浙江省嘉興市秀洲區(qū)中考科學(xué)復(fù)習 簡單機械課件 浙教版

簡單機械分塊講解一杠桿分塊講解一杠桿【知識回顧知識回顧】杠桿杠桿(1)(1)杠桿指的是在力的作用下杠桿指的是在力的作用下, ,能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。棒。(2)(2)杠桿的五要素杠桿的五要素: :支點、動力、阻力、動力臂、阻支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。動力臂力臂。動力臂: :從支點到從支點到_的距離。阻力的距離。阻力臂臂: :從支點到從支點到_的距離。的距離。動力作用線動力作用線阻力作用線阻力作用線(3)(3)杠桿平衡條件杠桿平衡條件杠桿平衡的含義杠桿平衡的含義: :杠桿在動力和阻力作用下杠桿在動力和阻力作用下, ,保持靜保持靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài), ,稱為杠桿平衡。稱為杠桿平衡。杠桿平衡條件杠桿平衡條件: :“動力乘動力臂等于阻力乘阻力動力乘動力臂等于阻力乘阻力臂臂”, ,即即:F:F1 1l1 1=F=F2 2l2 2。(4)(4)杠桿的分類和應(yīng)用。杠桿的分類和應(yīng)用。省力杠桿省力杠桿: :動力臂動力臂_阻力臂的杠桿。特點阻力臂的杠桿。特點: :省力省力但多移動但多移動_。費力杠桿費力杠桿: :動力臂動力臂_阻力臂的杠桿。特點阻力臂的杠桿。特點: :費力費力但少移動但少移動_。等臂杠桿等臂杠桿: :動力臂動力臂_阻力臂的杠桿。特點阻力臂的杠桿。特點: :既不省既不省力也不費力力也不費力, ,又不多移動距離。又不多移動距離。大于大于距離距離小于小于距離距離等于等于(5)(5)人體內(nèi)的杠桿。人體內(nèi)的杠桿。如圖分別是仰頭、蹺足、屈肘所代表的三種杠桿。如圖分別是仰頭、蹺足、屈肘所代表的三種杠桿。【基礎(chǔ)落實基礎(chǔ)落實】1.(20161.(2016廈門廈門) )在如圖所示的四種剪刀中在如圖所示的四種剪刀中, ,最適用最適用于剪開較硬物體的是于剪開較硬物體的是 ( )( )B B解析解析剪開較硬的物體剪開較硬的物體, ,就需要一把省力的剪刀就需要一把省力的剪刀, ,因此因此需選用動力臂大于阻力臂的剪刀需選用動力臂大于阻力臂的剪刀, ,即手柄比刀口長的即手柄比刀口長的剪刀剪刀, ,所以所以B B最適合。最適合。2.(20172.(2017麗水麗水) )如圖所示如圖所示, ,使用時屬于費力杠桿的使用時屬于費力杠桿的是是 ( )( )A A解析解析A A、用鑷子夾石塊、用鑷子夾石塊, ,在使用過程中在使用過程中, ,動力臂小于動力臂小于阻力臂阻力臂, ,是費力杠桿是費力杠桿;B;B、用瓶起子開瓶蓋、用瓶起子開瓶蓋, ,在使用過程在使用過程中中, ,動力臂大于阻力臂動力臂大于阻力臂, ,是省力杠桿是省力杠桿;C;C、用羊角錘拔釘、用羊角錘拔釘子子, ,在使用過程中在使用過程中, ,動力臂大于阻力臂動力臂大于阻力臂, ,是省力杠桿是省力杠桿;D;D、天平在使用過程中天平在使用過程中, ,動力臂等于阻力臂動力臂等于阻力臂, ,是等臂杠桿是等臂杠桿, ,故故D D錯誤。錯誤。3.(20173.(2017鄂州鄂州) )到野外郊游時到野外郊游時, ,小明和爸爸喜歡釣小明和爸爸喜歡釣魚。魚上鉤后魚。魚上鉤后, ,小明感覺魚在水中時很輕小明感覺魚在水中時很輕, ,拉出水面拉出水面后后“變重變重”, ,在把魚逐漸拉出水面的過程中在把魚逐漸拉出水面的過程中, ,魚受到魚受到的的 ( )( )A.A.浮力增大浮力增大, ,魚竿是省力杠桿魚竿是省力杠桿B.B.重力增大重力增大, ,魚竿是省力杠桿魚竿是省力杠桿C.C.浮力減小浮力減小, ,魚竿是費力杠桿魚竿是費力杠桿D.D.重力減小重力減小, ,魚竿是費力杠桿魚竿是費力杠桿C C解析解析把魚逐漸拉出水面的過程中把魚逐漸拉出水面的過程中, ,魚排開水的體積魚排開水的體積逐漸減小逐漸減小, ,根據(jù)根據(jù)F F浮浮=液液gVgV排排可知可知: :魚受到的浮力逐漸減魚受到的浮力逐漸減小小, ,而魚的重力是不變的而魚的重力是不變的, ,由于釣魚線對魚施加的拉力由于釣魚線對魚施加的拉力等于魚的重力減去浮力等于魚的重力減去浮力; ;所以拉力逐漸變大所以拉力逐漸變大, ,即感到魚即感到魚“變重變重”; ;釣魚竿在使用時釣魚竿在使用時, ,動力臂小于阻力臂動力臂小于阻力臂, ,是一是一種費力杠桿種費力杠桿; ;由此可知選項由此可知選項C C正確正確, ,故選故選C C。4.(20164.