广东省2020年中考物理二轮复习第4部分力学第6讲简单机械课件 37页

第四部分　力　学 基 础 篇 第 6 讲　简单机械 中 考 导 航 自 主 梳 理 命 题 揭 秘 体 验 中 考 节 节 高 升 3 中考导航 课标 要求 简单机械改变力的大小和方向 ( 探究 ) 广东中考情况分析 年份 高频考查 题型 分值 2019 力臂；滑轮组 作图题、计算题 3 分 2018 力臂、杠杆平衡 作图题、计算题 4 分 2017 力臂 作图题 2 分 2016 杠杆平衡、滑轮 填空题、作图题 3 分 命题趋势 2020 年命题预测：杠杆、滑轮、杠杆平衡实验，分值约 3 分 4 一、杠杆 1 ． 杠杆 (1) 定义：在力的作用下绕着 __________ 转动的硬棒． (2) 杠杆的五要素 ① 支点 O ：杠杆绕着转动的点； ② 动力 F 1 ：使杠杆转动的力； ③ 阻力 F 2 ：阻碍杠杆转动的力； ④ 动力臂 L 1 ：从支点到动力作用线的距离； ⑤ 阻力臂 L 2 ：从支点到阻力作用线的距离． 自主梳理 固定点　 5 2 ． 杠杆的平衡条件 (1) 杠杆平衡：杠杆处于 ________ 或 ____________ 的状态． (2) 杠杆的平衡条件：动力 × 动力臂＝阻力 × 阻力臂，即 ______________. 3 ． 三种杠杆 (1) 省力杠杆：动力臂比阻力臂长，省力但费距离． ( 如：起子、羊角锤、老虎钳、铡刀 ) (2) 费力杠杆：动力臂比阻力臂短，费力但省距离． ( 如：剪刀、镊子、钓鱼竿、筷子 ) (3) 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力也不省距离． ( 如：天平 ) 静止　 匀速转动　 F 1 L 1 ＝ F 2 L 2 　 6 二、滑轮 1 ． 定滑轮 (1) 定义：轴固定不动的滑轮． (2) 实质：是一个 ________ 杠杆． (3) 特点：使用定滑轮不能省力，也不能省距离，但可以 ________________. 2 ． 动滑轮 (1) 定义：轴随重物一起运动的滑轮． (2) 实质：动滑轮是一个 ____________________________ 杠杆． (3) 特点： 使用动滑轮能 ____________ ，但不能改变力的方向，且要 __________________( s ＝ 2 h ) ． 等臂　 改变力的方向　 动力臂为阻力臂两倍的省力　 省一半力　 多移动一倍距离　 7 3 ． 滑轮组 (1) 定义：定滑轮和动滑轮组合在一起． (2) 特点：既能 ________ ，又可以 ________________. (3) 滑轮组中动力的计算公式： ______________( 忽略动滑轮重力及绳、轮摩擦 ) ； _______________________( 忽略摩擦，考虑动滑轮的重力 ) ． (4) 绳子自由端移动的距离： _____________( h 是物体被移动的距离， n 为承担重物绳子的段数，即动滑轮这侧的绳子段数 ) (5) 奇动偶定的绕绳原理：使用滑轮组时，若 n 为 ________ 时，则绳子的固定端挂在 __________ 上；若 n 为 ________ 时，则绳子的固定端挂在 __________ 上． 省力　 改变力的方向　 s 绳 ＝ nh 物 　 偶数　 定滑轮　 奇数　 动滑轮　 8 三、轮轴和斜面 1 ． 轮轴： 由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴转动的简单机械，实质上是一个 ______________________. 使用轮轴可以省力， F 1 R ＝ F 2 r ( 不计摩擦时成立 ) ． 2 ． 斜面： 是一种 ______ 距离但能 ________ 的简单机械． Fs ＝ Gh ( 不计摩擦时成立 ) ． 可以连续转动的杠杆　 费　 省力　 9 1 ． (2019 年襄阳卷 ) 下列杠杆中属于省力杠杆的是 ( 　　 ) A ．定滑轮　 B ．筷子　　 C ．钳子　 D ．钓鱼竿 2 ． (2019 年孝感卷 ) 如图所示是建筑工地上的起重机示意图， B 是配重．起重机工作时，在钢索吊起货物加速上升的过程中，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．钢索对货物的拉力等于货物的重力 B ．货物加速上升过程中没有惯性 C ．货物的动能转化为它的重力势能 D ．配重是为了防止起重机翻倒，利用了杠杆原理 C 　 D 　 10 3 ． (2019 年江西卷 ) 如图所示，物重为 G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态 ( 不计机械自重和摩擦 ) ，拉力 F 1 、 F 2 、 F 3 、 F 4 的大小关系是 ( 　　 ) A ． F 2 < F 3 ＝ F 4 < F 1 　 B ． F 2 < F 4 < F 1 < F 3 C ． F 4 ＝ F 2 < F 1 < F 3 　 D ． F 4 < F 2 < F 3 < F 1 B 　 11 4 ． (2019 年宜昌卷 ) 如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支 ______ 力杠杆，手移动的距离 ________( 填“大于”或“小于” ) 桨在水中移动的距离． 