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1、1 中考物理复习专题机械与人(上) 一:知识点梳理 一、杠杆: 1、定义:在力的作用下,能绕着某一个固定点转动的硬棒叫做杠杆。 说明:杠杆可以是直的也可以是弯曲,形状可以是任意形状的。 有些情况下,可根据杠杆的实际转动情况,确定支点。如:鱼杆、铁锹等。 2、杠杆的五要素:组成杠杆示意图。 支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 说明:动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点都在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动方向相反。 动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1 表示。 阻力臂:
2、从支点到阻力作用线的距离。用字母l2 表示。 3、力臂的方法: 找到杠杆的支点O ; 画出力的作用线(虚线); 画力臂:过支点作出力的作用线的垂线段。( (虚线) 标出力臂(用大括号,注明是动力臂还是阻力臂)。 4、研究杠杆的平衡条件: (1)杠杆平衡:是指杠杆静止或匀速转动状态。 (2)实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是: 可以方便的从杠杆上量出力臂。 (3)杠杆的平衡条件(或杠杆原理): 动力动力臂阻力阻力臂。 公式: F1l1=F2l2 或: F1 / F2=l2 / l1 说明:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力 臂大
3、小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆 O F1 l1 l2 F2 2 转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。) 解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力阻力臂为一定值,要使动力最小, 必 须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远; 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 5、杠杆的分类及应用: (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆。 特点:能省力但是费距离。 应用:撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。 (2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆。 特点:费
4、力但是生距离。 应用:缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等。 (3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆。 特点:不省力不费力 应用:天平,定滑轮等。 说明: 具体使用杠杆时应根据实际选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择 省力杠杆;当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。 二、滑轮: 1、定滑轮: 定义:中间的轴固定不动的滑轮。 实质:定滑轮的实质是:相当于等臂杠杆 特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 说明:对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G 绳子自由端移动距离S(或速度 vF) = 重物移动的距离h(或速度 vG) 2、动滑轮: 定义:轴随物体一
5、起运动的滑轮叫做动滑轮。 实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2 倍的省力杠杆。 特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。 说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 / 2G ; s = 2h l1l2 F2 F1 F1 l1 F2 l2 3 若只忽略轮轴间的摩擦则:拉力F= 1/2(G物+G动) ; s = 2h 3、滑轮组 定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1/ n G ;s = nh 只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G物+G动) ;s = nh 说
6、明:组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G 物+G动) / F求出绳子的股数。然后根 据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 二:重点、难点突破 1、杠杆 : 例 1、如图所示,用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F 的四种不同方向,其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为() A F1 BF2 CF3 DF4 解析 :当杠杆在图示位置精致不动时,杠杆处于平衡状态,此时杠杆所受阻力大小等于 物体的重力, 因而可知阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,可知动力和动力臂的乘 积也保持不变, 所以当动力臂最大时所用的拉力最小。当杠杆上力的作用点和支点都固定不 变时
7、,当所用力的方向跟支点和力的作用点之间的连线垂直时,力臂最长,故力F2 最小 答案: B 小练习: 1、下列属于费力杠杆的是() 2、一根杆秤,如果秤砣被磨损掉一部分,用它称得的质量将比被称物体的实际质量() A 偏大 B偏小 C相等 D无法判定 4 答案 :1、D 2、 A 2、滑轮和滑轮组: 例 2、同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如下图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙, 不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则() AF甲F乙F丙 BF 甲F乙 F丙 CF甲F乙F丙 DF甲F乙F丙 解析 :当用滑轮或滑轮组拉着同一物体沿相同水平地面做匀速直线运动时,机械所克服 的阻力为地面对物体产生