(2016紹興紹興) )下列杠桿能平衡的是下列杠桿能平衡的是( (桿重和摩擦均桿重和摩擦均不計不計) ( ) ( )C C解析解析選項選項C C中力和力臂的乘積中力和力臂的乘積: :左邊左邊=10 N=10 N3L,3L,右邊右邊=15 N=15 N2L,2L,因為因為10 N10 N3L=15 N3L=15 N2L,2L,所以杠桿平衡。所以杠桿平衡?！疽c精講要點精講】要點要點1 1杠桿的特點及應(yīng)用杠桿的特點及應(yīng)用【重要提示重要提示】杠桿的分類杠桿的分類: :省力杠桿省力杠桿, ,動力臂大于阻動力臂大于阻力臂力臂; ;費力杠桿費力杠桿, ,動力臂小于阻力臂動力臂小于阻力臂; ;等臂杠桿等臂杠桿, ,動動力臂等于阻力臂。還要明確力臂等于阻力臂。還要明確: :使用杠桿省力就費距離使用杠桿省力就費距離, ,費力就省距離費力就省距離, ,既省力又省距離的機械是不存在的。既省力又省距離的機械是不存在的。同時要注意動力臂的變化同時要注意動力臂的變化, ,當阻力和阻力臂不變時當阻力和阻力臂不變時, ,動動力臂減小力臂減小, ,動力會增大。動力會增大?！纠? 1】(2017(2017金華金華) )在對汽車的發(fā)動機做檢修時需在對汽車的發(fā)動機做檢修時需要將引擎蓋抬起要將引擎蓋抬起, ,抬起過程應(yīng)用了杠桿原理。圖抬起過程應(yīng)用了杠桿原理。圖2 2為引為引擎蓋的受力分析模式圖擎蓋的受力分析模式圖: :引擎蓋可繞引擎蓋可繞O O點自由轉(zhuǎn)動點自由轉(zhuǎn)動,A,A為為引擎蓋重心位置。由圖引擎蓋重心位置。由圖2 2可知可知, ,該杠桿屬于該杠桿屬于_杠桿。杠桿。在引擎蓋抬起過程中在引擎蓋抬起過程中, ,重力重力G G的力臂逐漸的力臂逐漸_。解析解析由圖可知由圖可知, ,動力臂動力臂OBOB大于阻力臂大于阻力臂OA,OA,所以該杠桿所以該杠桿屬于省力杠桿屬于省力杠桿; ;當逐漸抬高引擎蓋的過程中當逐漸抬高引擎蓋的過程中, ,重心重心A A向向左上方運動左上方運動, ,重力的方向不變重力的方向不變, ,由力臂的定義可知由力臂的定義可知, ,重重力的力臂會變小。力的力臂會變小。答案答案省力變小省力變小【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 1】(2017(2017紹興紹興) )如圖甲是制作面團的情如圖甲是制作面團的情景景, ,把竹竿的一端固定在繩扣中把竹竿的一端固定在繩扣中, ,人騎在另一端施加一人騎在另一端施加一個向下的大小為個向下的大小為F F的力的力, ,面團被不斷擠壓后變得更有韌面團被不斷擠壓后變得更有韌性性, ,圖乙為壓面團原理圖。關(guān)于壓面團過程的敘述正圖乙為壓面團原理圖。關(guān)于壓面團過程的敘述正確的是確的是( () )A.A.面團對桿的作用力方向向下面團對桿的作用力方向向下B.B.面團對桿的作用力大小等于面團對桿的作用力大小等于F FC.C.面團被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變面團被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變D.AD.A點向下移動的距離小于點向下移動的距離小于B B點向下移動的距離點向下移動的距離解析解析A A、由圖示可知、由圖示可知, ,面團在面團在B B點受到的力向下點受到的力向下, ,根據(jù)根據(jù)物體間力的作用是相互的物體間力的作用是相互的, ,則杠桿在則杠桿在B B點受到的力向點受到的力向上上;B;B、力、力F F是動力是動力, ,在在B B點受到的力是阻力點受到的力是阻力, ,由圖示可知由圖示可知, ,動力臂大于阻力臂動力臂大于阻力臂, ,由杠桿平衡條件可知由杠桿平衡條件可知, ,阻力大于動阻力大于動力力, ,即杠桿在即杠桿在B B點受到的力大于點受到的力大于F;CF;C、面團受力后被壓、面團受力后被壓扁說明力能使物體發(fā)生形變扁說明力能使物體發(fā)生形變;D;D、由圖示可知、由圖示可知,A,A點的力點的力臂大于臂大于B B點的力臂點的力臂, ,省力省力, ,但要多移動距離但要多移動距離,A,A點移動的點移動的距離大于距離大于B B點移動的距離。點移動的距離。答案答案C C要點要點2 2杠桿平衡條件的應(yīng)用杠桿平衡條件的應(yīng)用【重要提示重要提示】杠桿在水平位置平衡杠桿在水平位置平衡, ,知道兩邊力臂、知道兩邊力臂、左邊力的大小左邊力的大小, ,利用杠桿平衡條件求右邊力的大小利用杠桿平衡條件求右邊力的大小; ;保保持持G G1 1位置不變位置不變, ,即左邊的力和力臂不變即左邊的力和力臂不變; ;右邊的力不變右邊的力不變, ,要使杠桿在圖乙位置保持平衡要使杠桿在圖乙位置保持平衡, ,右邊的力臂不變右邊的力臂不變, ,據(jù)此據(jù)此確定確定G G2 2應(yīng)該移動到的位置應(yīng)該移動到的位置, ,找出杠桿的幾個要素找出杠桿的幾個要素, ,應(yīng)用應(yīng)用杠桿平衡條件求拉力大小。