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中考总复习物理（河北）第11章 简单机械课件
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这是一份中考总复习物理（河北）第11章 简单机械课件，共60页。PPT课件主要包含了第一节滑轮，目录河北·中考，机械效率，考点1，小于1，不能省功，定滑轮和动滑轮，考点2，滑轮组，考点3等内容，欢迎下载使用。
考点1 机械效率考点2 定滑轮和动滑轮考点3 滑轮组命题角度 滑轮组的分析与计算测量性实验实验 测量滑轮组的机械效率
版本导航 人教:八下第十二章 教科:八下第十一章
1.有用功:无论是否使用机械,必须要做的功,叫有用功,用W有表示.2.额外功:使用机械时,并非我们需要而又不得不做的功,叫额外功,用W额表示.3.总功:① 功与② 功之和,叫总功.W总=W有+W额. 4.机械效率(1)定义:物理学中,将有用功跟总功的比值叫机械效率.(2)计算公式:η=③ . (3)理解:机械效率反映了机械做功性能的好坏,使用任何机械都不可避免地要做额外功,故有用功总是④ 总功,机械效率总是⑤ ,使用任何机械都⑥ . (4)机械效率的影响因素:机械自重、摩擦、被提升物体的重力等.
1.定滑轮(1)定义:工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮.(2)工作特点:可以改变力的方向;不省力(忽略绳重和摩擦,F=⑦ ),也不省距离(s=⑧ ,v绳=⑨ ). (3)与杠杆的关系:是一个以轴为支点,以轮半径为力臂的⑩ 杠杆.
2.动滑轮(1)定义:工作时轴随物体一起移动的滑轮叫动滑轮.(2)工作特点:省力(忽略动滑轮重、绳重和摩擦,F=（11） ;动滑轮重不可忽略时,F=(12) ),费距离(s=(13) ,v绳=(14) );(15) 改变力的方向. (3)与杠杆的关系:是一个以轮直径为动力臂、以轮半径为阻力臂,动力臂是阻力臂2倍的(16) 杠杆.
1.定义:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组.2.工作特点(1)省力:忽略动滑轮重、绳重和摩擦,用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的几分之一,F=(17) ;动滑轮重不可忽略时,F=(18) . (2)费距离:用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承重,绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍,s=(19) ,v绳=(20) .
例1 [2019河南](多选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,工人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是（ ）
例2 如图所示,用滑轮组匀速提升重为1 000 N的物体,使物体上升10 m,所用拉力为400 N,不计绳重和摩擦.(1)求滑轮组的机械效率.(2)若用此装置匀速提起重为1 200 N的重物,则拉力为多少牛?
1.[2020重庆B]如图所示,是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组.提升货物A的质量为2.7×103 kg,30 s内货物A被匀速提升了3 m,动滑轮的重力为3×103 N(不计起重机钢绳重和一切摩擦,g取10 N/kg).下列分析中正确的是( )A.钢绳自由端的移动速度为0.1 m/sB.拉力F的功率为1.5×103 W C.滑轮组的机械效率为90%D.钢绳的拉力F的大小为1.0×104 N
2.[2019湖北襄阳]工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600 N的货物匀速提升了2 m,做了1 500 J的功.求:(1)滑轮组的机械效率;(2)当他用400 N的拉力匀速提升其他货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重力.
实验 测量滑轮组的机械效率
考法总结【实验器材】滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】如图所示.
【实验原理】【实验操作】(1)弹簧测力计要匀速竖直拉动,这是为了保证弹簧测力计的示数等于绳子的拉力.(2)有用功的计算:W有=Gh.总功的计算:W总=Fs.(3)本实验中多次测量的目的是:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性.【思想方法】(4)控制变量法的应用:①探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系时,需使用同一滑轮组提升不同数量的钩码;②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时,需使滑轮组提升数量相同的钩码,更换重力不同的动滑轮.
