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中考物理一轮复习第14课时 杠杆和滑轮
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这是一份中考物理一轮复习第14课时 杠杆和滑轮，共32页。PPT课件主要包含了考点一杠杆，杠杆基本知识，阻力作用线，固定点，动力作用线，杠杆的分类，考点二滑轮，F1G，snh，s2h等内容，欢迎下载使用。
[点拨] 作最小力的步骤:(1)定点(找最小力作用点):在杠杆上找出离支点最远的点就是最小力的作用点。(2)连线:连接作用点与支点,该线段为最大力臂。(3)定向:过作用点作力臂的垂线,根据实际,动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动,从而确定动力的方向(定向原则:动力与阻力使杠杆转动的方向相反)。
[点拨] 判断承担物重绳子段数的方法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,与动滑轮相连的绳子段数即承担物重的绳子的段数。
探究一 杠杆的理解及作图
例1小明帮妈妈提起旅行箱上楼梯台阶时,感觉比在水平地面上拉旅行箱费力,如图14-1所示是小明上完楼梯后拉着拉杆旅行箱在水平地面上静止时的情景(O是轮子的转轴),他认真思考后发现:水平地面上拉动时之所以感觉不同,是因为可把拉杆旅行箱看成一个以 (选填“A”或“O”)点为支点的 (选填“省力杠杆”或“费力杠杆”)。
【变式1】 下列关于杠杆的说法中,正确的是( )A.杠杆必须是一根直棒B.有力作用在杠杆上,不一定能使杠杆平衡C.作用在杠杆上的力,其力臂不可能为零D.力臂就是力的作用点到支点的距离
[解析] 杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,故A错误;只有静止或匀速转动的杠杆才处于平衡状态,有力作用在杠杆上,杠杆不一定静止或匀速转动,还可能是加速或减速转动,因而不一定平衡,故B正确;当力的作用线通过支点时,这个力的力臂为零,故C错误;力臂是支点到力的作用线的距离,故D错误。
【变式2】 [2017·徐州] 如图14-2所示,用绳子将电线杆竖起,请画出此时拉力F的力臂l。
探究二 杠杆的平衡条件及其应用
例2 [2017·连云港] 如图14-3所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50 g,若在A、B两处各加1个钩码,那么杠杆( )A.右边向下倾斜 B.左边向下倾斜C.仍保持水平位置平衡 D.无法确定是否平衡
例3 [2017·淮安] 如图14-4所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5 N),用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点,使杠杆再次平衡,则弹簧测力计的示数为 N;在将弹簧测力计转向图中虚线方向的过程中,始终保持杠杆平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式1】 在例3的基础上继续实验,当弹簧测力计在B点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,改变钩码的个数,使杠杆在水平位置平衡时,如图14-5所示。已知杠杆上每个小格长度为2 cm,则拉力的动力臂为 m,此时为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,弹簧测力计的示数为 N,此时钩码总重为 N。
[解析] 杠杆上每个小格长度为2 cm,则支点到拉力作用点的距离为0.16 m,运用勾股定理可知动力臂长为0.08 m;阻力臂长2 cm×4=8 cm=0.08 m,所以为等臂杠杆;由题图可知,弹簧测力计的示数为4 N,则钩码总重也为=4 N。
[答案] 0.08 等臂 4 4
【变式2】 如图14-6所示是人抬独轮车车把时的简化示意图,此时独轮车相当于一个 杠杆;若动力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200 N,则抬起车把的力F为 N。
[答案] 省力 400
【变式3】 如图14-7所示为一个可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,保持重物静止不动,使绳绕A点从图示位置沿图中的虚线CD转动,则( )A.逆时针转,F先变小后变大B.顺时针转,F先变小后变大C.顺时针转,F先变大后变小D.逆时针转,F先变大后变小
【变式4】 如图14-8所示,在异型杠杆的N端挂一重物,在M点施加一个最小的动力F1使杠杆平衡,试画出这个最小的动力F1和杠杆N点受到的阻力F2。
【变式5】 [2018·常熟市模拟] 如图14-9所示的杆秤,挂重物的A端无法移动,手提提纽,靠移动B端秤砣使杆秤平衡,读出秤上示数称量。(1)秤砣的质量为100 g,秤杆的质量忽略不计。秤杆水平静止时,OA=5 cm,OB=20 cm,则所称重物的质量为 g。 (2)若所称重物的质量减小,应把B处的秤砣向 (选填“靠近”或“远离”)提纽O的方向移动才能使杆秤再次水平静止。 (3)若要使该杆秤能称取质量更大的重物(即增大它的量程),除了可以增大秤砣质量以外,可通过将提纽 (选填“向左”或“向右”)移动一定距离来实现。
例4 [2018·南京市潥水区一模] 小明为了探究定滑轮和动滑轮的特点,做了以下实验: (1)探究定滑轮的特点时,做的实验如图14-10甲所示,据此可证明:使用定滑轮 。 (2)探究动滑轮的特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如图乙所示,据此可知:使用动滑轮 。 (3)小雯探究时利用如图丙所示装置进行实验,并记录了数据如下表所示。
通过分析数据,她觉得与书中的结论偏差。请回答下列问题:①该实验中出现这样结果的主要原因是 。 ②请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见: 。