利用杠桿的平衡分析法及杠桿平衡條件求拉力大小。利用杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用可以解題。其應(yīng)用可以解題?！纠? 2】(2017(2017衢州衢州) )如圖為小柯制作的如圖為小柯制作的“杠桿力臂杠桿力臂演示儀演示儀”, ,杠桿杠桿AOBAOB可繞可繞O O點點( (螺母螺母) )轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動,OA=0.2 m,OA=0.2 m,OB=0.1 m,GOB=0.1 m,G1 1=2 N=2 N。杠桿自身重力和摩擦不計。杠桿自身重力和摩擦不計, ,固定裝固定裝置未畫出。置未畫出。(1)(1)當杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時當杠桿處于甲圖所示水平位置平衡時,G,G2 2的重力為的重力為_N_N。(2)(2)松開螺母保持松開螺母保持OAOA不動不動, ,使使OBOB向下折一個角度后向下折一個角度后, ,再再擰緊螺母形成一根可繞擰緊螺母形成一根可繞O O點轉(zhuǎn)動的杠桿點轉(zhuǎn)動的杠桿AOB(BAOB(B點對點對應(yīng)應(yīng)B B點點),),保持保持G G1 1位置不變位置不變, ,要使杠桿在圖乙位置保持平要使杠桿在圖乙位置保持平衡衡, ,則則G G2 2應(yīng)該移動至應(yīng)該移動至_。A.BA.B點處點處B.B.點處點處C.C.點處點處D.D.點處點處解析解析(1)(1)如圖甲如圖甲, ,杠桿在水平位置平衡杠桿在水平位置平衡, ,由杠桿平衡由杠桿平衡條件得條件得:G:G1 1OA=GOA=G2 2OB,OB,即即:2 N:2 N0.2 m=G0.2 m=G2 20.1 m,0.1 m,解解得得:G:G2 2=4 N=4 N。(2)(2)保持保持G G1 1位置不變位置不變, ,即左邊的力和力臂不變即左邊的力和力臂不變;G;G2 2不變不變, ,要使杠桿在圖乙位置保持平衡要使杠桿在圖乙位置保持平衡, ,應(yīng)該使右邊的力臂不應(yīng)該使右邊的力臂不變變; ;原來原來G G2 2的力臂為的力臂為OB,OB,所以所以G G2 2應(yīng)該移動到點處應(yīng)該移動到點處, ,故選故選C C。答案答案(1)4(1)4(2)C(2)C【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2 2】(2017(2017嘉興嘉興) )如圖是一種切甘蔗用的如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是( () )A.A.刀刃很薄可以增大壓力刀刃很薄可以增大壓力B.B.鍘刀實質(zhì)上是一種費力杠桿鍘刀實質(zhì)上是一種費力杠桿C.C.甘蔗放在甘蔗放在a a點比點比b b點更易被切斷點更易被切斷D.D.手沿手沿F F1 1方向用力比沿方向用力比沿F F2 2方向更省力方向更省力解析解析本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。刀刃很薄是通本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。刀刃很薄是通過減小接觸面積來增大壓強的過減小接觸面積來增大壓強的, ,故故A A錯誤。鍘刀在使用錯誤。鍘刀在使用時動力臂大于阻力臂時動力臂大于阻力臂, ,實質(zhì)上是一種省力杠桿實質(zhì)上是一種省力杠桿, ,故故B B錯錯誤。甘蔗放在誤。甘蔗放在a a點比點比b b點時的阻力臂更小點時的阻力臂更小, ,根據(jù)杠桿的根據(jù)杠桿的平衡條件可知平衡條件可知, ,動力會越小動力會越小, ,更易被切斷更易被切斷, ,故故C C正確。手正確。手沿沿F F1 1方向用力比沿方向用力比沿F F2 2方向時的動力臂要小方向時的動力臂要小, ,根據(jù)杠桿平根據(jù)杠桿平衡條件可知衡條件可知, ,動力越大動力越大, ,故故D D錯誤。故選錯誤。故選C C。答案答案C C分塊講解二滑輪分塊講解二滑輪【知識回顧知識回顧】滑輪滑輪(1)(1)定滑輪定滑輪: :在使用時在使用時, ,軸位置固定不動的滑輪叫做定軸位置固定不動的滑輪叫做定滑輪滑輪, ,如圖甲。其實質(zhì)是一個等臂杠桿如圖甲。其實質(zhì)是一個等臂杠桿, ,如圖乙。如圖乙。特點特點: :使用定滑輪既不省力使用定滑輪既不省力, ,也不省距離也不省距離, ,但可以但可以_力的方向。