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简单机械复习学案 3

发布时间:2014-04-21 10:57:14  

寄语:茂盛的禾苗需要水分;成长的少年需要学习!

第1课时 杠杆和滑轮

一、知识梳理:

(一)杠杆

1、定义:在力的作用下能绕 _______的硬棒称做杠杆。

2 、 。作力臂的方法:先找到支点,再画出力的作用线,作支点到力的作用线的垂线,再画出垂直的符号即可。

3、杠杆的平衡条件是: ,用公式可表示为:。根据动力和阻力的关系,可知它们使杠杆转动的方向是 的,若动力使杠杆做顺时针转动,则阻力就使杠杆做 转动。

4、三种杠杆:

(1)省力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,省了 ,费了 。

(2)费力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,费了 ,省了 。

(3)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,既 也 。

(二)滑轮

1、定滑轮实质上是杠杆;使用定滑轮不省 ,但能改变 。

2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 倍的杠杆;使用动滑轮能省 ,但不能改变 。(3)使用滑轮组既可以 ,又可以 ;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的 ,表达式是:F=1/n(G物+G动)。

3、奇动偶定原理: 使用滑轮组时,直接承担重物的绳子段数为n。若n为偶数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上。

4、确定绳子的股数:数

二、例题精讲:

专题一:画出杠杆的五要素

1、2008年5月12日,四川波川发生 8.0级地震.救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作.

(1)利用如图所示的钢丝钳,救援队员把钢筋剪断,钢丝钳是 (省力/费力)杠杆.

(2)使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图所

示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块 1,撬棒的支

点是 点;若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块

1,撬棒的支点是 点.

2.请你在图中画出使用剪刀时,杠杆AOB所受动力F1的示意图及

动力臂L1、阻力臂L2。

3.如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,l2是力F2的力臂,在图中画出F1的力臂和力F2。

4、画力臂。

1

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专题二:最小力的问题

1.在下图中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。

2.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。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_______.

第14题图

3.如图中的起瓶器,它的支点是 (填A、B 、C或D);若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中 点用力最小(填A、B 、C或D).

4、 如下左图所示,在杠杆A点挂一个物体,如果要使杠杆保持水平平衡,并且用力最小,则应该在杠杆

的B端施加一个方向___________的力。

5、如上中图,杠杆处于平衡,现在将力F的方向改为沿图中虚线的方向,要使杠杆仍在图中位置保持平衡,必须使( )

A 、F增大 B、 F减小 C、 F大小不变 D、 F小于A的重力

6、如上右图的杠杆中,O是支点,在B端挂一个重物,为使杠杆平衡,要在A端加一个力,下列说法中正确的是 ( )

A 在水平方向用力F1最小 B 在竖直方向用力F2最小

C 在跟OA连线垂直的方向F3最小 D在各个方向上用力一样大

专题三:三类杠杆的杠杆

1、如图所示是安置在某收费站栏杆的示意图,当在A处施加一个动力时,可将栏杆拉起来,它是一根( )

A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.无法确定

2、下列工具中,属于省力杠杆的是( )

A.夹邮票用的镊子 B.理发师修剪头发用的剪刀

C.剪铁丝用的钢丝钳 D.钓鱼用的鱼竿

3、杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装使用的吊桥就是一个

杠杆,由图4可知它的支点是______点(填“A”、B”或“C”),在匀速拉起时,

它属于一个______杠杆(填“省力”或“费力”),并在图中画动力臂L1。

4、 下列杠杆中,在使用时属于省力的是_______________,在使用时属于费力的是______________,属于

等臂杠杆的是____________。

①天平; ②理发剪刀; ③切纸刀; ④镊子; ⑤筷子; ⑥剪铁皮剪刀; ⑦人的前臂; ⑧撬棒; ⑨游乐园中的摩天轮。

5、下列工具:(1)钢丝钳、(2)瓶盖起子、(3)理发剪子、(4)镊子。其中属于省力杠杆的是

A.(1)(3) B.(3)(4) C(2)(3) D.(1)(2)

专题四:探究杠杆平衡条件的实验

1、在研究“杠杆的平衡条件”实验中,在处理数据过程中,有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。经过实验,获得了下述数据:

2

于是,他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?

