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2013华英兴趣班训练题(6)_简单机械专题训练

发布时间:2013-10-20 13:40:02  

考点十 简单机械专题训练

通过实验探究,学会使用简单机械改变力的大小和方向。

知识要点:

一、杠杆:

1、 定义:

说明:①杠杆可直可曲,形状任意。

②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。

2、 五要素——组成杠杆示意图。 ①支点: 。用字母O 表示。

②动力: 。用字母 F1 表示。

③阻力: 。用字母 F2 表示。 说明 动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在 。

动力、阻力的方向 ,但它们使杠杆的转动的方向相反

④动力臂: 。用字母l1表示。

⑤阻力臂: 。用字母l2表示。

画力臂方法:⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)。

3、 研究杠杆的平衡条件:

(1)杠杆平衡是指:

(2)实验前:应调节 ,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:

(3)结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是: 。写成公 式 也可写成:

解题指导: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。

说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时, 当为了使用方便,省距离时,应选 。

二、滑轮:

1、 定滑轮:中间的轴。

②实质:定滑轮的实质是:

F

③特点:使用定滑轮 。

④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G

SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)

2、动滑轮:和重物一起 的滑轮。(可上下移动,

也可左右移动)

②实质:动滑轮的实质是:

③特点:使用动滑轮能 。

(1)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:

1 1 1 F= 2GF= 2(G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重

物移动的距离SG(或vG)

3、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点:使用滑轮组既能 又能改变动力的

不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= n G 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG) 组装滑轮组方法:首先根据公式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。

练习:☆析,写出它们的不同之处: ⑵从电学知识

角度分析:写出它们的不同之处: 。

课堂精练:

1.水暖工王师傅臂力过人,号称"大力士"。一天,他

找来了扳手想把螺丝拧下来,可是费了很大劲就是拧

不动,如图甲所示。王师傅的身边还有一个套筒和一

根粗绳,如图乙所示。请你帮助王师傅选择一种来解

决问题。

①你选择的器材:_____ _______________

②具体方法:________________________________________;

③你这样做的理由是 _________________________________________________。

2.在"研究杠杆平衡条件"实验中

(1)实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母A向 调(填"左"或"右")

1 1

(2)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向 (填"左"或"右")移动 格。

(3)图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 。(填"保持水平平衡"、"顺时针转动"或"逆时针转动")

(4)物理课本中有这样一句话"托盘天平是支点在中间的等臂杠杆,天平平衡时砝码的质量

等于被测物体的质量"。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码,此时被测物体的质量应 砝码的质量(填"大于""小于"或"等于")。

(5)如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆,请你根据杠杆的平衡条件,说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 ___________ 。

3.如图是电工使用的胶把钢丝钳.它的设计和使用中应用了不少我们学过的物理知识,请你指出这种工具在设计上、结构上或使用中应用物理知识的三处地方,并写出所依据的物理知识.

4.研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示,在未挂钩码时,螺母A.B的作用是

________________________。挂上钩码后,发现杠杆不平衡,则应

_____________________.

5.下表是"研究杠杆平衡条件"实验中,某同学在杠杆平衡时记录的部分实验数据,请在空格中填入合适的数值

6.在探究"杠杆的平衡条件"的实验中:

(1)在实验时,使杠杆在____________位置平衡,其目的是___________________.

(2)若实验前,没有挂钩码时,杠杆静止在图a所示位置,应将右端的平衡螺母向__________适当调节.

(3)实验中共有6个钩码,杠杆上每格距离相等,调节好杠杆后,在杠杆左边、离支点2格的A处挂有3个钩码,如图b所示,为使杠杆在水平位置平衡,请你在杠杆右边挂上钩码(用一种方法),你的方法是__________________________________.

(4)实验中改变支点两侧的钩码位置和个数,用同样的方法一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是______________________________.

(5)有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是"动力+动力臂=阻力+阻力臂".他

题?

7.我们的家乡--芜湖,一直以来就是长江下游重要的商贸港口城市。

芜湖长江大桥,这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁两用斜拉

索桥梁的建成,使得芜湖这座古老的城市又焕发出强烈的时代气息。

大桥的建设,用到了很多物理学的知识和研究方法。

(1)在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧,建有高3米左右的板墙(如图所示),其作用是_________________________.

(2)汽车过桥时,每隔一段距离会有明显颠簸,这是大桥桥

面上的缝隙所致。这些缝隙是 ( )

A.一种交通标志,用于确认距离,避免发生追尾事故

B.来往车辆过多,造成路面损毁

C.避免司机开车由于过分平稳而瞌睡

D.伸缩缝,用于允许路面的膨胀和收缩

(3)将大桥的结构进行简化,取其部分可抽象成如下图丁所示的模型,

①可以看出它用到了________的相关知识。其中O是_______,__________代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。

②为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当增加塔桥的高度。请分析原因。

③假如让你来设计新的斜拉索式大桥,你还能提出什么方法可以减轻钢索承受拉力?(说出一种方法即可)

⑷你知道吗?在上述的研究中,我们用到了物理学中很重要的一种研究方法:建立模型。建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识和处理问题;建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程,帮助人们研究不易甚至无法直接观察的现象。想想看,在初中物理学习中,你在研究哪些问题时也用到了这种研究方法?请举一例具体说明。(第本题实例除外)

巩固练习:

1、图1是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图。当物体A完全在水 面下被匀速提升的过程中,物体A所受浮力为80N,小明对绳子竖直向 下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力为N1。当物体A有1/2的体积 露出水面且静止时,小明对绳子竖直向下的拉力为F2,水平地面对小明 的支持力为N2。已知动滑轮所受重力为120N,小明所受重力为600N, N1:N2=13:12。不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,则物体A所受 重力为____N。 图1 2、物体重l000N,如果用一个定滑轮匀速提起它,需要用 ____N的力;如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起 它,需要用_____N的力(不计摩擦滑轮自重). 图

2 3、 正上初三的张丽同学发现,妈妈在厨房炒菜时,在客厅里也

能 闻到香味,这是由于分子_________的原因;细心的她 还发现爸爸工具箱中的钢丝钳(如图2)是___(选填“省力”、 “费力”或“等臂”)杠杆。

4、 如图3所示,工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升,不计摩擦 和滑轮重,在此过程中,工人用的拉力为___N,木箱的重力势能___ 图

3 (选填“增大”、“减小”或“不变”).