力的方向。改變改變(2)(2)動滑輪動滑輪: :在使用時在使用時, ,軸隨著物體一起運動的滑輪叫軸隨著物體一起運動的滑輪叫做動滑輪做動滑輪, ,如圖甲。其實質(zhì)如圖甲。其實質(zhì): :動力臂為阻力臂動力臂為阻力臂2 2倍的省倍的省力杠桿力杠桿, ,如圖乙。如圖乙。特點特點: :省省_力力, ,但不能改變力的方向但不能改變力的方向, ,省了力但要省了力但要費距離。費距離。(3)(3)滑輪組滑輪組: :由定滑輪和動滑輪組合而成由定滑輪和動滑輪組合而成, ,既能省力既能省力也能改變也能改變_。一半一半力的方向力的方向【基礎(chǔ)落實基礎(chǔ)落實】1.(20151.(2015臺州臺州) )使用簡單機械可以給人們的生活帶來使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。便利。(1)(1)如圖甲如圖甲, ,旗桿的頂端安裝著旗桿的頂端安裝著一個一個_滑輪滑輪, ,用來用來改變拉力的方向。改變拉力的方向。定定(2)(2)如圖乙如圖乙, ,把被剪物體盡量靠近剪刀的轉(zhuǎn)動軸把被剪物體盡量靠近剪刀的轉(zhuǎn)動軸, ,可可減小減小_臂臂, ,剪斷剪斷物體更省力。物體更省力。阻力阻力解析解析(1)(1)國旗桿上的滑輪為定滑輪國旗桿上的滑輪為定滑輪, ,利用它來升國旗利用它來升國旗, ,可以改變施加力的方向?？梢愿淖兪┘恿Φ姆较?。(2)(2)圖中剪刀在使用過程中圖中剪刀在使用過程中, ,在同樣的情況下在同樣的情況下, ,往剪刀轉(zhuǎn)動軸靠近往剪刀轉(zhuǎn)動軸靠近, ,減小了阻力臂減小了阻力臂, ,由由F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2可知可知: :阻力臂阻力臂L L2 2越小越小, ,越省力。因此這樣做越省力。因此這樣做的目的是減小阻力臂的目的是減小阻力臂, ,可以省力。可以省力。2.(20172.(2017云南云南) )某工人用如圖所示的裝置某工人用如圖所示的裝置, ,將重將重150 N150 N的木塊在的木塊在10 s10 s內(nèi)豎直向上勻速提升內(nèi)豎直向上勻速提升4 m,4 m,此裝置是此裝置是_(_(選填選填“定定”或或“動動”) )滑輪滑輪, ,該工人拉力的該工人拉力的功率為功率為_W(_W(滑輪滑輪和繩的重力、摩擦均不計和繩的重力、摩擦均不計) )。動動6060解析解析圖中的滑輪隨物體一起運動圖中的滑輪隨物體一起運動, ,此裝置是動滑此裝置是動滑輪輪; ;滑輪和繩的重力、摩擦均不計滑輪和繩的重力、摩擦均不計, ,工人拉力做的工人拉力做的功功:W=Gh=150 N:W=Gh=150 N4 m=600 J,4 m=600 J,該工人拉力的功率該工人拉力的功率: :P= =60 WP= =60 W。W600 Jt10 s3.(20163.(2016泰安泰安) )如圖所示如圖所示, ,物體物體A A在水平拉力在水平拉力F F的作用的作用下下, ,沿水平面以沿水平面以0.4 m/s0.4 m/s的速度運動了的速度運動了2 s,2 s,彈簧測力彈簧測力計的示數(shù)為計的示數(shù)為5 N,5 N,拉力拉力F F做功為做功為_J_J。8 8解析解析F=5 N,s=2sF=5 N,s=2s物物=2v=2v物物t=2t=20.4 m/s0.4 m/s2 s=1.6 m,2 s=1.6 m,拉力做功拉力做功:W=Fs=5 N:W=Fs=5 N1.6 m=8 J1.6 m=8 J?！疽c精講要點精講】要點定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點要點定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點【重要提示重要提示】定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點和功率定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點和功率的計算需要了解定滑輪、動滑輪和滑輪組的省力特點的計算需要了解定滑輪、動滑輪和滑輪組的省力特點及繩子自由端移動的距離和物體上升高度之間的關(guān)系及繩子自由端移動的距離和物體上升高度之間的關(guān)系, ,這些是正確解題的基礎(chǔ)。這些是正確解題的基礎(chǔ)。【例例】(2017(2017臺州臺州) )小柯用圖中裝置提升重為小柯用圖中裝置提升重為400 N400 N的物體的物體, ,不計摩擦和滑輪自重不計摩擦和滑輪自重, ,下列說法正確下列說法正確的是的是 ( () )A.A.兩個滑輪均為定滑輪兩個滑輪均為定滑輪B.B.