2、根据研究杠杆平衡条件的实验,完成下列填空:

(1)实验中,首先把横杆的__________支在铁架台上,再调节横杆两端的____________,使横杆在______位置平衡,其目的是___________________________。

(2)某同学在调节杠杆平衡时,发现杠杆的右端翘起,可以调节右端的螺母,使它向_______

移动;或者调节左端的螺母,使它向________移动。

()操作时,把钩码分别挂在杠杆的两侧,改变钩码的_________或在杠杆上的_______,使杠杆___________________,其目的是_____________________________。

3.以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况:

⑴、在进行此实验时,他们应先调节杠杆使它在 位置静止,在这一位置静止的好处是 。若杠杆被支起后,左端高右端低,则应进行的操作是 。

(3)、当小宇同学在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡,读出测力计的示数,并从杠杆上直接读出对应的力臂,结果发现:动力×动力臂≠阻力×阻力臂,于是小宇说,杠杆平衡条件在此种

情况不成立,你知道其中的原因吗?

专题五:杠杆平衡条件的计算

1、如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点用弹簧秤竖直向上拉着,

杠杆正好在水平位置上平衡,若弹簧秤示数为9牛,则物体重力为_________牛。

2、一位体重为500牛的同学在做俯卧撑,如上中图所示,A点为重心,则地

面对他双手的作用力大小和方向分别是

_____________

_______________

3

、如上右图一根轻质杠杆,它的一端可以绕固定点O转动,另一端A用线

竖直向上拉着。在杠杆的B点悬挂一个质量为200克的钩码,当杠杆在水平位置上平衡时,线的拉力为_______。

4、如图所示,在杠杆AOB的A端挂一个重为GA的物体,B端挂―个重为GB

的物体时,杠杆处于平衡状态,若AO=BO,杠杆自身重力不计,则

A.GA=GB B.GA<GB C.GA>GB D.无法判断

5、如图所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。(取g=10N/kg,绳的重力不计)

3

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专题六:杠杆力臂及力的大小变化问题

1、如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杆垂

直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在此过程中这个直杆( )

A. 始终是省力杠杆 B. 始终是费力杠杆

C. 先是省力杠杆,后是费力杠杆 D. 先是费力杠杆,后是省力杠杆

2、有一把均匀的木尺,在上端钻有一小孔,挂在钉子A上,如下左图所示,它可以在竖直平面内以A点

为轴摆动。现从静止开始,在木尺的另一端B点处施加一个水平向右的作用 力F,使木尺缓慢地向右偏转,

到图中虚线位置,在这一过程中,木尺的重力对A点的力臂逐渐变_______,水平力F的大小逐渐变_______。

3、如下右图所示,作用在杠杆左端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆由水平位置OA缓慢拉至OB,则在

这个过程中力F将__________(选填“变大”、“变小”或 “不变”)。

4象图那样,用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地抬起,在抬起的过程中,力F大小将:

不变; B.渐渐变小; C. 渐渐变大; D.先变小后变大.

5、如图所示,轻质杠杆的支点为O,在杠杆的A点始终作用竖直向上的力F ,将重为G的物体匀速提升,

则力F的大小( )

A 、逐步变大巧玲珑 B 、逐步变小

C、 始终不变 D 、先变小,后变大,杠杆在水平位置上下最小

6、如下左图所示,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是

A.前臂是省力杠杆,阻力臂变大 B.前臂是省力杠杆,阻力臂变小

C.前臂是费力杠杆,阻力臂变大 D.前臂是费力杠杆,阻力臂变小

7、如图所示,一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上,当在B点加竖直向下的力F

=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直,已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水

平地面的压力为( ) A.80N B.60N C.40N D.20N

专题七:杠杆平衡的判定

1、一个已经平衡的杠杆,两端挂有40N和50N的重物,当将两边同时都增挂5N重物时,杠杆应( )

A 仍平衡 B 挂40N的一端下沉 C 挂50N的一端下沉 D无法判断

2、一个已经平衡的杠杆,两端挂有40N和50N的重物,当将两边同时都增挂5N重物时,杠杆应( )

4

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A 仍平衡 B 挂40N的一端下沉 C 挂50N的一端下沉 D无法判断

3如下左图所示,杠杆处于平衡状态,若将左边A处的砝码移至C处,要使杠杆重新恢复平衡,必须( )

