徐州专版2020中考物理复习方案第三部分机械能内能欧姆定律第17课时杠杆和滑轮课件 42页

第 17 课时 杠杆和滑轮 第三部分 　 机械、能、内能、欧姆定律 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点一　杠杆 1. 杠杆基本知识 定义 　在力的作用下可绕一 　　　　　 转动的硬棒叫杠杆 五要素 支点 　杠杆绕着转动的点,一般用字母O 表示 动力 　使杠杆转动的力,一般用字母F 1 表示 阻力 　阻碍杠杆转动的力,一般用字母F 2 表示 动力臂 　从支点到 　　　　　　　 的距离,一般用字母l 1 表示 阻力臂 　从支点到 　　　　　　　 的距离,一般用字母l 2 表示 阻力作用线 固定点 动力作用线 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 简图 说明 　①动力、阻力都是杠杆受的力,所以作用点都在杠杆上;　②动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反;　③当力的作用线过支点时,该力的力臂为零 作图 　①找支点;②画力的作用线;③画力臂(过支点向力的作用线画垂线);④标力臂(大括号或背向箭头) 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 【 点拨 】 作最小力的步骤: (1)定点(找最小力的作用点):在杠杆上找出离支点最远的点就是最小力的作用点。 (2)连线:连接作用点与支点,该线段为最大力臂。 (3)定向:过作用点作力臂的垂线,根据实际,动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动,从而确定动力的方向(定向原则:动力与阻力使杠杆转动的方向相反)。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 ( 1)杠杆平衡状态:杠杆静止或匀速转动,此时我们就说杠杆处于平衡状态。 (2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(即:F 1 l 1 =F 2 l 2 )。 2.杠杆的平衡 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 3.杠杆的分类 名称 特征 特点 应用举例 省力杠杆 　动力臂大于阻力臂 　省力、费距离 　撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力杠杆 　动力臂小于阻力臂 　费力、省距离 　缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿 等臂杠杆 　动力臂等于阻力臂 不省力、不费力 　天平、定滑轮 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点二　滑轮 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图 实质 　　　 杠杆 　动力臂是阻力臂 　 倍的杠杆 力的关系(F 1 ,G),不计滑轮重和摩擦 _________ _________ 距离的关系(s,h) s=h _________ 　 _________ 　 等臂 二 F 1 =G s=2h s=nh 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 【 点拨 】 判断承担物重绳子段数的方法: 　　在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,与动滑轮相连的绳子段数即承担物重的绳子的段数。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　知道简单机械——杠杆(了解) 例 1 [2019·天津] 图17-1甲是用撬棒撬石头的情景,图乙中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 (　　) 图 17-1 A 例2 踮脚是一项很好的有氧运动(如图17-2所示),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是 (　　) A.脚后跟是支点,是省力杠杆 B.脚后跟是支点,是费力杠杆 C.脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆 D.脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 C 图 17-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 1】 我们日常生活中要用到杠杆,在分析杠杆时首先要找到杠杆绕着转动的固定点,这一点叫 　　　　 ;钓鱼时,钓鱼竿可看成一根杠杆,如图17-3所示,它是一个 　　　　 杠杆,要能更加方便地将上钩的鱼快速提起,其支点应当位于图中的 　　　　 (选填“A”“B”或“C”)点。  图 17-3 支点 费力 A 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 2】 [2017·徐州] 如图17-4所示,用绳子将电线杆竖起,请画出此时拉力F的力臂l。 图 17-4 如图所示 例 3 [2017·淮安] 如图17-5所示,在探究“杠杆平衡条件”的实验中,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5 N),用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点,使杠杆再次平衡,则弹簧测力计的示数为 　　　　 N;在将弹簧测力计转向图中虚线方向的过程中,始终保持杠杆平衡,则弹簧测力计的示数将 　　　　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　了解杠杆的平衡条件(了解) 1 图 17 - 5 变大 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【变式1】 [2019·苏州相城区模拟] 如图17-6所示,轻质杠杆自重可不计,已知OB=2OA,重物重力G=50 N,拉力F的方向与AB的夹角为30°。则该杠杆使用时拉力F= 　　　　 N。 图 17-6 50 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【变式2】 如图17-7所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕 　　　　 点倾翻。已知AB长40 cm,AC长30 cm,室外机的重力为300 N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为 ________ N(支架重力不计)。为了安全起见,室外机应尽量 　　　　 (选填“靠近”或“远离”)墙壁。 图 17-7 C 200 靠近 例 4 如图17-8所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是 (　　) 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究三　知道简单机械——滑轮(了解) B 图 17 - 8 例5 如图17-9所示,工人利用滑轮组将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上,则他所用的拉力为 　　　 N,绳子自由端向下移动的距离为 _____ 　　　　m。