人將繩子拉過人將繩子拉過1 m,1 m,物體也上升物體也上升1 m1 mC.C.物體勻速上升時物體勻速上升時, ,人對繩子的拉力為人對繩子的拉力為200 N200 ND.D.使用該裝置不能省力使用該裝置不能省力, ,但能改變力的方向但能改變力的方向解析解析本題考查滑輪組的特點。由圖可知本題考查滑輪組的特點。由圖可知, ,該裝置由該裝置由一個動滑輪和一個定滑輪組成一個動滑輪和一個定滑輪組成, ,故故A A錯誤。使用動滑輪錯誤。使用動滑輪時時, ,物體上升物體上升1 m,1 m,則繩子的自由端會通過則繩子的自由端會通過2 m,2 m,故故B B錯誤。錯誤。不計摩擦和滑輪自重不計摩擦和滑輪自重, ,使用動滑輪能省一半的力使用動滑輪能省一半的力, ,物體物體的重力為的重力為400 N,400 N,則拉力為則拉力為200 N,200 N,故故C C正確。使用動滑正確。使用動滑輪能省力輪能省力, ,使用定滑輪能改變力的方向使用定滑輪能改變力的方向, ,故故D D錯誤。故錯誤。故選選C C。答案答案C C【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】(2016(2016寧波寧波) )如圖如圖, ,用用5 N5 N的力的力F F向下拉繩子向下拉繩子, ,使物體在使物體在6 s6 s內(nèi)勻速上升內(nèi)勻速上升0.3 m0.3 m。這一過程中。這一過程中 ( () )A.A.物體上升速度為物體上升速度為0.1 m/s0.1 m/sB.B.拉力所做的功為拉力所做的功為1.5 J1.5 JC.C.拉力做功的功率為拉力做功的功率為0.5 W0.5 WD.D.物體的機械能守恒物體的機械能守恒解析解析物體上升速度物體上升速度v= =0.05 m/s,v= =0.05 m/s,由圖知由圖知,n=2,n=2,則則s=2h=2s=2h=20.3 m=0.6 m,0.3 m=0.6 m,拉力所做的功拉力所做的功:W=Fs=5 N:W=Fs=5 N0.6 m=3 J,0.6 m=3 J,拉力做功的功率拉力做功的功率P= =0.5 W,P= =0.5 W,物體在上物體在上升的過程中升的過程中, ,除了重力做功以外還有拉力做功除了重力做功以外還有拉力做功, ,機械機械能不守恒。能不守恒。答案答案C CstWt分塊講解三綜合提升分塊講解三綜合提升【綜合運用綜合運用】壓力、壓強和簡單機械的有關(guān)計算壓力、壓強和簡單機械的有關(guān)計算【重要提示重要提示】杠桿平衡條件的應(yīng)用杠桿平衡條件的應(yīng)用, ,要熟練掌握杠桿要熟練掌握杠桿平衡條件平衡條件, ,壓強公式、重力的計算及杠桿的平衡條件壓強公式、重力的計算及杠桿的平衡條件的應(yīng)用的應(yīng)用, ,綜合性較強綜合性較強, ,要求學(xué)生能正確求出杠桿所受壓要求學(xué)生能正確求出杠桿所受壓力的大小及方向力的大小及方向, ,再由杠桿的平衡即可解決問題。特再由杠桿的平衡即可解決問題。特別是在動態(tài)變化的題目中別是在動態(tài)變化的題目中, ,要分析力的大小和力臂的要分析力的大小和力臂的大小變化情況。大小變化情況?！纠?2016(2016衢州衢州)(1)(1)如圖甲所示如圖甲所示( (杠桿自身質(zhì)量杠桿自身質(zhì)量和摩擦忽略不計和摩擦忽略不計, ,固定裝置未畫出固定裝置未畫出),O),O為支點為支點,OA=OD,OA=OD=3OB=0.6 m,CD=0.2 m=3OB=0.6 m,CD=0.2 m。在做背景的白紙上作有以。在做背景的白紙上作有以O(shè) O為圓心、半徑為為圓心、半徑為0.2 m 0.2 m 的圓。在的圓。在A A點掛點掛5 N5 N的重物的重物G,G,要使杠桿水平平衡要使杠桿水平平衡, ,則作用在則作用在B B點豎直向下的力點豎直向下的力F FB B應(yīng)為應(yīng)為_N,_N,撤去撤去F FB B后后, ,按圖示方向分別施加按圖示方向分別施加F FC C、F FD D兩兩個力個力, ,且每次都使杠桿在水平位置平衡且每次都使杠桿在水平位置平衡, ,則則F FC C、F FD D大小大小關(guān)系為關(guān)系為_。(2)(2)如圖乙如圖乙, ,在注射器在注射器A A、B B處分別扎一個等大的小孔處分別扎一個等大的小孔, ,插入兩根相同規(guī)格的硬質(zhì)塑料管插入兩根相同規(guī)格的硬質(zhì)塑料管( (連接處密封連接處密封),),并在并在管上分別系一個未充氣的同規(guī)格氣球管上分別系一個未充氣的同規(guī)格氣球( (連接處不漏氣連接處不漏氣) )。先慢慢往外拉活塞先慢慢往外拉活塞, ,使注射器中充滿空氣使注射器中充滿空氣, ,接著快速向接著快速向內(nèi)推動活塞內(nèi)推動活塞, ,在此過程中可觀察到在此過程中可觀察到A A、B B兩孔處氣球的兩孔處氣球的鼓起情況是鼓起情況是_(_(填序號填序號) )。