【实验分析】(5)分析实验数据可得:①其他条件相同时,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;②其他条件相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.【误差分析】(6)拉力方向要沿竖直方向,否则会导致拉力偏大.(7)弹簧测力计要沿直线匀速拉动,使重物沿直线匀速上升,否则弹簧测力计的示数与绳子的拉力大小不相等.(8)不可以在弹簧测力计静止时进行读数,因为装置静止时各处的摩擦力和拉动时是不相等的,静止时弹簧测力计的读数一般偏小.
一题通关例 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如下表.
(1)在实验中,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数. (2)第1次实验测得的机械效率为 . (3)分析表中数据可知:第2次实验是用图 所示的实验装置完成的;第4次实验是用图 所示的实验装置完成的.(均选填“a”“b”或“c”) (4)分析第1、2次实验的数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率.
(5)分析第1、3次实验的数据可知:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 . (6)分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 . (7)小明认为,实验过程中,若在弹簧测力计处于静止状态时读数,可使测得的拉力大小更精确.你认同这种说法吗?理由是:__________________________________________ . (8)综合上述结论,提高机械效率的方法有:增大有用功,或 (选填“增大”或“减小”)额外功.
不认同,弹簧测力计静止时读数与拉动时不同
创新预测1.在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想.猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关.猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关.为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计.小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示.
请你解答如下问题.(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 .根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式. (2)分析表中数据可知,用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”). (3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 .
考点梳理考点1 杠杆模型考点2 杠杆平衡条件考点3 杠杆的分类及应用教材图片解读命题角度1 杠杆作图命题角度2 杠杆平衡条件的应用探究性实验实验 探究杠杆的平衡条件
1.定义:在力的作用下能绕着① 转动的硬棒叫杠杆. 2.杠杆的五要素(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,常用字母② 表示. (2)动力:使杠杆③ 的力,常用字母④ 表示. (3)阻力:⑤ 杠杆转动的力,常用字母⑥ 表示. (4)动力臂:从支点到动力作用线的⑦ ,常用字母l1表示. (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的⑧ ,常用字母l2表示.
1.平衡状态:杠杆在动力和阻力的作用下,处于⑨ 状态或⑩ 状态. 2.平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;用公式表示为（11） .
人教八下P80图12.1-6
【命题总结】(1)摩擦力和压强大小的影响因素(2)杠杆的分类(3)力的作用效果(4)杠杆平衡条件的应用(5)杠杆作图
【一题通关】1.如图甲所示的钳子是人们日常生活中常用的工具.(1)钳柄上刻有花纹,是通过增大_ ________ 来增大手和钳柄之间的摩擦的;钳口做得较薄,是为了增大 . (2)如图所示,在使用钳子剪铁丝时,钳子是一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,用力越大,铁丝越容易被剪断,说明力的作用效果与力的 有关.
(3)某次剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若剪断铁丝需要1 000 N的力,则手至少施加_______ N的力才能将铁丝剪断. 乙(4)将钳子单侧钳柄及相连部分简化成如图乙所示的示意图,其中A点是剪铁丝处,B点为手的用力点,O点为支点,请在图中画出钳子剪铁丝时的动力臂L1.
人教八下P80图12.1-8
【命题总结】(1)杠杆的平衡条件(2)压强的影响因素(3)功、功率的计算(4)压强的计算
【一题通关】2.如图所示为搬运砖头的独轮车,工人师傅用100 N的水平推力,推着总重力为1 100 N的装满砖头的独轮车在水平路面上匀速前进了15 m,用时20 s,独轮车尺寸如图所示.(1)在不改变车子总重力的情况下,为了减小人手向上的力,可以采取的措施是 (写一条即可). (2)为了使独轮车可以在比较松软的路面上顺利行走,它的轮子应做得 (选填“宽大”或“狭窄”)一些.
