總復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械(提高)知識(shí)講解最新修正版最新修正版

1、最新修正版總復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械(提高)責(zé)編：雒文麗【考綱要求】1、知道杠桿定義及杠桿的五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂；2、會(huì)畫力臂理解杠桿平衡條件，并能區(qū)別實(shí)際生活中的省力、費(fèi)力及等臂杠桿;動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)，理解滑輪組。3、理解定滑輪、【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】杠桿的概念杠桿的平衡條件簡(jiǎn)單機(jī)械滑輪三種杠桿定滑絶 動(dòng)滑輪 滑輪組省力杠桿 費(fèi)力杠桿 等臂杠桿【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、杠桿1杠桿的概念：一根在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就是杠桿。杠桿的五要素是：支點(diǎn)、 動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是彎的，如羊角錘。2、(1)(2)(3)(4)(5)3、O):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。Fi

2、)：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一定是其他物體施給杠桿的力。F2 )：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。一定是其他物體施給杠桿的力。 (Li )：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。杠桿的五要素支點(diǎn)(動(dòng)力( 阻力( 動(dòng)力臂 阻力臂 杠桿的平衡條件：(1) 杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿就處于平衡狀態(tài)。(2) 杠桿的平衡條件是動(dòng)力X動(dòng)力臂 =阻力X阻力臂，用公式表示為FiLi= F2L2 要點(diǎn)詮釋：杠桿的平衡不是單獨(dú)由力或力臂決定的，而是由它們的乘積來決定的。4、杠桿分類：(1) 省力杠桿：Li L2, Fi F20這類杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂 Li大于阻力臂L2,平衡時(shí)動(dòng)力Fi小于阻力F2，

3、即用較小的動(dòng)力就可以克 服較大的阻力。但是實(shí)際工作是動(dòng)力移動(dòng)的距離卻比阻力移動(dòng)的距離大，即要費(fèi)距離。如撬起重物的撬 棒，開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等，都屬于這一類杠桿。(2) 費(fèi)力杠桿：Li F20這類杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂 Li小于阻力臂L2，平衡時(shí)動(dòng)力Fi大于阻力F2，即要用較大的動(dòng)力才能克 服阻力完成工作，但它的優(yōu)點(diǎn)是杠桿工作時(shí)，動(dòng)力移動(dòng)較小的距離就能使阻力移動(dòng)較大的距離。使工作 方便，也就是省了距離。如縫紉機(jī)踏板、挖土的鐵锨、大掃帚、夾煤塊的火鉗，這些杠桿都是費(fèi)力杠桿。(3) 等臂杠桿：Li=L 2, Fi=F2o這類杠桿的動(dòng)力臂 Li等于阻力臂L2,平衡時(shí)動(dòng)力Fi等于阻力F2,工作時(shí)既

4、不省力也不費(fèi)力，如天 平、定滑輪就是等臂杠桿?？键c(diǎn)二、滑輪(高清課堂力學(xué) 4:杠桿和滑輪滑輪)1定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點(diǎn)，因此，定滑輪質(zhì)是等臂杠桿。定滑輪的特點(diǎn)是它的轉(zhuǎn)軸（支點(diǎn)）不隨貨物上下移動(dòng)。2、動(dòng)滑輪：如下圖乙所示，特點(diǎn)是它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸會(huì)隨物體上下移動(dòng)，它 的省力杠桿，它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是阻力作用點(diǎn)。實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂 2倍FlF,甲3、定滑輪和動(dòng)滑輪的作用使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。 使用動(dòng)滑輪可以省力，但要多移動(dòng)距離。4、滑輪組：由定滑輪和動(dòng)滑輪組裝起來的，既可省力又可以改變用力方向，但費(fèi)距離。所用力F與物重關(guān)系為F =

5、 （G物+ G動(dòng)）（n為承擔(dān)吊著物體的繩子段數(shù)），物體升高h(yuǎn)時(shí)，繩子自由端移n則s=nh。繩子自由端移動(dòng)的速度距離為V,貝y V自=nV物。我們可以在知道或算出滑動(dòng)的距離為S,輪組承擔(dān)重物的繩子段數(shù)的情況下組裝滑輪組，可以根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則先確定繩子的一端是 掛在動(dòng)滑輪或定滑輪的鉤上，再由里向外順次繞線?！镜湫屠}】類型一、杠桿W1、在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低，則可將左側(cè)的平衡螺母向調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡。如圖所示，在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力應(yīng)