A A孔處氣球大孔處氣球大B B孔處氣球大兩個氣球一樣大孔處氣球大兩個氣球一樣大解析解析(1)(1)根據(jù)杠桿平衡條件可得根據(jù)杠桿平衡條件可得:G:GOA=FOA=FB BOB,OB,OA=3OB=0.6 m,OA=3OB=0.6 m,則則OB=0.2 m,OB=0.2 m,所以所以, ,作用在作用在B B點豎直向點豎直向下的力下的力F FB B= =15 N;= =15 N;由圖可知由圖可知,F,FC C、F FD D兩個力的力臂均與兩個力的力臂均與F FB B的力臂相等的力臂相等, ,都是圓的半徑都是圓的半徑, ,阻阻力和阻力臂不變力和阻力臂不變, ,撤去撤去F FB B后后, ,按圖示方向分別施加按圖示方向分別施加F FC C、F FD D兩個力兩個力, ,且每次都使杠桿在水平位置平衡且每次都使杠桿在水平位置平衡, ,根據(jù)杠桿根據(jù)杠桿平衡條件可知平衡條件可知,F,FC C、F FD D大小關(guān)系為大小關(guān)系為F FC C=F=FD D。GOA5 N 0.6 mOB0.2 m(2)(2)由圖可知由圖可知B B的下端注射器的橫截面積大的下端注射器的橫截面積大,A,A的下端注的下端注射器的橫截面積小射器的橫截面積小, ,快速向內(nèi)推動活塞快速向內(nèi)推動活塞,B,B的下端空氣的下端空氣流速小流速小, ,壓強大壓強大,A,A的下端空氣流速大的下端空氣流速大, ,壓強小壓強小, ,所以所以, ,在在此過程中可觀察到此過程中可觀察到A A、B B兩孔處氣球的鼓起情況是兩孔處氣球的鼓起情況是B B孔孔處氣球大。處氣球大。答案答案(1)15(1)15F FC C=F=FD D(2)(2)【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】(2017(2017畢節(jié)畢節(jié)) )利用如圖所示的滑輪組勻利用如圖所示的滑輪組勻速拉動水平地面上重為速拉動水平地面上重為30 N,30 N,邊長為邊長為10 cm10 cm的正方體物的正方體物體。拉力體。拉力F F的大小為的大小為3 N,3 N,物體在水平地面上勻速運動物體在水平地面上勻速運動時時, ,受到地面對它的摩擦力為受到地面對它的摩擦力為4.5 N4.5 N。求。求: :(1)A(1)A處拉力大小。處拉力大小。(2)(2)正方體物體對地面的壓強是多少正方體物體對地面的壓強是多少? ?(3)(3)若拉力若拉力F F以以0.5 m/s0.5 m/s的速度勻速拉了的速度勻速拉了4 s,4 s,求求A A處拉力處拉力所做的功是多少所做的功是多少? ?解析解析(1)(1)物體在水平地面上勻速運動時處于平衡狀物體在水平地面上勻速運動時處于平衡狀態(tài)態(tài), ,受到的拉力和摩擦力是一對平衡力受到的拉力和摩擦力是一對平衡力, ,則則A A處拉力處拉力: :F=f=4.5 NF=f=4.5 N。(2)(2)正方體物體對地面的壓力正方體物體對地面的壓力:F:F壓壓=G=30 N,=G=30 N,受力面積受力面積:S=L:S=L2 2=(10 cm)=(10 cm)2 2=100 cm=100 cm2 2=0.01 m=0.01 m2 2, ,對地面的對地面的壓強壓強:p= =3 000 Pa:p= =3 000 Pa。2F30 NS0.01 m(3)(3)由由v= v= 可得可得, ,繩端移動的距離繩端移動的距離:s:s繩繩=vt=0.5 m/s=vt=0.5 m/s4 s=2 m,4 s=2 m,由圖可知由圖可知,n=2,n=2,由由s s繩繩=ns=ns物物可得可得, ,物體運動物體運動的距離的距離:s:s物物= =1 m,= =1 m,則則A A處拉力所做的功處拉力所做的功: :W=FsW=Fs物物=4.5 N=4.5 N1 m=4.5 J1 m=4.5 J。答案答案(1)4.5 N(1)4.5 N(2)3 000 Pa(2)3 000 Pa(3)4.5 J(3)4.5 Jsts2 mn2繩【實驗探究實驗探究】杠桿的平衡杠桿的平衡【重要提示重要提示】杠桿在水平位置平衡后杠桿在水平位置平衡后, ,支點到力的作支點到力的作用線的距離就是力臂用線的距離就是力臂( (重力的方向跟杠桿垂直重力的方向跟杠桿垂直),),同時同時能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響, ,因此在此因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡, ,無論兩無論兩側(cè)掛幾組鉤碼側(cè)掛幾組鉤碼, ,每一組都有自己的力與力臂每一組都有自己的力與力臂, ,因此因此, ,求出每一個力與相應(yīng)力臂的乘積求出每一個力與相應(yīng)力臂的乘積, ,再相加再相加, ,就是整個這就是整個這一側(cè)的結(jié)果一側(cè)的結(jié)果, ,同樣表示出另一側(cè)同樣表示出另一側(cè), ,看兩者是否平衡。