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10第十章 机械与人(上)(中考基础版)

发布时间:2014-02-09 10:58:46  

中考物理复习专题《机械与人(上)》

一:知识点梳理

一、杠杆:

1、定义:在力的作用下,能绕着某一个固定点转动的硬棒叫做杠杆。

说明:①杠杆可以是直的也可以是弯曲,形状可以是任意形状的。

②有些情况下,可根据杠杆的实际转动情况,确定支点。如:鱼杆、铁锹等。

2、杠杆的五要素:组成杠杆示意图。

①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。

②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。

③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。

说明:动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点都在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动方向相反。

④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。

⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。

3、力臂的方法:

⑴ 找到杠杆的支点O;

⑵ 画出力的作用线(虚线);

⑶ 画力臂:过支点作出力的作用线的垂线段。((虚线)

⑷ 标出力臂(用大括号,注明是动力臂还是阻力臂)。

4、研究杠杆的平衡条件:

(1)杠杆平衡:是指杠杆静止或匀速转动状态。

(2)实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。

(3)杠杆的平衡条件(或杠杆原理): 动力×动力臂=阻力×阻力臂。

公式:F1l1=F2l2 或:F1 / F2=l2 / l1

说明:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆

1

转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)

解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

5、杠杆的分类及应用:

(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆。

特点:能省力但是费距离。

应用:撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。

(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆。

特点:费力但是生距离。

应用:缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等。

(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆。

特点:不省力不费力

应用:天平,定滑轮等。

说明:具体使用杠杆时应根据实际选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆;当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。

二、滑轮:

1、定滑轮:

①定义:中间的轴固定不动的滑轮。

②实质:定滑轮的实质是:相当于等臂杠杆

③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④说明:对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G

绳子自由端移动距离S(或速度vF) = 重物移动的距离h(或速度vG)

2、动滑轮:

①定义:轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。

②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2

1 FF1 说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 / 2G ; s = 2h

2

F= 1/2(G物+G动) ; s = 2h

3、滑轮组

①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1/ n G ;s = nh F= 1/n (G物+G动) ;s = nh

n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

二:重点、难点突破

1、杠杆:

例1、如图所示,用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F的四种不同方向,其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为( )

A.F1 B.F2 C.F3 D.F4

解析:当杠杆在图示位置精致不动时,杠杆处于平衡状态,此时杠杆所受阻力大小等于物体的重力,因而可知阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,可知动力和动力臂的乘积也保持不变,所以当动力臂最大时所用的拉力最小。当杠杆上力的作用点和支点都固定不变时,当所用力的方向跟支点和力的作用点之间的连线垂直时,力臂最长,故力F2 最小

答案:B

小练习:

1、下列属于费力杠杆的是( )

2、一根杆秤,如果秤砣被磨损掉一部分,用它称得的质量将比被称物体的实际质量()

A.偏大 B.偏小 C.相等 D.无法判定

3

答案:1、D 2、A

2、滑轮和滑轮组:

例2、同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如下图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )

AF甲<F乙<F丙 BF甲>F乙>F丙 CF甲>F乙=F丙 DF甲=F乙>F丙

解析:当用滑轮或滑轮组拉着同一物体沿相同水平地面做匀速直线运动时,机械所克服的阻力为地面对物体产生的摩擦力,即三种情况下所克服的阻力(f)相同。甲种情况使用的为定滑轮,所用拉力F甲 = f ;乙种情况使用的是动滑轮,所用拉力F甲 = 1/2 f ;丙种情况为滑轮组,该滑轮组有三股绳子向左拉物体,所用拉力F甲 = 1/3 f 。故答案为B

答案:B

小练习:

1、一位同学双手的最大拉力为500N,现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,若不计滑轮重和摩擦,最多能提起的物重为 ( )

A 1500N B 1000N C500N D 250N

2、关于使用滑轮组的论述,较全面的是:

A、既可以省力,又可以省距离

B、有时既能省力,又能改变力的方向

C、一定可以省力,但不能改变力的方向

D、一定可以改变力的方向,省力与否要具体分析

答案:1、A 2、B

三:综合训练

一:填空题:

1、一长直扁担长15m,前端挂200N的货,后端挂300N的货,则肩膀应该位于离扁担前端________m处,才能使扁担平衡,平衡后肩受到的压力为________N.(不计扁担的重力)

2、如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,测力计的示数为 N,如果不计滑轮重和摩擦,物体A的重力为 N。

4

3.在图1所示的两种常用工具中,属于省力杠杆的是 (选填“甲”或“乙”).使用这两种工具都 省功(选填“能”或“不能”).