A 将B处的砝码移至D处 B 将B处增加一个同样的砝码

C 将B处的砝码移至D处后去掉一个砝码 D 将B处的砝码去掉一个

4、如上中图所示的杠杆处于平衡,把A端所挂重物浸没在水中时,杠杆将失去平衡,为使杠杆重新平衡

应( )

A 将支点O向A移动 B 将支点O向B移动

C 将支点O 不动,在B端加挂砝码 D 支点O不动,将B端重物向支点O移动

专题七:杆秤的误差分析

1、一根杆秤,因秤砣磨损一部分,由它称得的质量比被称物体的真实质量( )

A、大 B、偏小 C、不变 D、条件不足,无法判断

2、如果有架天平是不等臂的,左臂比右臂稍长,则用这架天平来称量物体的质量,其数值( )

A.比实际物体的质量大些。 B.比实际物体的质量小些。

C.与实际物体的质量一样大。 D.比实际物体的质量可能大些,也可能小些

3、如右图所示为一杆秤,下面说法中正确的是( )

A 在秤砣上吸附一块磁铁,将使测量估大于物体真实量

B 在秤砣上吸附一块磁铁,将使测量估等于物体真实量

C 用B提钮时,该秤的最大称量值比用A提钮时最大称量值小

D 用B提钮时,该秤的最大称量值比用A提钮时最大秤量值大

第2课时 功和功率、机械效率

一、知识梳理:

(三)功

2、功的公式: ,功的单位分别是 。 1J= N.m.

3、使用任何机械都不能省,这个结论叫做。

(四)功率

1、功率:表示物体做功 的物理量。定义:

2、功率的计算公式 ,如果物体做匀速直线运动,还可以用公式 计算。

3、单位:瓦特(W),1MW= Kw= W。如物体运动的功率为25W,含义

指 。

(五)机械效率

1、有用功是(通常W

即 做的功(通常W总=FS)。

2、机械效率是 跟 。

3、影响滑轮组机械效率的主要因素:(竖直方向上)重物的 ___和动滑轮的 ______。对于实际机械,

由于额外功的存在,总有W有用 W总,因此机械效率总 100%。 有用1、做功的两个必要条件:一是: ,二是: 。 =Gh),额外功是

二、例题精讲:

1、用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3 m所用的时间为10s.求:

(1)重物上升的速度.(2)拉力所做的有用功.

(3)拉力的功率.(4)滑轮组的机械效率.

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2、 一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如下图所示。若车重为8×10N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组的机械效率为80%,问:(1)该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率是多少?

三、反馈练习:

1.小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2000N,底面积为0.5m的物体A

向左匀速拉动2 m,物体A受到的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,则物

体A对地面的压强是 Pa;拉力做的功为_________J;该装置的机械效率

是 。

2.用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度, 不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于乙物体的物重G,则所用的拉力F甲 F乙,其机械效率η甲 η乙(两空均选填“>”、“<”或“:”).

3.如图所示,小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A,物体上升的速度为0.1m/s,

人拉绳的力为250N,不计绳重和摩擦,人拉绳做功的功率为__________W,滑轮组的机械效率

为_____,动滑轮重_____N.

4.体能竞赛中,小强在20s内就完成了10个引体向上动作,已知小强的体重为500N,每个动

作身体向上移动的距离约为50cm,则小强在整个过程中做功的功率约为 W。

5.如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中,不需要测

量的是( )

A.他的质量 B.单杠的高度

C.每次身体上升的高度 D.做“引体向上”的时间

6.如图,两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成.用它们分别将重物G1、G2提高相同高度( )

A.若G1 = G2,拉力做的额外功相同

B.若G1 = G2,拉力做的总功相同

C.若G1 = G2,甲的机械效率大于乙的机械效率

D.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变

6 甲 乙

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如图2所示,小明学过机械效率后,提出了一个问题:“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?”针对这个问题,他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验,并记录实验数据如下表:

(1)第三次实验填入表格中的数据:有用功为_______J,总功为________J,机械效率是__________。

(2)通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越___________。

(3)通过对上述实验数据的分析,你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:__________。

(4)如果小明还想探究机械效率与物重的关系,实验时应该控制哪些条件不变?

答:_________________________________________

21.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图13甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:

(1)分析表中数据,回答以下问题:

①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是 ,应改为 ;

②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ;

③滑轮组的机械效率与 无关。

(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图13乙所示。

①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变 ;

②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率 (选填“相同”或“不相同”),理由是: 。

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