5、指出图4中所列工具分别属于那种简单机械,剪刀 _____;扳手_____;钻头____。

6、物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,要用 ___N的力。如果用一个动滑轮提起它,要用_ __N的力。(不计摩擦及滑轮自重) 图4 7、成人正常体温约____℃,一位初中学生的质 量约____kg。用如图5所示的两种方法把相同的重物提高相 同的高度,甲、乙两图的动滑轮重力相同,不计绳重及机械摩擦, 图甲中人的拉力F1___图乙中人的拉力F2(填“大于”、“等于” 或“小于”)。

图5 8、如图6 是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个__ _(填“省力”或“费力”)杠杆,若箱和物品共重100N,设此时动

力臂是阻力臂的5倍,则抬起拉杆的力F 为___N。

9、各式各样的剪刀都是一对杠杆.图7中,___ 剪刀是省力杠杆;理发时应选用___.(选填“甲”

或“乙”)

10.图2所示的用具中,属于费力杠杆的是【 】

甲 乙 图7

图6

11.在图9所示的简单机械中,属于费力杠杆的是【 】

B.镊子 C.铡刀 D.开瓶器

图9

12.门的把手一般都安装在离门轴远的一端,如图10所示。其中的科

学道理是【 】

A.根据杠杆的知识,推开门时比较省距离

B.根据杠杆的知识,推开门时比较省力

图10 C.根据功的知识,推开门时手对门做功较慢

D.根据功的知识,推开门时手对门做功较少

13.用图5所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是【 】

A.翘棒

14.图12所示的工具中,属于费力杠杆的是【 】

A. 钢丝钳 B. 起子 C羊角锤. D.镊子

图12

15.两个小孩坐在跷跷板上,当跷跷板处于平衡时【 】

A.两个小孩的重力一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等

C.轻的小孩离支点近一些 D.重的小孩离支点近一些

16.如图13所示,使用中属于费力杠杆的工具是【 】

图13

17.汶川地震中,滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬

棒撬开山石,分别沿如图14所示的四个方向用力,其中最

省力的是【 】

A.沿F1方向 B.沿F2方向

C.沿F3方向 D.沿F4方向

18.如图15所示的杠杆处于平衡状态,若使弹黄秤的示数变为原来

的1/2,杠杆仍然保持平衡状态,可以采取哪些措施?【 】A、把弹簧秤向左移动一个小格B、减少三个钩码C、把钩码向左移动一个小格D、把钩码向右移动一个小格图11、某同学在“研究动滑

轮特点”的实验时,

进行了正确操作,并记录数据如下表, 分析数据后发现,实验结果与课本中“使

用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实,下列做法中最不可取的是【 】 ....

A. 与同学分析可能原因

B. 实验失败,停止实验

C. 改进实验条件,重新实验

D. 查阅资料,了解结论的适用条件

12、在图17中,要将一圆柱体重物推上台阶,

最小的作用力应是【 】

A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 图17

13、下列属于省力杠杆的是【 】

A.划船时的船桨 B.剪铁皮的剪子 C.起重机的吊臂 D.端着茶杯的前臂

三、作图题

1、如图19所示,粗细均匀的棒一端搁在地上,另一端与支点O连接.要

求:

(1)作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图

(2)画出重力的力臂

2、一块质量分布均匀的长方形木板放在水平地面上,现在要将木板从 图19 N端抬起,请你在图20中标出支点O的位置,并画出所用最小动力F

的示意图和动力臂L(板的厚度不计)。

图20

图21 3、两位同学利用图21所示的可以绕O点自由转动的健身器材进行

锻炼,甲同学竖直向下用力F1将另一端的乙同学拉起。请画出拉力F1的力臂L1。

4、请在图22中画出动力F1的力臂l1。

5、画出图23中新型核桃夹手柄受到力F的力臂。

图22 图23 图

24

6、)如图24所示,是一个Z形杠杆,请在图中画出力F对支点O的力臂L。

四、探究与实验题

1、探究杠杆的平衡条件的实验中: ①小明将杠杆放在水平桌面上,发现杠杆右端下倾,那么他应该将杠杆左端的螺母向___(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.

②实验时只有8个相同的钩码,现已在左端A点挂有4个钩码,如图所示,为使杠杆平

衡,钩码应挂在何处?(请设计两种方案,在下图中画出)

五、综合应用题

1、图26是小刚设计的一个通过简单机械自动拉

开开关的装置示意图。该装置主要由滑轮

组、配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通

过细绳与动滑轮相连,配重C、D分别通过

支架固连在杠杆AB两端,支架与杠杆垂直。

杠杆的B端放在水平台面上,杠杆可以绕支

点O在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开

前,杠杆在水平位置平衡。已知动滑轮P的图

26 质量mP为0.2kg,OA:OB=3:1,配重D的质

量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N,刚好拉开开关所需的拉力T为6N。杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。

求:配重C的质量mC等于多少千克,开关刚好能被拉开?

2、图27为用道钉撬来撬铁路枕木上道钉的

图片,若阻力F2为1500N,根据图片估

算此道钉撬所用最小动力F1的大小。

图27

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