(不计绳重、动滑轮重及摩擦)  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 图 17-9 [ 答案 ] 100 　 4 例6 [2016·徐州] 如图17-10所示,要用向下的力提升重物,请画出滑轮组绳子的绕法。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 图 17-10 如图所示 实验突破 素养提升 突破　探究杠杆的平衡条件(了解) 当堂检测 及时反馈 【实验设计】 1. 让支点处于均匀杠杆中央的目的 : 避免杠杆 自重 对实验造成的影响。 2. 让杠杆在水平位置平衡的目的 : 便于从杠杆上直接 读出力臂 。 3. 平衡螺母的调节 : 左高左调 , 右高右调 。 【实验现象】 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。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 【交流与反思】 5. 弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆 , 弹簧测力计的示数变大的原因 : 拉力的力臂变小 。 6. 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 。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 [2018·泰州海陵区一模改编] 在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图17-11甲所示的位置,此时杠杆处于 　　　　 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应向 　　 调节平衡螺母,这样做的好处是 　　　　　　 。  图 17-11 便于测量力臂 平衡 左 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 [2018·泰州海陵区一模改编] 在“探究杠杆平衡条件”的实验中 : (2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F 1 =6 N、l 1 =20 cm、F 2 =4 N和l 2 =30 cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论? _________ ,  理由是 _______________________________________________________ 。  图 17-11 不能 一次实验具有偶然性 , 应多测几组数据得到普遍结论 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 [2018·泰州海陵区一模改编] 在“探究杠杆平衡条件”的实验中 : (3)如果利用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重0.5 N,杠杆平衡时弹簧测力计的示数应为 　　　 N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数 ________ (选填“变大”“不变”或“变小”)。若弹簧测力计的量程是0~2.0 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。  图 17-11 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] 2.25 　变大　 16 [ 解析 ] 设一格的长度为 L, 杠杆在水平位置平衡 , 由 F 1 l 1 =F 2 l 2 得 ,0.5 N×3×6L=F 拉 ×4L, 解得 F 拉 =2.25 N; 从图乙中可以看出 , 弹簧测力计的作用力最长的力臂为 4L, 当力的方向发生改变时 , 力臂将减小 , 因此拉力将变大 , 即弹簧测力计示数变大。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (4)小光用另一杠杆进行实验时,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,主要是因为 　　　　 。(选填字母)  A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码 C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多 · 实验拓展 · D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (5)在探究实验中部分同学还得出这样的结论:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就平衡。 ①你认为这个结论是 　　　　 (选填“正确”或“错误”)的。  ②如何用图丁的装置来验证你的观点? 答: 　　　　　　　　　　　　　　 。  错误 保证悬挂点位置不变 , 将弹簧测力计斜向右下或左下拉 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。 ①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心。 ②如图戊所示,将质量为m 1 的物体挂在刻度尺左边某一位置,向 　　　　 (选填“左”或“右”)移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L 1 和刻度尺的 　　　　 到支座的距离L 2 。  [ 答案 ] 右　重心 [解析] 由于原来处于平衡状态 , 将质量为 m 1 的物体挂在刻度尺左边某一位置时杠杆左端会下降 , 所以根据杠杆平衡条件 F 1 l 1 =F 2 l 2 可知 : 在动力、阻力的大小及方向不变的条件下 , 需要增加 L 2 , 减小 L 1 , 即向右移动刻度尺。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。 ③ 根据杠杆的平衡条件 , 可以计算出刻度尺的质量 m= 　　　　 。 ( 用题目中所给物理量表示 )  [ 答案 ] 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (7)图17-12为某些正在使用中的杠杆,其中属于费力杠杆的是 　　　　 。  图 17-12 D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 1. [2018·南京秦淮区一模] 如图17-13所示的杠杆中,使用时能省距离的是(　　) 图 17-13 C 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 2. 