[答案](1)能改变力的方向,但不能省力(2)能省力(3)①测量拉力时忽略了弹簧测力计的重力②将图丙(b)中弹簧测力计倒过来重新调零后使用[解析] (1)从题图甲中可看出,三种情况下,每次拉力的方向都不相同,即实验过程中不断改变拉力的方向,弹簧测力计的示数都为1 N,等于物重,可得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。(2)在图乙中,拉力F=0.6 N
【变式2】 [2017·淮安] 画出图14-12中使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。
突破 探究杠杆的平衡条件 【实验梳理】
例[2018·泰州市海陵区一模改编] 在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图14-13甲所示的位置,此时杠杆处于_______ (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应向 调节平衡螺母,这样做的好处是 。
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6 N、l1=20 cm、F2=4 N和l2=30 cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论? ,理由是 。 (3)如果利用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重0.5 N,杠杆平衡时弹簧测力计的示数应为______ N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若弹簧测力计的量程是0~2.0 N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。
一次实验具有偶然性,应多测几组数据得到普遍结论
(4)小光用另一杠杆进行实验时,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,主要是因为 。(选填字母) A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多(5)在探究实验中部分同学们还得出这样的结论:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就平衡。a.你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的。 b.如何用图丁的装置来验证你的观点?答: 。
保证悬挂点位置不变,将弹簧测力计斜向右下或左下拉
(6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;②如图戊所示,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,向 (选填“左”或“右”)移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的 到支座的距离L2; ③根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m= 。(用题目中所给物理量表示) (7)图14-14为某些正在使用中的杠杆,其中属于费力杠杆的是 。
[点拨] 作最小力的步骤:(1)定点(找最小力作用点):在杠杆上找出离支点最远的点就是最小力的作用点。(2)连线:连接作用点与支点,该线段为最大力臂。(3)定向:过作用点作力臂的垂线,根据实际,动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动,从而确定动力的方向(定向原则:动力与阻力使杠杆转动的方向相反)。
[点拨] 判断承担物重绳子段数的方法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,与动滑轮相连的绳子段数即承担物重的绳子的段数。
探究一 杠杆的理解及作图
例1小明帮妈妈提起旅行箱上楼梯台阶时,感觉比在水平地面上拉旅行箱费力,如图14-1所示是小明上完楼梯后拉着拉杆旅行箱在水平地面上静止时的情景(O是轮子的转轴),他认真思考后发现:水平地面上拉动时之所以感觉不同,是因为可把拉杆旅行箱看成一个以 (选填“A”或“O”)点为支点的 (选填“省力杠杆”或“费力杠杆”)。
【变式1】 下列关于杠杆的说法中,正确的是( )A.杠杆必须是一根直棒B.有力作用在杠杆上,不一定能使杠杆平衡C.作用在杠杆上的力,其力臂不可能为零D.力臂就是力的作用点到支点的距离
[解析] 杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,故A错误;只有静止或匀速转动的杠杆才处于平衡状态,有力作用在杠杆上,杠杆不一定静止或匀速转动,还可能是加速或减速转动,因而不一定平衡,故B正确;当力的作用线通过支点时,这个力的力臂为零,故C错误;力臂是支点到力的作用线的距离,故D错误。
【变式2】 [2017·徐州] 如图14-2所示,用绳子将电线杆竖起,请画出此时拉力F的力臂l。
探究二 杠杆的平衡条件及其应用
例2 [2017·连云港] 如图14-3所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50 g,若在A、B两处各加1个钩码,那么杠杆( )A.右边向下倾斜 B.左边向下倾斜C.仍保持水平位置平衡 D.无法确定是否平衡
例3 [2017·淮安] 如图14-4所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5 N),用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点,使杠杆再次平衡,则弹簧测力计的示数为 N;在将弹簧测力计转向图中虚线方向的过程中,始终保持杠杆平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式1】 在例3的基础上继续实验,当弹簧测力计在B点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,改变钩码的个数,使杠杆在水平位置平衡时,如图14-5所示。已知杠杆上每个小格长度为2 cm,则拉力的动力臂为 m,此时为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,弹簧测力计的示数为 N,此时钩码总重为 N。