手向后移动(或将重物向前移动)
(3)在上述过程中,工人师傅做了 J的功,重力对独轮车做功的功率是 W. (4)图中工人师傅至少要用 N的力才能使支撑架离开地面,此时车轮受到地面的支持力是 N;若工人师傅的重力为600 N,每只脚与地面的接触面积为0.02 m2,则此时工人师傅对地面的压强为 Pa.
类型1 作力臂例1 请画出图中杠杆的动力F的力臂L.
杠杆力臂的作法①首先确定杠杆的支点;②然后分析杠杆所受的力,明确动力和阻力,作出动力和阻力的示意图,必要时要把表示力的线段适当延长;③再从支点向力的作用线引垂线,标出垂足,支点到垂足的距离就是力臂;④最后用大括号或箭头标明力臂,并用相应的字母标注.
类型2 作最小力例2 轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20 cm, AB=30 cm,在B点用细线悬挂重为100 N的物体,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图,标出力的大小
杠杆最小力的作法①首先找到杠杆上离支点最远的点,这个点一般就是最小力的作用点;②连接支点和最小力的作用点,即为最小力的力臂;③作该力臂的垂线,在正确的方向上(动力和阻力使杠杆转动的方向相反,若动力与阻力的作用点在支点同侧,则动力和阻力指向杠杆异侧;若动力与阻力的作用点在支点异侧,则动力和阻力指向杠杆同侧)作出最小力的示意图.
1.[2020重庆A]在图中,力F作用在杠杆的A端,画出它的力臂l.
2.[2020江苏苏州]如图所示,请画出FA的力臂l,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB.
3.[2020辽宁丹东]如图所示,O点是轻质杠杆AOB的支点,杠杆上的C点受到阻力F2的作用.若使杠杆在图中所示位置静止,请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图,并画出动力臂l1和阻力臂l2.
例3 [2020湖南衡阳]如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置,若每个钩码的质量均为50 g,为了让杠杆在水平位置平衡,下列判断正确的是(g=10 N/kg)( )A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉,当示数为 0.5 N 时,杠杆平衡C.用弹簧测力计在B点拉,无论如何改变用力方向都要省力D.用弹簧测力计在A点拉,无论如何改变用力方向都要费力
4.[2020安徽]停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示.我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆.若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120 N,AB=2.8 m,AO=0.3 m.要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F= N.
实验 探究杠杆的平衡条件
考法总结【实验器材】带支架的杠杆、质量相等的钩码若干.【实验装置】如图所示.
【实验操作】(1)实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,具体的做法是杠杆哪端高,平衡螺母就往哪端调.目的是:方便实验过程中测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响.(2)实验时应选择杠杆的中点作为支点,目的是:避免杠杆自重对实验的影响.(3)测量多组实验数据的目的是:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性.【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂.【实验优化】实验时可将一端的钩码换成弹簧测力计.优点是:能够直接测出拉力的大小;可以改变拉力的方向.
一题通关例 小红和小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件.(1)若实验前杠杆静止时如图甲所示,则应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 . (3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把实验数据记录在表格中.多次实验的目的是 . (4)小明根据以上数据得出的杠杆的平衡条件是 .
动力×动力臂=阻力×阻力臂
(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码. (6)杠杆平衡后,将图乙中A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”). (7)如图丙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,然后将弹簧测力计从原位置逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”). (8)实验中小明思考:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力是否会影响杠杆的平衡?请判断并说明理由: .
不影响,因为O点是支点,这个力的力臂为零
创新预测1.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)实验前,当杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若用弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”或“小于”)2.5 N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为 (选填“30°”“45°”或“60°”). (3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m.实验前,调节杠杆水平平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为 .
考点1 斜面考点2 轮轴命题角度 斜面的相关计算
例 [2019唐山路北区一模]在如图所示的斜面上,一工人用200 N的拉力F将一重力为240 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,用时6 s,则此过程中物体受到的拉力 (选填“大于”“等于”或“小于”)斜面对物体的摩擦力,拉力做功的功率为 W,物体受到的摩擦力大小为 N.