5 ． (2019 年德阳卷 ) 如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为 400 N 的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重 20 N ，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为 _______N ，图乙中人对绳子的拉力为 _______N. 费　 小于　 400 　 210 　 第 4 题图 第 5 题图 12 力臂的作图　 例 1 ： 如图所示，画出图中 F 的力臂 L . 【答案】 如图 命题揭秘 杠杆 13 【方法规律】 1 ． 杠杆的力臂作图 (1) 找支点：杠杆转动中不动的那一点； (2) 画作用线：找出或画好动力与阻力的作用线，必要时 用虚线延长作用线 ； (3) 作垂线段：由支点向力的作用线引垂线，支点与垂足之间的线段即为力臂； (4) 标示：力臂用两端带箭头的实线、实线加大括号、虚线加大括号表示均可，并用字母 L 标示． 14 2 ． 找最小动力方向的技巧 (1) 确定支点； (2) 找出杠杆上离支点最远的点，该点即为最小动力的作用点； (3) 连接支点与作用点； (4) 过作用点作连线的垂线，最小力的方向沿该垂线的方向． 15 杠杆的分类　 例 2 ： 如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是 ( 　　 ) A 　 16 【方法规律】　三种杠杆判断规律 力臂关系 力的关系 特点 省力杠杆 L 动力 > L 阻力 F 动力 < F 阻力 省力，但费距离 费力杠杆 L 动力 < L 阻力 F 动力 > F 阻力 费力，但省距离 等臂杠杆 L 动力 ＝ L 阻力 F 动力 ＝ F 阻力 不省力，不费距离 17 杠杆的平衡条件　 例 3 ： 如图甲所示的杠杆是水平平衡的．如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆 ( 　　 ) A ．右端下沉 B ．左端下沉 C ．要保持平衡应将左端的物体向右移动 D ．要保持平衡应在右端再加挂一个物体 【解析】 开始时杠杆平衡，则 G 左 · 2 L － G 右 · 4 L ＝ 0 ，两边加挂等重的物体后有 ( G 左 ＋ G ) · 2 L － ( G 右 ＋ G ) · 4 L ＝－ 2 GL <0 ，故右边重了会下沉， A 正确， B 错误；要保持平衡，需将左端的物体往左移动，增大力臂， C 错误；或者减小右边物体重量， D 错误． A 　 18 【方法规律】 1 ． 杠杆的平衡条件 ： F 1 L 1 ＝ F 2 L 2 . 2 ． 杠杆哪侧的 FL 值大，就会往哪侧下沉． 要再保持平衡， ① 减小这侧的 FL 值， ② 增大另一侧的 FL 值． 19 1 ． (2019 年惠城模考 ) 如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是 ( 　　 ) A ． B 点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力 B ． B 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 C ． C 点是支点，物体 A 放在车厢后部可省力 D ． C 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 C 　 20 2 ．如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是 ( 　　 ) A ． F 1 　　 B ． F 2 C ． F 3 　　 D ． F 4 C 　 21 3 ． (2019 年高明模考 ) 如图所示，杠杆在拉力 F 的作用下水平平衡．现将弹簧测力计绕 C 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力 F 的变化情况是 ( 　　 ) A ．一直变大　　 B ．一直变小 C ．一直不变　 D ．先变大后变小 A 　 22 4 ． (2019 年成都卷 ) 如图所示是三种类型剪刀的示意图．请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 _____( 填“ A ”“ B ” 或“ C ”) 剪刀，这样选择的目的是为了 ________. C 　 省力　 23 5 ．如图所示，轻质水平木杆 AB 可以绕 O 点转动，在杆的 B 端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的边长为 10 cm ，质量为 0.2 kg ，已知 AO 长度是 OB 长度的 3 倍，在 A 点用 F ＝ 4 N 的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为 _____N ，水对容器底部的压力为 ______N.( 不计容器的厚度， ρ 水 ＝ 1.0×10 3 kg /m 3 ， g 取 10 N/ kg) 0 　 10 　 24 滑轮、滑轮组的作用力分析　 例 1 ： 如图所示，用重为 0.2 N 的动滑轮将重 2 N 的物体匀速提升，不计摩擦和绳重，则所用的拉力为 ( 　　 ) A ． 1 N 　 B ． 1.1 N C ． 1.2 N 　 D ． 2.2 N 滑轮 B 　 25 【方法规律】 1 ． 绳子承重段数 n 的确定： 一定要是拉动动滑轮绳子的段数． 方法： 在定滑轮与动滑轮间画一条虚线，数与动滑轮相连的绳子的段数． 易错： 不要漏数了动滑轮上标有箭头表示拉力方向的那段． 重点： 确定好拉力作用点的位置． 2 ． 