測看兩者是否平衡。測力計在研究杠桿平衡條件時的應(yīng)用力計在研究杠桿平衡條件時的應(yīng)用, ,關(guān)鍵是能夠正確關(guān)鍵是能夠正確讀出測力計的示數(shù)讀出測力計的示數(shù), ,并分析出對應(yīng)的力臂大小。并分析出對應(yīng)的力臂大小?！纠?2017(2017成都成都) )在在“探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件”實驗實驗中中, ,每個鉤碼的重力相等每個鉤碼的重力相等, ,杠桿刻度均勻。杠桿刻度均勻。(1)(1)平衡時平衡時, ,應(yīng)該讓杠桿靜止在應(yīng)該讓杠桿靜止在_位置。位置。(2)(2)小周同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后小周同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后, ,實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象如圖甲所示如圖甲所示, ,他們記錄的數(shù)據(jù)為他們記錄的數(shù)據(jù)為: :動力動力F F1 1=1.5 N,=1.5 N,動力動力臂臂L L1 1=0.1 m,=0.1 m,阻力阻力F F2 2=1 N,=1 N,則阻力臂則阻力臂L L2 2=_m=_m。(3)(3)下列四個因素中下列四個因素中, ,不會帶來實驗誤差的是不會帶來實驗誤差的是_。A.A.鐵架臺自身的重力足夠大鐵架臺自身的重力足夠大B.B.單個鉤碼的重力不完全相等單個鉤碼的重力不完全相等C.C.懸掛鉤碼的繩套重力偏大懸掛鉤碼的繩套重力偏大D.D.杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大(4)(4)小周同學(xué)所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后小周同學(xué)所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后, ,他們進他們進一步探究一步探究, ,如果杠桿受到如果杠桿受到 F F2 2、F F3 3兩個阻力兩個阻力, ,結(jié)果會怎樣結(jié)果會怎樣? ?通過實驗通過實驗, ,他們得到了圖乙所示的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)他們得到了圖乙所示的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果果, ,可以初步得到可以初步得到, ,在這種情況下杠桿的平衡條件在這種情況下杠桿的平衡條件為為:F:F1 1L L1 1=_=_。(F(F1 1、F F2 2、F F3 3的力臂分別用的力臂分別用L L1 1、L L2 2、L L3 3表示表示) )解析解析(1)(1)為了便于從杠桿上直接讀取力臂為了便于從杠桿上直接讀取力臂, ,在進行實在進行實驗時應(yīng)該使杠桿在水平位置平衡。驗時應(yīng)該使杠桿在水平位置平衡。(2)(2)由杠桿平衡條件由杠桿平衡條件F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2得得:1.5 N:1.5 N0.1 m=0.1 m=1 N1 NL L2 2, ,得得:L:L2 2=0.15 m=0.15 m。(3)A.(3)A.鐵架臺自身的重力足夠大目的是使杠桿穩(wěn)定鐵架臺自身的重力足夠大目的是使杠桿穩(wěn)定, ,但但對杠桿的平衡無影響對杠桿的平衡無影響;B.;B.單個鉤碼的重力不完全相等單個鉤碼的重力不完全相等, ,則多個鉤碼總重力無法確定則多個鉤碼總重力無法確定, ,對實驗結(jié)果有影響對實驗結(jié)果有影響;C.;C.懸懸掛鉤碼的繩套重力偏大掛鉤碼的繩套重力偏大, ,會對力的真實值有影響會對力的真實值有影響;D.;D.杠杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大會影響杠桿的靈敏桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大會影響杠桿的靈敏, ,對測量對測量結(jié)果造成誤差結(jié)果造成誤差, ,故選故選A A。