考点1 机械效率考点2 定滑轮和动滑轮考点3 滑轮组命题角度 滑轮组的分析与计算测量性实验实验 测量滑轮组的机械效率
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1.有用功:无论是否使用机械,必须要做的功,叫有用功,用W有表示.2.额外功:使用机械时,并非我们需要而又不得不做的功,叫额外功,用W额表示.3.总功:① 功与② 功之和,叫总功.W总=W有+W额. 4.机械效率(1)定义:物理学中,将有用功跟总功的比值叫机械效率.(2)计算公式:η=③ . (3)理解:机械效率反映了机械做功性能的好坏,使用任何机械都不可避免地要做额外功,故有用功总是④ 总功,机械效率总是⑤ ,使用任何机械都⑥ . (4)机械效率的影响因素:机械自重、摩擦、被提升物体的重力等.
1.定滑轮(1)定义:工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮.(2)工作特点:可以改变力的方向;不省力(忽略绳重和摩擦,F=⑦ ),也不省距离(s=⑧ ,v绳=⑨ ). (3)与杠杆的关系:是一个以轴为支点,以轮半径为力臂的⑩ 杠杆.
2.动滑轮(1)定义:工作时轴随物体一起移动的滑轮叫动滑轮.(2)工作特点:省力(忽略动滑轮重、绳重和摩擦,F=（11） ;动滑轮重不可忽略时,F=(12) ),费距离(s=(13) ,v绳=(14) );(15) 改变力的方向. (3)与杠杆的关系:是一个以轮直径为动力臂、以轮半径为阻力臂,动力臂是阻力臂2倍的(16) 杠杆.
1.定义:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组.2.工作特点(1)省力:忽略动滑轮重、绳重和摩擦,用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的几分之一,F=(17) ;动滑轮重不可忽略时,F=(18) . (2)费距离:用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承重,绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍,s=(19) ,v绳=(20) .
例1 [2019河南](多选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,工人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是（ ）
例2 如图所示,用滑轮组匀速提升重为1 000 N的物体,使物体上升10 m,所用拉力为400 N,不计绳重和摩擦.(1)求滑轮组的机械效率.(2)若用此装置匀速提起重为1 200 N的重物,则拉力为多少牛?
1.[2020重庆B]如图所示,是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组.提升货物A的质量为2.7×103 kg,30 s内货物A被匀速提升了3 m,动滑轮的重力为3×103 N(不计起重机钢绳重和一切摩擦,g取10 N/kg).下列分析中正确的是( )A.钢绳自由端的移动速度为0.1 m/sB.拉力F的功率为1.5×103 W C.滑轮组的机械效率为90%D.钢绳的拉力F的大小为1.0×104 N
2.[2019湖北襄阳]工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600 N的货物匀速提升了2 m,做了1 500 J的功.求:(1)滑轮组的机械效率;(2)当他用400 N的拉力匀速提升其他货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重力.
实验 测量滑轮组的机械效率
考法总结【实验器材】滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】如图所示.
【实验原理】【实验操作】(1)弹簧测力计要匀速竖直拉动,这是为了保证弹簧测力计的示数等于绳子的拉力.(2)有用功的计算:W有=Gh.总功的计算:W总=Fs.(3)本实验中多次测量的目的是:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性.【思想方法】(4)控制变量法的应用:①探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系时,需使用同一滑轮组提升不同数量的钩码;②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时,需使滑轮组提升数量相同的钩码,更换重力不同的动滑轮.
【实验分析】(5)分析实验数据可得:①其他条件相同时,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;②其他条件相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.【误差分析】(6)拉力方向要沿竖直方向,否则会导致拉力偏大.(7)弹簧测力计要沿直线匀速拉动,使重物沿直线匀速上升,否则弹簧测力计的示数与绳子的拉力大小不相等.(8)不可以在弹簧测力计静止时进行读数,因为装置静止时各处的摩擦力和拉动时是不相等的,静止时弹簧测力计的读数一般偏小.