6、沿_方向，此時(shí)讀數(shù)為_N 。302010【思路點(diǎn)撥】（1）實(shí)驗(yàn)前杠桿右側(cè)高左側(cè)低，原因是右側(cè)的力和力臂乘積小于左側(cè)的力和力臂乘積，根 據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，減小左側(cè)的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置 平衡；（2 ）當(dāng)把支點(diǎn)到作用點(diǎn)的連線作為動(dòng)力臂（施力方向與連線垂直）時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)、最省力（彈簧測(cè) 力計(jì)示數(shù)最小）；（3 ）知道阻力、阻力臂和動(dòng)力臂，利用杠桿的平衡條件求動(dòng)力。【答案】右；豎直（或豎直向下）；2【解析】杠桿在調(diào)節(jié)過程中右側(cè)高，左側(cè)低，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)；在阻力和阻力臂及動(dòng)力作用點(diǎn)一定的條件下，力的作用方向與杠桿垂直時(shí)，力臂最大，所用力最小，根據(jù)杠桿平

7、衡條件可得【總結(jié)升華】 本題考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視自己動(dòng)手實(shí) 驗(yàn)，要學(xué)會(huì)利用杠桿平衡條件解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。舉一反三：【變式】（2015?南寧）如圖所示，在使用相同的鉤碼進(jìn)行“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，要使調(diào)好 的杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)在A. 1個(gè)B.2個(gè)C.3JL10 A-(111g1【答案】B個(gè)A處懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)是（）D . 6個(gè)（高清課堂力學(xué) 4:杠桿和滑輪例3）用一條長(zhǎng)2m的扁擔(dān)挑物品，前后兩端分別掛有和200N的箱子。要使扁擔(dān)保持水平平衡，肩應(yīng)離扁擔(dān)前端多遠(yuǎn)？【思路點(diǎn)撥】人在挑水時(shí)以肩為支點(diǎn)，兩邊水桶形成杠桿的平衡，由平衡的條件可求得

8、答案。 【答案與解析】要使兩邊平衡則有： GLi=GL2.由題意知：Li+L2=2m聯(lián)立解得：Li=0.8m【總結(jié)升華】扁擔(dān)是杠桿平衡一典型應(yīng)用，應(yīng)明確其原理。舉一反三：【變式】如圖所示一根質(zhì)地不均勻的木棒橫放在地上，重心為O點(diǎn)，抬起它的左端需要 200N ,的右端需要300N，則（1）木棒的OA段重還是OB段重？ （ 2）木棒本身重多少 N ?04F=2N300N抬起它【答案與解析】由已知Fi= 2OON，如圖應(yīng)作用在 A點(diǎn)F2= 300N，如圖應(yīng)作用在 B點(diǎn)，設(shè)木棒重為 G ,作用在 O點(diǎn) 則抬左端F1 AB = G OB抬右端F2 AB = G OA由此空=F2 OA 300N3故OA

9、OB，應(yīng)是OB段重由、式，G(OB + OA) = (Fi + F2) AB 又 OB+ OA = AB故 G = Fi+ F2= 500N。類型二、滑輪3、如圖所示，用水平方向的力F拉繩子的一端 P,使物體A以2m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈A與水平面的簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 8N。不計(jì)滑輪、繩、彈簧的測(cè)力計(jì)的重力及繩與滑輪間的摩擦，則物體 摩擦力及2秒內(nèi)P端移動(dòng)的距離分別為（）JA. 8N, 4m B . 8N, 8m C . 16N, 4m D【思路點(diǎn)撥】要解決此題需要搞清此滑輪的種類，是動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪由兩段繩子承擔(dān)摩擦力，所以繩端移動(dòng)距離是物體移動(dòng)距離的 力的一半。在此題中還要用到公式s=

10、vt?！敬鸢浮緿【解析】 物體A移動(dòng)的距離為：s物=v物t=2m/s X 2s=4m由圖知，這是動(dòng)滑輪，所以P移動(dòng)的距離為Sp=2s物=2X 4m=8m物體與地面之間的摩擦力為：f=2F=2 X 8N=16N【總結(jié)升華】 此題主要考查了動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，與以往不同的是使用動(dòng)滑輪不是克服物體的重力，而是克 服物體與地面之間的摩擦。但始終要明確一點(diǎn)，使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩端移動(dòng)距離是物體移動(dòng)距離的 但繩端的拉力是作用在動(dòng)滑輪上的拉力的一半。舉一反三：【變式】如圖所示，.16N, 8m2倍，繩端拉力是物體與地面摩擦2倍,用力F將重物勻速提起，滑輪重不計(jì)，則重物重力G與力F的關(guān)系是（A. F=G【答案】B.F=