(4)(4)設(shè)一個鉤碼的重力為設(shè)一個鉤碼的重力為G,G,杠桿一個格的長度為杠桿一個格的長度為L,L,根根據(jù)杠桿平衡條件可知據(jù)杠桿平衡條件可知, ,杠桿右側(cè)杠桿右側(cè)F F3 3L L3 3+F+F2 2L L2 2=2G=2G2L+2G2L+2G4L=12GL;4L=12GL;杠桿左側(cè)杠桿左側(cè)F F1 1L L1 1=4G=4G3L=12GL,3L=12GL,故左側(cè)等于右側(cè)故左側(cè)等于右側(cè), ,故故F F3 3L L3 3+F+F2 2L L2 2=F=F1 1L L1 1。答案答案(1)(1)水平水平(2)0.15(2)0.15(3)A(3)A(4)F(4)F3 3L L3 3+F+F2 2L L2 2【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】(2016(2016麗水麗水) )在探究杠桿平衡條件的實在探究杠桿平衡條件的實驗中驗中: :(1)(1)安裝好杠桿安裝好杠桿, ,調(diào)節(jié)杠桿兩端調(diào)節(jié)杠桿兩端, ,使杠桿在水平位置平使杠桿在水平位置平衡衡; ;把鉤碼掛在杠桿把鉤碼掛在杠桿A A點點( (如圖甲如圖甲),),為方便直接從杠桿為方便直接從杠桿上讀出力臂上讀出力臂, ,應(yīng)在應(yīng)在B B點沿著點沿著_的方向拉動彈簧測的方向拉動彈簧測力計力計, ,使杠桿在水平位置平衡。使杠桿在水平位置平衡。(2)(2)如圖乙如圖乙, ,當彈簧測力計由位置當彈簧測力計由位置1 1轉(zhuǎn)至位置轉(zhuǎn)至位置2 2的過程中的過程中, ,杠桿在水平位置始終保持平衡杠桿在水平位置始終保持平衡, ,測力計示數(shù)將測力計示數(shù)將_。解析解析(1)(1)當支點到力的作用點的距離成為力臂時當支點到力的作用點的距離成為力臂時, ,力力臂最大臂最大, ,拉力最小拉力最小, ,所以應(yīng)在所以應(yīng)在B B點沿著豎直向下的方向點沿著豎直向下的方向拉動彈簧測力計拉動彈簧測力計, ,使杠桿在水平位置平衡使杠桿在水平位置平衡; ;(2)(2)由圖可知由圖可知,OC,OC為最長力臂為最長力臂, ,當彈簧測力計由位置當彈簧測力計由位置1 1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至位置至位置2 2的過程中的過程中, ,動力臂先變長后變短動力臂先變長后變短, ,而杠桿在水而杠桿在水平位置始終保持平衡平位置始終保持平衡, ,根據(jù)杠桿平衡條件可知根據(jù)杠桿平衡條件可知, ,測力計測力計示數(shù)將先變小后變大。示數(shù)將先變小后變大。答案答案(1)(1)豎直向下豎直向下(2)(2)先變小后變大先變小后變大【易錯警示易錯警示】杠桿的應(yīng)用杠桿的應(yīng)用【例例】(2017(2017杭州杭州) )小金將長為小金將長為0.6 m,0.6 m,質(zhì)量可忽略不質(zhì)量可忽略不計的木棒擱在肩上計的木棒擱在肩上, ,棒的后端棒的后端A A掛一個掛一個40 N40 N的物體的物體, ,肩肩上支點上支點O O離后端離后端A A為為0.2 m,0.2 m,他用手壓住前端他用手壓住前端B B使木棒保使木棒保持水平平衡持水平平衡, ,如圖所示。小金的質(zhì)量為如圖所示。小金的質(zhì)量為50 kg,50 kg,則此時則此時手壓木棒的力大小為手壓木棒的力大小為_N,_N,肩對木棒的支持力肩對木棒的支持力大小為大小為_N,_N,人對地面的壓力大小為人對地面的壓力大小為_N_N。(g(g取取10 N/kg)10 N/kg)解析解析本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。根據(jù)杠桿的平本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。根據(jù)杠桿的平衡條件衡條件, ,有有F FA AOA=FOA=FB BOB,OB,可得可得F FB B= = =20 N;=20 N;肩對木棒的支持力肩對木棒的支持力F=FF=FA A+F+FB B=40 N+20 N=60 N;=40 N+20 N=60 N;人對地面的壓力大小等于人與物體的總重力人對地面的壓力大小等于人與物體的總重力, ,有有: :F=GF=G總總=mg+F=mg+FA A=50 kg=50 kg10 N/kg+40 N=540 N10 N/kg+40 N=540 N。答案答案20206060540540AF OA40 N 0.2 mOB0.6 m0.2 m