一题通关例 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如下表.
(1)在实验中,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数. (2)第1次实验测得的机械效率为 . (3)分析表中数据可知:第2次实验是用图 所示的实验装置完成的;第4次实验是用图 所示的实验装置完成的.(均选填“a”“b”或“c”) (4)分析第1、2次实验的数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率.
(5)分析第1、3次实验的数据可知:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 . (6)分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 . (7)小明认为,实验过程中,若在弹簧测力计处于静止状态时读数,可使测得的拉力大小更精确.你认同这种说法吗?理由是:__________________________________________ . (8)综合上述结论,提高机械效率的方法有:增大有用功,或 (选填“增大”或“减小”)额外功.
不认同,弹簧测力计静止时读数与拉动时不同
创新预测1.在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想.猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关.猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关.为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计.小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示.
请你解答如下问题.(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 .根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式. (2)分析表中数据可知,用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”). (3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 .
考点梳理考点1 杠杆模型考点2 杠杆平衡条件考点3 杠杆的分类及应用教材图片解读命题角度1 杠杆作图命题角度2 杠杆平衡条件的应用探究性实验实验 探究杠杆的平衡条件
1.定义:在力的作用下能绕着① 转动的硬棒叫杠杆. 2.杠杆的五要素(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,常用字母② 表示. (2)动力:使杠杆③ 的力,常用字母④ 表示. (3)阻力:⑤ 杠杆转动的力,常用字母⑥ 表示. (4)动力臂:从支点到动力作用线的⑦ ,常用字母l1表示. (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的⑧ ,常用字母l2表示.
1.平衡状态:杠杆在动力和阻力的作用下,处于⑨ 状态或⑩ 状态. 2.平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;用公式表示为（11） .
人教八下P80图12.1-6
【命题总结】(1)摩擦力和压强大小的影响因素(2)杠杆的分类(3)力的作用效果(4)杠杆平衡条件的应用(5)杠杆作图
【一题通关】1.如图甲所示的钳子是人们日常生活中常用的工具.(1)钳柄上刻有花纹,是通过增大_ ________ 来增大手和钳柄之间的摩擦的;钳口做得较薄,是为了增大 . (2)如图所示,在使用钳子剪铁丝时,钳子是一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,用力越大,铁丝越容易被剪断,说明力的作用效果与力的 有关.
(3)某次剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若剪断铁丝需要1 000 N的力,则手至少施加_______ N的力才能将铁丝剪断. 乙(4)将钳子单侧钳柄及相连部分简化成如图乙所示的示意图,其中A点是剪铁丝处,B点为手的用力点,O点为支点,请在图中画出钳子剪铁丝时的动力臂L1.
人教八下P80图12.1-8
【命题总结】(1)杠杆的平衡条件(2)压强的影响因素(3)功、功率的计算(4)压强的计算
【一题通关】2.如图所示为搬运砖头的独轮车,工人师傅用100 N的水平推力,推着总重力为1 100 N的装满砖头的独轮车在水平路面上匀速前进了15 m,用时20 s,独轮车尺寸如图所示.(1)在不改变车子总重力的情况下,为了减小人手向上的力,可以采取的措施是 (写一条即可). (2)为了使独轮车可以在比较松软的路面上顺利行走,它的轮子应做得 (选填“宽大”或“狭窄”)一些.
手向后移动(或将重物向前移动)
(3)在上述过程中,工人师傅做了 J的功,重力对独轮车做功的功率是 W. (4)图中工人师傅至少要用 N的力才能使支撑架离开地面,此时车轮受到地面的支持力是 N;若工人师傅的重力为600 N,每只脚与地面的接触面积为0.02 m2,则此时工人师傅对地面的压强为 Pa.
类型1 作力臂例1 请画出图中杠杆的动力F的力臂L.