物体竖直升降 h ( 或水平移动 l ) 与绳子自由端移动 s 的关系： s ＝ nh ( 或 s ＝ nl ) ． 物体竖直升降 ( 或水平移动 ) 速度 v 0 与绳子自由端移动速度 v 的关系： v ＝ n v 0 . 26 27 滑轮作图、滑轮组最省力的绕法　 例 2 ： 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法． 【答案】 如图 28 29 4 ． 已知最终绳子自由端及拉力方向，则沿着绳子方向逆向依次连接，最终连接到绳端起点在滑轮勾上． 30 1 ．小明利用如图所示的简单机械移动物体 A 时，当沿不同方向分别用 F 1 、 F 2 、 F 3 的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ． F 1 ＝ F 2 ＜ F 3 B ． F 1 ＜ F 2 ＜ F 3 C ． F 1 ＞ F 2 ＞ F 3 D ． F 1 ＝ F 2 ＝ F 3 D 　 31 2 ． (2019 年中山模拟 ) 用如图所示的工具提升同一个重物 G ( 不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重 ) ，最省力的是 ( 　　 ) B 　 32 3 ．如图所示，若拉力 F ＝ 1 200 N ，物体 A 重 21 000 N ，不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦．当绳子自由端移动 6 m ，且沿水平方向匀速拉动物体 A 前进时，则物体 A 与地面间摩擦力是 __________N ，物体 A 移动 _____m. 4 ．如图所示是家用手摇晾衣架， A 、 B 两滑轮中属于动滑轮的是 _____ ；若衣服和晾衣架的总重 120 N ，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力 F ＝ ______N. 3 600 　 2 　 B 　 30 　 33 5 ． (2019 年阳江一模 ) 高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触．如图为输电线的牵引装置．钢绳通过滑轮组悬挂 20 个相同的坠砣，每个坠砣质量为 25 kg ，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线 A 端受到的拉力大小为 _______N. 若某段时间内坠砣串下降了 30 cm ，则输电线 A 端向左移动了 ______cm.( g 取 10 N/kg ，不考虑钢绳的热胀冷缩 ) 10 4 　 15 　 34 例： 在探究“杠杆的平衡条件”的实验中： 【操作考法】 (1) 实验前，将杠杆的中点置于支架上，并调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，这是为了 ______________________________ ；杠杆静止时发现杠杆右端较低，这时杠杆 ________( 填“平衡”或“不平衡” ) ．为使杠杆在水平位置平衡应将平衡螺母向 ______( 填“左”或“右” ) 端调节． 探究杠杆的平衡条件 杠杆的自重对实验不产生影响　 平衡　 左　 35 (2) 杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的 A 位置挂上两个钩码，可在 B 位置挂上 _____ 个钩码，使杠杆在水平位置平衡． (3) 实验时加减钩码应使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是： ______________________. (4) 小明改用弹簧测力计在图乙中的 C 位置斜下拉，若每个钩码重 1 N ，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数将 ________( 填“大于”“等于”或“小于” )1 N. (5) 某同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他的做法是 ________( 填“正确”或“错误” ) 的． 4 　 方便测量力臂的大小　 大于　 错误　 36 (6) 小明在实验中记录了三次实验数据如表： 由实验数据可得杠杆的平衡条件是 ______________. (7) 测量多组数据的目的是 ________________________________. 实验数据次数 动力 F 1 /N 动力臂 l 1 /cm 阻力 F 2 /N 阻力臂 l 2 /cm 1 1.0 10 0.5 20 2 2.0 10 1 20 3 2.0 20 4.0 10 F 1 l 1 ＝ F 2 l 2 　 多次实验得出结论，排除偶然性　 37 【创新考法】 (8) 在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图乙所示．这样做不能达到的目的是 _____. A ．便于直接读出拉力的大小　 B ．便于提供不同方向的拉力 C ．便于正确认识力臂　 D ．便于测量力臂的大小 (9) 某同学用图丙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，得出的数据与小明得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 __________________. D 　 杠杆自重的影响