8、的摩擦力,即三种情况下所克服的阻力(f )相同。甲种情况使用 的为定滑轮,所用拉力F 甲 = f ;乙种情况使用的是动滑轮,所用拉力F甲 = 1/2 f ;丙 种情况为滑轮组,该滑轮组有三股绳子向左拉物体,所用拉力F甲 = 1/3 f 。故答案为B 答案 :B 小练习: 1、一位同学双手的最大拉力为500N,现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,若 不计滑轮重和摩擦,最多能提起的物重为() 1500N 1000N 500N 250N 2、关于使用滑轮组的论述,较全面的是: A、既可以省力,又可以省距离 B、有时既能省力,又能改变力的方向 C、一定可以省力,但不能改变力的方向 D、一定可以
9、改变力的方向,省力与否要具体分析 答案 :1、A 2、B 三:综合训练 一:填空题 : 1、一长直扁担长15m ,前端挂200N 的货,后端挂300N的货,则肩膀应该位于离扁担前端 _m处,才能使扁担平衡,平衡后肩受到的压力为_N (不计扁担的重力) 2、 如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,测力计的示数为 N,如果不计滑轮重 和摩擦,物体A的重力为 N。 5 3在图 1 所示的两种常用工具中,属于省力杠杆的是 (选填“甲”或“乙”) 使 用这两种工具都省功 ( 选填“能”或“不能”) 4、如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为G 的物体。 为使杠杆平衡,
10、 应在杠杆上的 _点施加一个作用力,才能使作用力最小, 该最小作用力与物重G的比值是 _。 5、 如图 2 所示,物体 A 和 B 的质量相等(滑轮重力不计) ,当分别用力匀速提升物体A 和 B时, FAFB= 。 6、钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图3,它是一个 _杠杆,其支点位于图中的 _点要使钓起鱼时省力一些,则钓鱼者两只手之间的距离应_一些(填增大 或减小) 7、如图4,利用定滑轮匀速提升重物G,需要拉力F或F,F和F大小的关系是F F。 (填大于、小于、等于) 图 1 图 3 图 7 6 图 7 8、 一辆汽车不小心陷入了泥潭中,司机按图 5 所示的甲乙两种方式可将汽车从泥潭中拉出
11、, 其中省力的是图。 9、如图 6 所示,动滑轮重为50N,绳重和摩擦不计,人对绳子的拉力是260N,则物体的重 是 N;若重物上升的高度是02m ,则绳子自由端下降 m。 ZxxkCom 10如图 7,每个钩码重049,杠杆上每格长度相等,现用一弹簧测力计要求钩在支点右 侧,使它的示数为098,且杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计应钩在点处,拉 力的方向应 _;如要求弹簧测力计钩在支点左侧,使它的示数为049,且杠杆仍 保 持平衡,则弹簧测力计应钩在_点处,拉力方向应_。 二、选择题 1、小星学习了杠杆后,他把了解到的杠杆进行了分类,如图所示其中作用特点相同的一 组是() 图 5 图 4
12、图 6 7 2、在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了() A减小摩擦 B使每组数据更准确 C多次测量取平均值减小误差 D获取多组实验数据归纳出物理规律 3、如图8 所示 , 是用道钉撬撬道钉的示意图。当道钉对道钉撬 的阻力 F2是 4000N时,要把道钉撬起, 需要的动力F1最小为(不 计道钉撬重) () A、20N B、200N C 、2000N D、20000N 4、学校国旗的旗杆下有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗 就会上升,对该滑轮的说法,正确的是() A、这是一个动滑轮,可省力 B、这是一个定滑轮,可省力 C、这是一个动滑轮,可改变力的方向 D、这是一个定滑
13、轮,可改变力的方向 5、在右图中,四种简单机械使用时,能省力的是() 6、下列关于F1 力臂的作图中,正确的是:() 图 8 8 7、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 8、 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, 力 F在这个过程中() A 变大 B变小 C不变 D先变大后变小 9、 一不法商贩在秤砣上粘了一小铅片,用这样的杆秤测得物体的质量比实际质量() A偏大 B偏小 C相同 D
14、都有可能 10、如图 9,O为支点,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,则这个杠杆为() A一定省力 B一定费力 C不省力也不费力 D都有可能 三、作图题 1如图 10 所示,用裁纸刀裁纸加在裁纸刀上的动力为F,支点在O点,请在图中画出动力 臂并用l标明 图 10 图 9 9 2 如图 11 所示请你画出利用滑轮组向下用力提起木箱的绕绳方法 3如图 16 所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,为杠杆的支点。请在杠杆 的端点 B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图,并作出Fl和 F2的力臂l1和l2。 四、实验题 1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
15、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进行实验和收集证据,并 设计了如下的实验方案: 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 图 11 图 16 10 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=10Nkg) 。 (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:。 参考答案: 一:填空题: 1、09 500 2、54 126 3、乙不能 4、A 1/4 5、12 6、费力 A 增大 7、等于 8、乙 9、730 06 10、F 竖直向下 A 竖直向上 二:选择题: 1、D 2 、D 3、A 4、D 5、A 6、C 7、 D 8、A 9、B 10、D 三:作图题: 1、 2、 11 四:实验题: 1、 (1) 15 82 (2) O (3) 动力动力臂=阻力阻力臂
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