（課標(biāo)通用）甘肅省2019年中考物理總復(fù)習(xí) 第四單元 簡單機(jī)械 功和機(jī)械能 第9講 簡單機(jī)械課件.ppt

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1、第四單元簡單機(jī)械 功和機(jī)械能 第9講簡單機(jī)械 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理考點(diǎn)一杠桿1.定義:一根硬棒,在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就是杠桿。2.五要素 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理3.平衡條件(1)杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。目的:可以方便地從杠桿上讀出力臂的大小;消除杠桿自身重力產(chǎn)生的力矩。調(diào)節(jié)方法與天平的調(diào)節(jié)相同:左偏右調(diào)、右偏左調(diào)。(3)杠桿的平衡條件(或杠桿原理):動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂。 公式:F1l1=F2l2。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理4.分類

2、 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理特 別 提 示 (1)杠桿有可能是直的,也有可能是彎曲的。(2)動(dòng)力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。(3)畫力臂的方法:(4)應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿,當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí),應(yīng)選擇省力杠桿;當(dāng)為了使用方便,省距離時(shí),應(yīng)選費(fèi)力杠桿;又省力又 省距離的杠桿是不存在的。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理考點(diǎn)二滑輪與滑輪組 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理方 法 技 巧分析繩子段數(shù)的方法截線法:此法是在定滑輪和動(dòng)滑輪之間作一條水平輔助線,假

3、設(shè)它把滑輪組的繞線“截?cái)唷?。水平線與繩的截點(diǎn)數(shù)就是“繩子的段數(shù)”;當(dāng)繩的末端從定滑輪出來這根不算,從動(dòng)滑輪上去的這根則算。特殊情況:如丙圖,末端繩子雖然從定滑輪出來,但人拉繩和重物連在一起,這段也必須算,n=3。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理考點(diǎn)三斜面與輪軸1.斜 面(1)定義:一個(gè)與水平面成一定夾角的傾斜平面。(2)特點(diǎn):省力但費(fèi)距離。(3)舉例:盤山公路、飲料瓶瓶蓋、螺絲釘、螺旋千斤頂?shù)取Ｌ?別 提 示用F表示沿斜面作用在物體上的力,s表示斜面長,h表示斜面高,物重為G。理想情況下,根據(jù)功的原理,得W=Fs=Gh,變形得 ,當(dāng)高度h一定時(shí),斜面越長,斜面的傾角越小,斜

4、面越平緩,越省力。2.輪 軸(1)定義:由輪和軸組成,能繞共同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械叫作輪軸; 半徑較大的是輪,半徑較小的是軸。(2)實(shí)質(zhì):能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理規(guī) 律 總 結(jié)如圖所示,R為輪半徑,r為軸半徑,F 1為作用在輪上的力,F2為作用在軸上的力,根據(jù)杠桿平衡條件有F1R=F2r(動(dòng)力輪半徑=阻力軸半徑)。可知:當(dāng)動(dòng)力作用在輪上,則輪軸為省力杠桿;動(dòng)力作用在軸上,則輪軸為費(fèi)力杠桿。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理 考

5、點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 圖 解 物 理 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法1簡單機(jī)械作圖典 題 1(2018寧夏)如圖所示是小李將一根均勻木棒抬起的瞬間。請(qǐng)畫出木棒所受重力的示意圖及動(dòng)力F的力臂L。答 案 :如圖所示:解 析 :過物體的重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段,并 用符號(hào)G表示;過O點(diǎn)向F的作用線作垂線,垂線段的長l就是該力的力臂。如答案圖所示。 考 法 1 考 法 2 考 法 3方 法 歸 納畫重力示意圖的關(guān)鍵是要把握它的三要素。畫杠桿的力臂則要找準(zhǔn)支點(diǎn)和力的作用線,并從支點(diǎn)向力的作用線作垂線。在力臂的考查中經(jīng)常涉及最小力的問題,注意當(dāng)力臂最大時(shí),力最小。滑輪組的作

6、圖最主要的是確定動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì)應(yīng)練1請(qǐng)畫出門手柄受到的壓力F的力臂。 答 案 : 如圖所示 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì)應(yīng)練2(2018青海)如圖所示,請(qǐng)畫出最省力的繞線方法,并作出重物所受重力的示意圖。 考 法 1 考 法 2 考 法 3解 析 : 要使滑輪組最省力,需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多,所以繩子要系在動(dòng)滑輪上面的掛鉤上,依次向外繞線;過物體的重心,作豎直向下的重力G,如答案圖所示。 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法2杠桿的平衡條件及其應(yīng)用典題2如圖所示的杠桿正處于水平平衡,若把杠桿的兩端各加一個(gè)鉤碼,杠桿將()A.還繼續(xù)處于水