图1

4、如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为G

的物体。为使杠杆平衡,应在杠杆上的_________点施加一个作用力,才能使作用力最小,该最小作用力与物重G的比值是___________。

5、 如图2所示,物体 A 和 B 的质量相等(滑轮重力不计),当分别用力匀速提升物体A和B时,FA︰FB= 。

6、钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图3,它是一个________杠杆,其支点位于图中的________点.要使钓起鱼时省力一些,则钓鱼者两只手之间的距离应________一些(填增大或减小).

7、如图4,利用定滑轮匀速提升重物G,需要拉力F或F?,F和F?大小的关系是F

图7 (填大于、小于、等于)

F?。5 图

3

图4

8、 一辆汽车不小心陷入了泥潭中,司机按图5所示的甲乙两种方式可将汽车从泥潭中拉出,其中省力的是 图。

图5

9、如图6所示,动滑轮重为50N,绳重和摩擦不计,人对绳子的拉力是260N,则物体的重

是 N

;若重物上升的高度是02m,则绳子自由端下降 m。

图6

10.如图7,每个钩码重049N,杠杆上每格长度相等,现用一弹簧测力计要求钩在支点右侧,使它的示数为098N,且杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计应钩在 点处,拉力的方向应__________;如要求弹簧测力计钩在支点左侧,使它的示数为049N,且杠杆仍保持平衡,则弹簧测力计应钩在________点处,拉力方向应__________。

二、选择题

1、小星学习了杠杆后,他把了解到的杠杆进行了分类,如图所示.其中作用特点相同的一组是( )

6

2、在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了( )

A.减小摩擦

B.使每组数据更准确

C.多次测量取平均值减小误差

D.获取多组实验数据归纳出物理规律

3、如图8所示,是用道钉撬撬道钉的示意图。当道钉对道钉撬

的阻力F2是4000N时,要把道钉撬起,需要的动力F1最小为(不

计道钉撬重)( )

A、20N B、200N

C、2000N D、20000N

4、学校国旗的旗杆下有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗

就会上升,对该滑轮的说法,正确的是 ( )

A、这是一个动滑轮,可省力 B、这是一个定滑轮,可省力

C、这是一个动滑轮,可改变力的方向 D、这是一个定滑轮,可改变力的方向

5、在右图中,四种简单机械使用时,能省力的是 ( )

6、下列关于F1力臂的作图中,正确的是:( )

图8

7

7、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是为了( )

A.增大阻力臂,减小动力移动的距离

B.减小动力臂,减小动力移动的距离

C.增大动力臂,省力

D.减小阻力臂,省力

8、如图所示,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,

力F在这个过程中( )

A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大后变小

9、一不法商贩在秤砣上粘了一小铅片,用这样的杆秤测得物体的质量比实际质量( )

A偏大 B偏小 C相同 D都有可能

10、如图9,O为支点,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,则这个杠杆为( ) A一定省力 B一定费力

C不省力也不费力 D都有可能

三、作图题

1.如图10所示,用裁纸刀裁纸加在裁纸刀上的动力为F,支点在O点,请在图中画出动力臂并用l标明.

图9

10 8

2如图11所示.请你画出利用滑轮组向下用力提起木箱的绕绳方法

3.如图16所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图,并作出Fl和F2的力臂l1和l2。

四、实验题

1.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,有甲、乙两位同学作出了如下的猜想:

(1)甲同学:

(2)乙同学:动力×动力臂=阻力×阻力臂。

为了验证以上两种猜想是否正确,两位同学采

用了如图所示的实验装置进行实验和收集证据,并

设计了如下的实验方案:

A.按如图所示的装置安装实验器材。

B.在没有挂钩码时,将杠杆调节至水平位置平衡。

C.将钩码(每个钩码的质量均为50g)分别挂在杠杆的两边并移动其悬挂的位置,重新将杠杆调节至水平位置平衡。

D.改变悬挂的钩码个数,并移动

其悬挂的位置,使杠杆又在水平位置平衡。并将每次 9 图

11 图

16

实验测得的数据都记录在下表中,那么:

(1)在记录数据的表格中,根据实验装置右边的放大图补充表格中漏掉的两空(g=10N/kg)。

(2)在实验中,当杠杆处于水平位置平衡时,杠杆的重心在图中的_______点。

(3)综上所述,由此可得出的结论是: 。

参考答案:

一:填空题:

1、09 500 2、54 126 3、乙 不能 4、A 1/4

5、12 6、费力 A 增大 7、等于 8、乙

9、730 06 10、F 竖直向下 A 竖直向上

二:选择题:

1、D 2、D 3、A 4、D 5、A 6、C 7、D 8、A

9、B 10、D

三:作图题:

1、 2、

10

四:实验题:

1、 (1)

(2)

(3)

动力×动力臂=阻力×阻力臂11 15 82 O

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