11、 G/2 D.無(wú)法確定通過滑輪組用100N的拉力在20s內(nèi)將重為240N的物體勻速提高 2m （不計(jì)繩重和摩擦），求:繩子自由端的移動(dòng)速度為多大？動(dòng)滑輪重力多大？若重物再增加120N,要使重物勻速上升，作用在繩子自由端的拉力至少多大？3股繩子承擔(dān)著，故物體移動(dòng) 2m繩子自由端移動(dòng)6m(1)(2)(3)【思路點(diǎn)撥】(1)由圖示知，動(dòng)滑輪和物體重由 然后由速度公式求出繩子自由端的速度。(2) 由拉力大小和物體重，由平衡條件求出動(dòng)滑輪的重。(3) 由物體的重、動(dòng)滑輪重、由平衡條件可以求出重物增加時(shí)拉力的大小?！敬鸢浮孔饔迷诶K子自由端的拉力至少140Nos 繩=門h=3X 2m=6m【解析】(1)繩子

12、自由端移動(dòng)的距離：繩子自由端移動(dòng)的速度：=竺=0 3m/st 20s答：繩子自由端的移動(dòng)速度是0.3m/s o(2) 物體勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)， 動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=門F-G 物=3X 1OON-24ON=6ON, 答：動(dòng)滑輪重力60N。(3) 物體的重力：G 物=G物+ G=24ON+12ON=36ON繩子自由端的拉力：F -yG = 6N +36N =i40N【總結(jié)升華】 計(jì)算拉力時(shí)要考慮到動(dòng)滑輪自身的重力，弄清物體重由幾股繩子承擔(dān)是關(guān)鍵。類型三、知識(shí)運(yùn)用A端的空桶內(nèi)分別注入密15、(2015?南通)如圖，小明用一輕質(zhì)杠桿自制簡(jiǎn)易密度秤的過程中，在度已知的不同液體，改變物體M懸掛點(diǎn)B的位置，

13、當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作的說法中，錯(cuò)誤的是()A .每次倒入空桶的液體體積相同B. 秤的刻度值向右越來越大C. 懸點(diǎn)0適當(dāng)右移，秤的量程會(huì)增大D 增大M的質(zhì)量，秤的量程會(huì)增大【思路點(diǎn)撥】 根據(jù)杠桿平衡的條件 FiLi = F2L2對(duì)各個(gè)選項(xiàng)注意分析即可?！敬鸢浮緾【解析】A在液體體積相同時(shí)，液體的密度越大，質(zhì)量越大，因此只有每次倒入空桶的液體體積相同，才能通過杠桿平衡條件得出液體質(zhì)量的大小，從而判斷液體密度的情況，故A正確；B、當(dāng)A端的空桶內(nèi)的液體密度越大時(shí)，根據(jù)杠桿平衡的條件可知，在M懸掛點(diǎn)處標(biāo)出相應(yīng)液體的密度值越大，故應(yīng)將 M向右移動(dòng)，故

14、B正確；C懸點(diǎn)0適當(dāng)右移，阻力臂減小，根據(jù)杠桿平衡的條件FiLi=F2L2,可知秤的量程會(huì)減小，故C錯(cuò)誤；D增大M的質(zhì)量，根據(jù)杠桿平衡的條件 FiLi=F2L2，秤的量程會(huì)增大，故 D正確?！究偨Y(jié)升華】 本題關(guān)鍵是正確運(yùn)用杠桿的平衡條件，同時(shí)在處理方程的時(shí)候也要注意技巧。舉一反三：【變式】(高清課堂力學(xué)4:杠桿和滑輪例5)等臂杠桿的兩端各懸掛一個(gè)質(zhì)量相等的實(shí)心銅球和鐵球，杠桿保持平衡，如圖所示。若將兩球同時(shí)沒入水中，杠桿將(P銅 P鐵)A.仍保持平衡C.掛銅球的一端下降【答案】CB.掛鐵球的一端下降D. 無(wú)法確定f 6、桿秤是稱量物體質(zhì)量的工具，由于存在許多弊端不利于公平交易，我國(guó)經(jīng)貿(mào)部門已明