7、平平衡B.右端下降,左端上升C.右端上升,左端下降 D.無法確定杠桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 考 法 1 考 法 2 考 法 3思 路 導(dǎo) 引審 先通讀題干,明確此題主要考查對(duì)杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用。析 杠桿的平衡條件是:動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂,此時(shí)杠桿處于水平平衡,鉤碼對(duì)杠桿的拉力與杠桿垂直,所以可以用拉力作用點(diǎn)到支點(diǎn)格子數(shù)代替力臂大小;鉤碼對(duì)杠桿的拉力大小等于鉤碼重力,可以用鉤碼個(gè)數(shù)代替拉力大小。哪端鉤碼個(gè)數(shù)與拉力作用點(diǎn)到支點(diǎn)格子數(shù)的乘積大,哪端下降,若相等,則保持平衡不變。由此可得出兩端各加一個(gè)鉤碼后杠桿右端下降。 判 根據(jù)以上分析,選項(xiàng)B正確。 考 法 1 考 法 2 考 法 3答 案 :B方 法

8、 歸 納杠桿的平衡條件:動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂,考查時(shí)往往涉及動(dòng)態(tài)的變化過程,哪端的力和力臂的乘積大,哪端就下沉,若相等,則杠桿是平衡的。其實(shí),杠桿的分類也是平衡條件的具體應(yīng)用。近幾年的中考加大了綜合能力的考查,杠桿一般與壓強(qiáng)、浮力等知識(shí)綜合考查,難度較大。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì) 應(yīng) 練 3(2017山東棗莊)圖示為小明探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài),若在C處逐漸改變彈簧測力計(jì)拉力的方向,使其從,則拉力的變化情況是(A)A.先變小后變大B.先變大后變小C.逐漸變大D.逐漸變小 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì) 應(yīng) 練 4如圖所示是生活中幾種常

9、見的杠桿,其中屬于費(fèi)力杠桿的是( D )對(duì) 應(yīng) 練 5如圖所示,杠桿在水平位置平衡,下列操作仍能讓杠桿在水平位置保持平衡的是 ( C )A.兩側(cè)鉤碼同時(shí)向外移一格B.兩側(cè)鉤碼同時(shí)向內(nèi)移一格C.左側(cè)的鉤碼向內(nèi)移一格,右側(cè)減去一個(gè)鉤碼 D.在兩側(cè)鉤碼下方同時(shí)加掛一個(gè)相同的鉤碼 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法3滑輪和滑輪組的相關(guān)計(jì)算典 題 3(2017浙江杭州改編)如圖所示裝置,在水平拉力F的作用下,物體M沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知彈簧測力計(jì)讀數(shù)為10 N,物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1 m/s(若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦),那么在此過程中 ()A.物體M與地面間的摩

10、擦力為5 NB.物體M與地面間的摩擦力為10 NC.物體M與地面間的摩擦力為20 N D.彈簧測力計(jì)運(yùn)動(dòng)速度為0.5 m/s 考 法 1 考 法 2 考 法 3答 案 :C解 析 :如題圖所示,此滑輪為動(dòng)滑輪,n=2,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),Ff=2F=210 N=20 N,故A、B錯(cuò)誤,C正確;物體移動(dòng)的路程s物=v物t,拉力移動(dòng)的距離:s=2s物=2v物t,彈簧測力計(jì)運(yùn)動(dòng)的速度v= =2v物=2 m/s,故D錯(cuò)誤。方 法 歸 納解答此類題的關(guān)鍵是理解滑輪的作用,在本題中滑輪為動(dòng)滑輪,省一半的力,費(fèi)一倍的距離。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì) 應(yīng) 練 6(2017四川宜賓改編)如圖所示,動(dòng)

11、滑輪下面掛著重為5.4 N的物體,現(xiàn)用2.4 N的拉力,不計(jì)一切摩擦和繩重,把物體勻速提升10 cm,則繩子自由端通過0.3m,動(dòng)滑輪的重力為1.8 N,拉力所做功為0.72 J。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì) 應(yīng) 練 7(2017浙江臺(tái)州)小柯用圖中裝置提升重為400 N的物體,不計(jì)摩擦和滑輪自重,下列說法正確的是(C)A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪B.人將繩子拉過1 m,物體也上升1 mC.物體勻速上升時(shí),人對(duì)繩子的拉力為200 ND.使用該裝置不能省力,但能改變力的方向 命 題 點(diǎn)命題點(diǎn)探究杠桿的平衡條件1.實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)或支架、帶刻度的杠桿、鉤碼。2.實(shí)驗(yàn)要求:(1)組裝器材,不掛任

12、何鉤碼,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,這樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出(同時(shí)也是為了消除杠桿自身重力的影響);(2)在杠桿左、右兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,使杠桿在水平位置重新平衡;(3)讀出動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂,填寫實(shí)驗(yàn)記錄表次數(shù)1,并計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中F 1L1和F2L2的數(shù)值;(4)改變力及力臂的大小,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟(2)、(3)(要求每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)改變鉤碼數(shù)目和懸掛位置),填寫實(shí)驗(yàn)記錄表次數(shù)2;(5)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,整理實(shí)驗(yàn)器材。 命 題 點(diǎn) 3.實(shí)驗(yàn)記錄表:4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿的平衡條件:動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂或F 1L1=F2L2。 命 題 點(diǎn)