杠杆力臂的作法①首先确定杠杆的支点;②然后分析杠杆所受的力,明确动力和阻力,作出动力和阻力的示意图,必要时要把表示力的线段适当延长;③再从支点向力的作用线引垂线,标出垂足,支点到垂足的距离就是力臂;④最后用大括号或箭头标明力臂,并用相应的字母标注.
类型2 作最小力例2 轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20 cm, AB=30 cm,在B点用细线悬挂重为100 N的物体,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图,标出力的大小
杠杆最小力的作法①首先找到杠杆上离支点最远的点,这个点一般就是最小力的作用点;②连接支点和最小力的作用点,即为最小力的力臂;③作该力臂的垂线,在正确的方向上(动力和阻力使杠杆转动的方向相反,若动力与阻力的作用点在支点同侧,则动力和阻力指向杠杆异侧;若动力与阻力的作用点在支点异侧,则动力和阻力指向杠杆同侧)作出最小力的示意图.
1.[2020重庆A]在图中,力F作用在杠杆的A端,画出它的力臂l.
2.[2020江苏苏州]如图所示,请画出FA的力臂l,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB.
3.[2020辽宁丹东]如图所示,O点是轻质杠杆AOB的支点,杠杆上的C点受到阻力F2的作用.若使杠杆在图中所示位置静止,请在杠杆上画出所要施加的最小动力F1的示意图,并画出动力臂l1和阻力臂l2.
例3 [2020湖南衡阳]如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置,若每个钩码的质量均为50 g,为了让杠杆在水平位置平衡,下列判断正确的是(g=10 N/kg)( )A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉,当示数为 0.5 N 时,杠杆平衡C.用弹簧测力计在B点拉,无论如何改变用力方向都要省力D.用弹簧测力计在A点拉,无论如何改变用力方向都要费力
4.[2020安徽]停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示.我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆.若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120 N,AB=2.8 m,AO=0.3 m.要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F= N.
实验 探究杠杆的平衡条件
考法总结【实验器材】带支架的杠杆、质量相等的钩码若干.【实验装置】如图所示.
【实验操作】(1)实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,具体的做法是杠杆哪端高,平衡螺母就往哪端调.目的是:方便实验过程中测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响.(2)实验时应选择杠杆的中点作为支点,目的是:避免杠杆自重对实验的影响.(3)测量多组实验数据的目的是:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性.【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂.【实验优化】实验时可将一端的钩码换成弹簧测力计.优点是:能够直接测出拉力的大小;可以改变拉力的方向.
一题通关例 小红和小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件.(1)若实验前杠杆静止时如图甲所示,则应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 . (3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把实验数据记录在表格中.多次实验的目的是 . (4)小明根据以上数据得出的杠杆的平衡条件是 .
动力×动力臂=阻力×阻力臂
(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个钩码. (6)杠杆平衡后,将图乙中A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”). (7)如图丙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,然后将弹簧测力计从原位置逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”). (8)实验中小明思考:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力是否会影响杠杆的平衡?请判断并说明理由: .
不影响,因为O点是支点,这个力的力臂为零
创新预测1.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)实验前,当杠杆静止时,发现杠杆左端低、右端高,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图所示的实验,用量程为5 N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图中M所示),当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5 N;若用弹簧测力计斜向上拉(如图中N所示),当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”或“小于”)2.5 N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为 (选填“30°”“45°”或“60°”). (3)杠杆上每个平衡螺母的质量为m,杠杆的总质量(含两个平衡螺母)为50m.实验前,调节杠杆水平平衡的过程中,若只将右端的平衡螺母移动了距离L,则调节前后杠杆(含两个平衡螺母)的重心在杆上移动的距离为 .
考点1 斜面考点2 轮轴命题角度 斜面的相关计算
例 [2019唐山路北区一模]在如图所示的斜面上,一工人用200 N的拉力F将一重力为240 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,用时6 s,则此过程中物体受到的拉力 (选填“大于”“等于”或“小于”)斜面对物体的摩擦力,拉力做功的功率为 W,物体受到的摩擦力大小为 N.
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