15、令禁止在(1)(2)(3)(4)商品交易中使用桿秤， 如果物體的實(shí)際質(zhì)量為 M ,桿秤測(cè)得的質(zhì)量為 m,桿秤重G,秤砣重Go,桿秤頭、 尾銅皮的質(zhì)量分別為 mi, m2。如圖所示，試用杠桿原理分析下列情況中M與m的大小關(guān)系。挖掉秤砣中的配重鉛塊；用大秤砣Go替換小秤砣 Go； 縮小刻度間距?！舅悸伏c(diǎn)撥】 首先明確變化的是什么，然后根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行分析，要注意題目隱含的條件：所測(cè) 物體的重力和力臂不變?！敬鸢概c解析】(1 )斷尾秤：尾部 R!被去掉，桿秤重量變輕，要使桿秤平衡，只有增大秤砣與轉(zhuǎn)軸的間距(秤砣向(2)mM(3)(4)m增大,右移)從而使示重 m增大，mM秤砣中的配重鉛塊被挖掉后

16、，秤砣變輕，要使桿秤平衡，只有秤砣向右移，即示重用大秤砣G/替換小秤砣G0后，為使桿秤平衡只能將秤砣左移，則示重m減小，mM【總結(jié)升華】 桿秤上能自由移動(dòng)秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加長(zhǎng)，增加秤桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的作用， 示重加大；反之秤砣左移，示重變小。舉一反三：【變式】密度秤是一種測(cè)量液體密度的儀器，外形跟桿秤差不多，測(cè)量時(shí)，只要把B端的鐵塊浸沒在待測(cè)液體中，移動(dòng)提紐右側(cè)的秤砣，便可在秤桿上直接讀出液體密度，下列說法錯(cuò)誤的是（秤砣放在A處時(shí)，鐵塊在空氣中，秤剛好平衡）（）A 、密度秤的零點(diǎn)在 A點(diǎn)9B秤桿上較大的刻度在較小刻度左邊L _G鐵OB=G砣OA，或者 itC密度秤的刻度都在 A點(diǎn)的右

17、側(cè)【答案與解析】在空氣中，秤砣放在 A點(diǎn)秤桿剛好平衡，那么OB ,（如圖所示）G砣浸在待測(cè)液體中時(shí)，設(shè)砣掛在 A點(diǎn)平衡，則（G鐵-P gV排） OB=G砣OA，則OA = G鐵旳排OB ,G砣因此選項(xiàng) B也比較OA和OA ，有OA OA，故A 點(diǎn)在A點(diǎn)左邊，因此零刻度在 A，所有刻度都在 A點(diǎn)左邊, 選項(xiàng)A是對(duì)的。當(dāng)然，待測(cè)密度越大，OA 比OA小得越多，即在左邊離 A點(diǎn)更遠(yuǎn)處。是對(duì)的，選項(xiàng)C錯(cuò)。該裝置主要由TC7、如圖是小剛設(shè)計(jì)的一個(gè)通過簡(jiǎn)單機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)的裝置示意圖。 滑輪組、配重 C、D以及杠桿AB組成，配重 C通過細(xì)繩,與動(dòng)滑輪相連，配重 C D分別通過支架固連在杠桿 AB兩端，支架

18、與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺(tái)面上，5杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)被拉?開前，杠桿在水平位置平衡。已知?jiǎng)踊哖的質(zhì)量m為；0.2kg , OA:OB= 3:1 ,配重D的質(zhì)量rd為1.5kg，作用在 D上的5T 為 6No豎直向下的壓力 F為75N,剛好拉開開關(guān)所需的拉力杠桿、支架和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)，滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g取10N/kg o求：配重C的質(zhì)量rc等于多少千克，開關(guān)剛好能被拉開？【思路點(diǎn)撥】以杠桿為研究對(duì)象，因?yàn)楦軛U平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件得出兩邊受力的大小關(guān)系; 左邊受力根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)和同一直線上力的合成求得；右邊受力根據(jù)同一直線上同方向力的合成求得； 最后根據(jù)兩邊受力大小關(guān)系求配重C的質(zhì)量mc?！敬鸢概c解析】解：若開關(guān)剛好能被拉開.則拉力r等于&肌 配重 的質(zhì)埜等于叫，此時(shí).杠桿在水 平位置平衡.杠桿丹端受氷平臺(tái)面支持丿j為零.分別以杠桿及配爾刀、動(dòng)滑輪、配巫f:為研究對(duì)象，受力分析如圖心甲、乙、丙 所示、*2r r,0 S受力分折如圖4甲所示，杠桿M端受到向卜的以杠桿出壇配車D為研究對(duì)象時(shí)，壓力為 匚 杠桿R端受到向卜的壓力F利甬力樸，根據(jù)杠桿平衡條件有：F, X rzi (G + f) xO/i a：5 =叫背=1.5kg X lOM/kg = I5N將仏=1峙N. (M：M