13、 典 題 (2018山東青島)實(shí)驗(yàn)探究:探究杠桿的平衡條件 命 題 點(diǎn) 命 題 點(diǎn) 答 案 :(1)F1L1=F2L2(2)c(3)見解析解 析 :(1)第一次數(shù)據(jù):1 N0.1 m=2 N0.05 m,F1L1=F2L2,第二組數(shù)據(jù):1.5 N0.05 m=0.5 N0.15 m,F1L1=F2L2,第三組數(shù)據(jù):2 N0.15 m=1.5 N0.2 m,F1L1=F2L2,故杠桿的平衡條件為F1L1=F2L2。(2)如果實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少,實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論具有偶然性,不具有普遍性,實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出,這樣才能有效地避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果偶然性出現(xiàn),故選c;(3)畫出其動(dòng)力臂。方法歸納 探究

14、杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中分析杠桿的平衡條件關(guān)鍵 是要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101.(2015甘肅省卷)用如圖所示的滑輪或滑輪組,將同一物體勻速提高h(yuǎn),最省力的是(滑輪重不計(jì))(D) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 102.(2015甘肅省卷)如圖所示的簡單機(jī)械,在使用中屬于費(fèi)力杠桿的是(D) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10解 析 : 核桃夾在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;自行車車把在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;活塞式抽水機(jī)在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿;掃帚在使用過程中,動(dòng)力臂小

15、于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故選D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 103.(2016甘肅省卷)當(dāng)用鑷子夾取物體時(shí),鑷子就相當(dāng)于杠桿(選填“杠桿”“滑輪”或“斜面”),它是一個(gè)費(fèi)力(選填“省力”或“費(fèi)力”)的機(jī)械。 解 析 : 如圖,在使用鑷子時(shí),在動(dòng)力的作用下AC繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),鑷子就相當(dāng)于杠桿;A點(diǎn)是支點(diǎn),AC的長度為阻力臂,AB的長度為動(dòng)力臂,動(dòng)力臂小于阻力臂,所以鑷子是一個(gè)費(fèi)力杠桿。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 104.(2016甘肅蘭州)一個(gè)重為300 N的物體Q,底面積400 cm2,將其放在水平地面上,它對(duì)地面的壓強(qiáng)是7 500Pa。如圖所示,現(xiàn)將物體Q掛在杠桿的B端,在A端

16、懸掛一個(gè)重為100 N的物體P,使杠桿在水平位置平衡,忽略杠桿自重的影響,若OA OB=2 5,那么地面對(duì)物體Q的支持力為260N。 力的作用是相互的,所以杠桿對(duì)物體Q的拉力F 拉=F2=40 N,對(duì)Q進(jìn)行受力分析,有GQ=F拉+F支,所以地面對(duì)物體Q的支持力為F支=GQ-F拉=300 N-40 N=260 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 105.(2016甘肅天水)如圖所示,在B端施加一個(gè)最小的力Fg,使杠桿平衡,請(qǐng)畫出此力,并畫出FA的力臂。答 案 :如圖所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 106.(2017甘肅天水)如圖所示,質(zhì)地均勻的圓柱形細(xì)木棒放在地面上,另一端與支點(diǎn)

17、O連接,在圖中畫出木棒所受重力的示意圖、重力的力臂。答 案 : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 107.(2017甘肅省卷)圖示為生活中使用的“開瓶起子”,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出作用在“開瓶起子”上動(dòng)力F1的力臂和阻力F2的示意圖。答 案 : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 108.(2018甘肅省卷)如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖,O為支點(diǎn),畫F1、F2的力臂L1和L2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 109.(2016甘肅蘭州)如圖所示,杠桿AOB在力的作用下處于平衡狀態(tài),請(qǐng)畫出圖中貨箱的受力示意圖和拉力FT的力臂l。答 案 :如圖所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10解 析 :

18、 (1)貨箱處于平衡狀態(tài),受到的重力和拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,過箱子的重心,分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條有向線段,并分別用G和F表示;(2)從支點(diǎn)到力的作用線引垂線作出力臂,并標(biāo)上字母符號(hào)L,如圖所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010.(2018甘肅蘭州)一根質(zhì)量忽略不計(jì)的杠桿,支點(diǎn)為O,在A點(diǎn)懸掛一重為20 N的物體G。為使杠桿在水平位置保持平衡,還要給杠桿施加一個(gè)大小為12 N,方向豎直向上的拉力F2,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出:(1)拉力F1的力臂L1;(2)拉力F2的示意圖。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答 案 :如圖所示 解 析 : (1)在A點(diǎn)懸掛物體G,則物體對(duì)杠桿的拉力F1是豎直向下的,過支點(diǎn)O作力F 1作用線的垂線段,即為F1的力臂L1;(2)設(shè)杠桿上一個(gè)小格的長為L,拉力F2作用在n格處,根據(jù)杠桿平衡條件可得:F13L=F2nL,代入數(shù)據(jù)得n=5。因?yàn)槔1的方向豎直向下,已知拉力F2的方向豎直向上,所以為了使杠桿平衡,則F2與F1應(yīng)作用在支點(diǎn)的同側(cè)(即F2作用在O點(diǎn)左側(cè)5格處),過F2的作用點(diǎn)沿豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段,并標(biāo)出力的大小,如答案圖所示。