中考物理高分复习9简单机械完美课件PPT

这是一份中考物理高分复习9简单机械完美课件PPT，共36页。PPT课件主要包含了考点一杠杆，固定点，省距离，考点二滑轮，力的方向，图9-2，图9-3，答案如图所示，图9-4，探究二杠杆动态平衡等内容，欢迎下载使用。

F1×L1=F2×L2
【点拨】滑轮组中绳子有效股数n的判断方法:只看动滑轮。即数直接与动滑轮相连的绳子的股数即为n的值。其中绳子自由端方向向上的要数上,如图9-1甲(n=3)、乙(n=4)所示,而自由端方向向下的不要数,如图丙所示(n=4)。
　 甲 　 乙　 丙图9-1
例1 [2018·合肥模拟] 如图9-2所示为伦敦奥运会女子双人单桨赛艇的照片。赛艇的桨可以理解成是一根杠杆,图中已经画出了此杠杆的支点和动力,请在图中画出阻力F2及阻力臂L2。桨这样设计的优点是　　　　。
探究一　功、功率的相关计算
[答案]如图所示[解析] 由图知:①运动员施加的动力方向是向后的,支点在O点,所以阻力方向也是向后的。从支点作垂直于阻力的线段,就是阻力臂。②划桨时,动力臂小于阻力臂,桨是一个费力杠杆,所以桨这样设计的优点是省距离。
【变式1】 [2018·全椒县一模] 用独轮车搬运砖头(如图9-3所示),请在图中作出抬起车把时最小动力F的示意图。若此时动力臂为阻力臂的3倍,砖头和车总重G为1200 N,则最小动力F为　　　　N。  
【变式2】 [2018·安徽模拟] 如图9-4所示,OABC为一轻质杠杆,O为支点,OA=BC=0.2 m,AB=0.4 m,将重30 N的物体悬挂在A点,当杠杆在图示位置平衡时,在C点至少需加　　　　N的拉力。
例2 [2018·蜀山区一模] 如图9-5所示,重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中(　　)A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变小C.动力F逐渐变大 D.动力F保持不变
[答案]C[解析] (1)杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件,即阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,B错。(2)当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ角后,动力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,A错。根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,故D错误,C正确。
【变式1】 [2017·金华] 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。图9-6乙为引擎盖的受力分析示意图,引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。由图乙可知,该杠杆属于　　　　杠杆。在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐　　　　(选填“变长”或“变短”)。
【变式2】如图9-7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
[答案]C[解析] 拉力F始终与杠杆垂直,动力臂始终等于杠杆的长度,重物在上升的过程中,重力的大小不变,阻力臂逐渐增大,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知拉力变大。
探究三　杠杆的相关计算
例3 [2018·安庆一模] 如图9-8所示,一轻质杠杆OB可绕O点自由转动,重为G的重物P悬挂在杠杆的中点A处,拉力F与杠杆夹角为θ,杠杆在水平位置保持平衡。(1)请在图中画出拉力F的力臂。(2)推导:当杠杆在水平位置平衡时,拉力的大小为F= 。(3)试分析说明:当G大小一定,夹角θ大小发生变化时,拉力F有没有最小值?若有,求出F最小值的大小。若无,说明理由。
[答案]解:(1)如图所示
(2)推导:当杠杆在水平位置平衡时,拉力的大小为F= 。
(3)试分析说明:当G大小一定,夹角θ大小发生变化时,拉力F有没有最小值?若有,求出F最小值的大小。若无,说明理由。
【变式1】[2017·杭州节选] 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点挂一个重40 N的物体,肩上支点O离后端A点为0.2 m,他用手压住前端B点使木棒保持水平平衡,如图9-9所示,小金的质量为50 kg,则此时手压木棒的压力大小为　　N,肩对木棒的支持力大小为　　　　N。
[解析]根据杠杆的平衡条件有F×OB=G×OA,即F×(0.6 m-0.2 m)=40 N×0.2 m,所以F=20 N,即手压木棒的压力大小为20 N。肩对木棒的支持力大小为F'=F+G=20 N+40 N=60 N。
【变式2】[2018·蚌埠禹会区二模] 如图9-10所示,将重力不计的吸盘内部空气排尽后与水平地砖完全贴合,已知贴合的面积为30 cm2,大气压强为1×105 Pa,AB为轻质杠杆,O为转轴,OA与OB的长度之比为1∶3,保持杠杆水平,某人在B端用竖直向下的拉力F将吸盘沿竖直方向刚好拉离地砖,则吸盘所受大气压力F0为　　　　N,人对杠杆的拉力F为　　　　N。
例4 如图9-11所示,不计摩擦和绳重,用40 N的拉力,将重100 N的物体匀速提升3 m,则绳端移动的距离为　　　m,动滑轮的重力为　　　　N。
【变式】用如图9-12所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动,所用的拉力分别为F1、F2、F3,那么下列关系式中正确的是(　　)A.F1>F2>F3B.F1F1>F3D.F2突破　探究杠杆的平衡条件【考点归纳】①让支点位于杠杆的中心:消除杠杆自重对实验的影响。②让杠杆在水平位置平衡:便于从杠杆上直接读出力臂,且避免杠杆自重对实验的影响。③平衡螺母的调节:左高左调,右高右调;实验开始后,不能再调节平衡螺母。④钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向。⑤弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会变大,因为拉力力臂变小了。⑥不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。