[解析] 杠杆上每个小格长度为2 cm,则支点到拉力作用点的距离为0.16 m,运用勾股定理可知动力臂长为0.08 m;阻力臂长2 cm×4=8 cm=0.08 m,所以为等臂杠杆;由题图可知,弹簧测力计的示数为4 N,则钩码总重也为=4 N。
[答案] 0.08 等臂 4 4
【变式2】 如图14-6所示是人抬独轮车车把时的简化示意图,此时独轮车相当于一个 杠杆;若动力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200 N,则抬起车把的力F为 N。
[答案] 省力 400
【变式3】 如图14-7所示为一个可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,保持重物静止不动,使绳绕A点从图示位置沿图中的虚线CD转动,则( )A.逆时针转,F先变小后变大B.顺时针转,F先变小后变大C.顺时针转,F先变大后变小D.逆时针转,F先变大后变小
【变式4】 如图14-8所示,在异型杠杆的N端挂一重物,在M点施加一个最小的动力F1使杠杆平衡,试画出这个最小的动力F1和杠杆N点受到的阻力F2。
【变式5】 [2018·常熟市模拟] 如图14-9所示的杆秤,挂重物的A端无法移动,手提提纽,靠移动B端秤砣使杆秤平衡,读出秤上示数称量。(1)秤砣的质量为100 g,秤杆的质量忽略不计。秤杆水平静止时,OA=5 cm,OB=20 cm,则所称重物的质量为 g。 (2)若所称重物的质量减小,应把B处的秤砣向 (选填“靠近”或“远离”)提纽O的方向移动才能使杆秤再次水平静止。 (3)若要使该杆秤能称取质量更大的重物(即增大它的量程),除了可以增大秤砣质量以外,可通过将提纽 (选填“向左”或“向右”)移动一定距离来实现。
例4 [2018·南京市潥水区一模] 小明为了探究定滑轮和动滑轮的特点,做了以下实验: (1)探究定滑轮的特点时,做的实验如图14-10甲所示,据此可证明:使用定滑轮 。 (2)探究动滑轮的特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如图乙所示,据此可知:使用动滑轮 。 (3)小雯探究时利用如图丙所示装置进行实验,并记录了数据如下表所示。
通过分析数据,她觉得与书中的结论偏差。请回答下列问题:①该实验中出现这样结果的主要原因是 。 ②请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见: 。
[答案](1)能改变力的方向,但不能省力(2)能省力(3)①测量拉力时忽略了弹簧测力计的重力②将图丙(b)中弹簧测力计倒过来重新调零后使用[解析] (1)从题图甲中可看出,三种情况下,每次拉力的方向都不相同,即实验过程中不断改变拉力的方向,弹簧测力计的示数都为1 N,等于物重,可得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。(2)在图乙中,拉力F=0.6 N
【变式2】 [2017·淮安] 画出图14-12中使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。
突破 探究杠杆的平衡条件 【实验梳理】
例[2018·泰州市海陵区一模改编] 在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图14-13甲所示的位置,此时杠杆处于_______ (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应向 调节平衡螺母,这样做的好处是 。
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6 N、l1=20 cm、F2=4 N和l2=30 cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论? ,理由是 。 (3)如果利用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重0.5 N,杠杆平衡时弹簧测力计的示数应为______ N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若弹簧测力计的量程是0~2.0 N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。
一次实验具有偶然性,应多测几组数据得到普遍结论
(4)小光用另一杠杆进行实验时,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,主要是因为 。(选填字母) A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多(5)在探究实验中部分同学们还得出这样的结论:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就平衡。a.你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的。 b.如何用图丁的装置来验证你的观点?答: 。
保证悬挂点位置不变,将弹簧测力计斜向右下或左下拉
(6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;②如图戊所示,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,向 (选填“左”或“右”)移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的 到支座的距离L2; ③根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m= 。(用题目中所给物理量表示) (7)图14-14为某些正在使用中的杠杆,其中属于费力杠杆的是 。
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