1通过细绳悬挂在A点，G2、G3、G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50 N，则G2受到的重力为_N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4
14、，使G2匀速上升，则力F的大小为_N。(导学号 14184074),200,80,20(2017，襄阳)小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。,(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向_(填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡。 (2)得出杠杆的平衡条件“动力动力臂阻力阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1 m时，F1为_N。,左,6,21(2
15、017，北京)实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，所受重力为1 N的钩码 2个，带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离均为0.05 m，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂l1保持不变，则F1kF2l2”，式中F1表示动力，k是常量，F2表示阻力，l2表示阻力臂。请写出实验步骤，设计实验数据记录表格。(导学号 14184075),答：示例：实验步骤：将带支架的杠杆放在水平桌面上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；将重力为1 N的钩码(阻力F2)挂在支点右侧0.05 m处(阻力臂
16、l2)，将弹簧测力计的挂钩钩在支点右侧的0.1 m处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数(动力F1)。将F2、l2、F1的数据记录在表格中；保持弹簧测力计的挂钩位置保持不变，将重力为1 N的钩码依次挂在支点右侧0.1 m、0.15 m、0.2 m、0.25 m处，仿照步骤再做4次实验，将F2、l2、F1的相应数据记在表格中；保持弹簧测力计的挂钩位置不变，将两个重为1 N的钩码挂在支点右侧0.05 m处，竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。将 F2、l2、F1的数据记在表格中；根据实验数据计算出F2与l2的乘积，并记录在表格中。,实验数据记录表,22(河北中
17、考)如图所示，将边长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F130 N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2103 Pa。(OB3OA，g取10 N/kg) (1)画出F2的力臂。 (2)求合金块的质量。 (3)求F2的大小。,(1)求金属鱼模型所受到的浮力。 (2)将钓鱼杆ABCD当作杠杆研究，若以B点为支点，画出动力臂BA(l1)和阻力臂BP(l2)，计算出FA的大小。 (3)若以A端为支点研究杠杆ABCD，判断人手对B点的“拉抬力”FB与钓线的拉力FD的大小关系并说明理由。(导学号 14184076),解：金属鱼模型受三个力作用而平衡，F浮FDFG，F浮FGFD，F浮2 N。 (2)过支点B，分别向动力FA和阻力FD作垂线BA和BP，则BA和BP为动力臂和阻力臂，如图所示。由杠杆的平衡条件得：FABAFDBP，BAABcos300.75 m，BPAPBA3 m，解得FA72 N。 (3)以A为支点，动力作用在B处，B处最大动力臂为AB，由平衡条件FBABFDAP，APAB，所以FBFD。,