⑦分析数据总结杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式为F1L1=F2L2。⑧多次实验的目的:消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。⑨力臂和最小力的作图。⑩生活中常见的杠杆以及杠杆类型的判断。
例用如图9-13所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节。 (2)如图乙所示,在左刻度线“2”处挂2个钩码,在右刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F1'　　　　　F1;再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F1″　　　　F1。(均选填“>”“=”或“<”) 
(3)由实验得到的结论是　　　　　 　　　　　。得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物。若弹簧测力计的量程是0~2.5 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。【实验拓展】(4)若用F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。画出实验数据记录表格。
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)
[答案] (4)如下表所示
(5)实验中一般选取杠杆的中央位置为杠杆的支点,这样做的好处是　 。 (6)实验前调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是　 。 (7)下列正在使用中的杠杆:用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子,其中用到的工具中属于费力杠杆的是　　　　。 
消除杠杆自重对实验的影响
便于从杠杆上直接读出力臂,且避免杠杆自重对实验的影响
1. [2012·安徽9(2)题2分] 如图9-14所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O,并画出F的力臂L。
2. [2016·安徽7题4分] 拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图9-15所示,已知OA=1.0 m,OB=0.2 m,箱重G=120 N。请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F=　　　　N。
[答案]如图所示[解析] 动力臂最长时,动力最小,支点到动力作用点的距离作为动力臂时动力臂最长,力的方向与动力臂垂直,方向斜向上;根据杠杆平衡条件可得:G×OB=F×OA,即120 N×0.2 m=F×1.0 m,解得F=24 N。
1. [2013·安徽14题3分] 如图9-16所示,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力,使该杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则(　　)A.动力臂增大,动力增大B.动力臂增大,动力减小C.动力臂减小,动力减小D.动力臂减小,动力增大
2. [2015·安徽2题4分] 如图9-17所示,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上、大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=　　　　N。若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
1. [2014·安徽7题3分] 身高相同的兄弟二人同用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900 N的重物。已知扁担长为1.8 m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8 m,如图9-18所示。则(　　)A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400 NB.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4∶9C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9∶5D.以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600 N 
考点三　杠杆的相关计算
2. [2018·安徽21题4分] 如图9-19甲所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆,不计自重。若铅球质量m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1的大小。(g取10 N/kg)
甲 乙图9-19
[答案]解:由图可知,支点是O点,肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,铅球对手掌的压力即为阻力F2,F压=G,则阻力:F2=G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N,由图知,L1=OA=0.03 m,L2=OB=0.30 m,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得:F1×OA=F2×OB,即:F1×0.03 m=30 N×0.30 m,解得F1=300 N。