如图17-14所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板,她将苹果、桔子分别用轻质细绳悬挂在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杠杆逆时针转动的力是 (　　) A.苹果的重力 B.桔子的重力 C.杆对桔子的支持力 D.苹果对杆的压力 图 17-14 D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 3. [2018·扬州宝应县一模] 在道路条件不允许的情况下,军车通常采用如下方法原地掉头,先将千斤顶放在车底部合适的位置将军车顶起来,然后推动军车绕千斤顶转动即可实现原地掉头(如图17-15所示),下列有关分析正确的是 (　　) A.千斤顶应放在车底部靠近车轮的位置 B.千斤顶应放在车所受重力的作用线上 C.只要在车前部推就最省力 D.只要在车上离千斤顶最远的地方推就最省力 图 17-15 B 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 4. 使用 　　　 滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向,这种滑轮相当于一个 　　　　 的杠杆。用如图17-16所示的装置,在1 min 内把重为20 N的重物A竖直向上匀速提高了12 m,若不计绳重、摩擦及动滑轮重,所需拉力是 　　 N,手向上移动的距离为 　　　 m;如果动滑轮重为2 N,则需要的拉力为 　　　 N,绳子自由端移动的速度为 ______ m/s。  图 17-16 动 省力 10 24 11 0.4 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 5. [2019·盐城大丰区期末模拟] 阿基米德首先总结了杠杆平衡条件,其内容是:　　　　 ____________ (用公式表示)。杠杆的应用非常广泛,如图17-17Ⅰ所示的两种剪刀,正常使用时属于省力杠杆的是 　　　　 (选填“甲”或“乙”)剪刀;工程车上的起重臂就是一个费力杠杆(如图Ⅱ所示),使用它的好处是能够省 　　 ;如图Ⅲ所示,A装置是 　　　 (选填“定”或“动”)滑轮,使用它的作用是 　　　　　　　　 。  图 17-17 F 1 l 1 =F 2 l 2 甲 距离 定 改变拉力方向 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 6. [2018·徐州部分学校一模] 在图17-18中标出动力F的力臂l。 图 17-18 如图所示 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 7. [2018·南京市潥水区一模] 小明为了探究定滑轮和动滑轮的特点,做了以下实验: (1)探究定滑轮的特点时,做的实验如图17-19甲所示,据此可证明:使用定滑轮 　　　　　　 。  (2)探究动滑轮的特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如图乙所示,据此可知:使用动滑轮 __________ 。  能省力 图 17-19 能改变力的方向 , 但不能省力 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (3)小雯探究时利用如图丙所示装置进行实验,并记录了数据如下表所示。 通过分析数据,她觉得与书中的结论有偏差。请回答下列问题: ①该实验中出现这样结果的主要原因是 　　　　　　　　　　　　　　 。  ②请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见: ______________________________ ____________________ 。  图 17-19 实验次数 物重 G/N 使用定滑轮时弹簧测力计的示数 F 1 /N 使用动滑轮时弹簧测力计的示数 F 2 /N 1 1.00 0.60 0.65 2 1.50 1.10 0.90 3 2.00 1.60 1.15 将图丙 (b) 中弹簧测力计倒过 测量拉力时忽略了弹簧测力计的重力 来重新调零后使用 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 8. [2015·徐州] 在“探究杠杆的平衡条件”实验中: (1)如图17-20a所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 _______ (选填“左”或“右”)旋。  (2)如图b所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上 　　　　 个同样的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。  (3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将 　　　　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 图 17-20 变大 右 1 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 8. [2015·徐州] 在“探究杠杆的平衡条件”实验中: (4)使用杠杆能为我们的生活带来方便。如图17-21 所示,下列杠杆能够省距离的是 　　　　 。 图 17-21 D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 9. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图17-22所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重600 N,小明身体可视为杠杆,O为支点,A'为重心,OA=1 m,B到O点的距离OB=1.5 m。g取10 N/kg。 (1)求小明的质量。 (2) 求地面对手的支持力。 (3) 若每个手掌的面积为 0.016m 2 , 求双手对地面的压强。 图 17-22 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 9. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图17-22所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重600 N,小明身体可视为杠杆,O为支点,A'为重心,OA=1 m,B到O点的距离OB=1.5 m。g取10 N/kg。 (2) 求地面对手的支持力。 图 17-22 解：如下图所示 , 根据杠杠平衡条件有 F×OB=G×OA, 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 9. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图17-22所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重600 N,小明身体可视为杠杆,O为支点,A'为重心,OA=1 m,B到O点的距离OB=1.5 m。g取10 N/kg。 (3) 若每个手掌的面积为 0.016m 2 , 求双手对地面的压强。 图 17-22