第11章簡(jiǎn)單機(jī)械

1、第十一章 簡(jiǎn)單機(jī)械?？键c(diǎn)一：杠桿 ?？键c(diǎn)二：滑輪 重點(diǎn)摘要 常考點(diǎn)一杠桿?？键c(diǎn)一杠桿1杠桿：在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫 ，它包含有五要素： 、 、 、 、 力臂是指 到力 的作用線的距離杠桿的平衡條件： 幫你歸納怎樣正確地畫出杠桿上各力的力臂：首先要明確力臂的概念力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，這是解決杠桿問(wèn)題的關(guān)鍵，可按照下述步驟完成即可1首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O.2畫出動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長(zhǎng)3再?gòu)闹c(diǎn)O 向力的作用線引垂線，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用實(shí)線或虛線表示并用大括號(hào)勾出，在旁邊標(biāo)上字母 或 ，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂杠桿支

2、點(diǎn)O O支點(diǎn) 易錯(cuò)警示畫力臂時(shí)，千萬(wàn)不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線誤認(rèn)為是力臂 2杠桿種類 幫你歸納應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿；當(dāng)為了使用方便要省距離時(shí)，應(yīng)選擇費(fèi)力杠桿 ?？键c(diǎn)二滑輪?？键c(diǎn)二滑輪1定滑輪：軸固定不動(dòng)的滑輪叫 ，其特點(diǎn)是 ，其實(shí)質(zhì)是一個(gè) 2動(dòng)滑輪：滑輪隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫 ，其特點(diǎn)是 ，其實(shí)質(zhì)是一個(gè) 杠桿定滑輪不省力但可以改變用力方向等臂杠桿動(dòng)滑輪省一半力但不能改變用力方向省力3滑輪組：將定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組，可以達(dá)到既 ，又可以 ，動(dòng)滑輪和重物由n段繩子承擔(dān)，拉力就是總重G的 ，用式子表示為F ，繩子末端拉出的長(zhǎng)度s是重物通過(guò)距

3、離h的 ，用式子表示為s 幫你歸納確定繩子段數(shù)n的方法：在動(dòng)滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，數(shù)與動(dòng)滑輪相接觸的繩子段數(shù)就是承受的繩子段數(shù)4其他簡(jiǎn)單機(jī)械(1)使用輪軸特點(diǎn)： 力， 距離(2)使用斜面特點(diǎn)： 力， 距離；高度相同，斜面越長(zhǎng)越 力 省費(fèi)省費(fèi)省省力改變力的方向幾分之一n n倍nh剖析剖析1 杠桿的分類杠桿的分類 例例1 2014南京，4如圖所示的器具中，屬于省力杠桿的是( ) 解析：鑷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A錯(cuò)誤；獨(dú)輪車動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B正確；天平在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故C錯(cuò)誤；筷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，

4、故D錯(cuò)誤，故選B. 【方法點(diǎn)撥】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿B剖析剖析2 力臂的畫法力臂的畫法 例例2 2014黔東南州，15如圖所示是校長(zhǎng)為新裝的空調(diào)室外設(shè)計(jì)的支架，支架可以看作杠桿，以O(shè)為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵線到墻上固定，要使鐵線受到的拉力最小，請(qǐng)從P孔處畫出鐵線到墻的連線，并畫出鐵線拉力F的力臂L.例 2 圖例 2 答圖 解析：在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小由圖示可知，連接OP，即為力臂L1，過(guò)P點(diǎn)做垂直于OP的作用力F就是最小的力，如答圖所示 【方法點(diǎn)撥】熟練應(yīng)用杠桿平衡條件，掌

5、握力臂的畫法即可正確解題，支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線為最長(zhǎng)的力臂剖析剖析3 杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件 例例3 2014濟(jì)寧，7小夢(mèng)在做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測(cè)力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究，如圖所示，他這樣做的最終目的是( ) A便于直接讀出拉力的大小 B便于提供不同方向的拉力 C便于正確認(rèn)識(shí)力臂 D便于測(cè)量力臂的大小例 3 圖C 解析：從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，在杠桿兩側(cè)掛鉤碼，由于重力的方向是豎直向下的，力臂在杠桿上可以直接讀出，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉，若彈簧測(cè)力計(jì)傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力會(huì)相應(yīng)

6、增大，才能使杠桿仍保持平衡，這樣做實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)力臂的正確認(rèn)識(shí)，故選C. 【方法點(diǎn)撥】合理運(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行分析，同時(shí)明確拉力傾斜時(shí)力臂會(huì)變小，這也是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)剖析剖析4 滑輪和滑輪組滑輪和滑輪組 例例4 2014泰州，10如圖所示的滑輪組，每個(gè)滑輪重為20 N，繩重及摩擦不計(jì)用它勻速提升重為100 N的物體，所用的拉力F是( ) A50 N B60 N C70 N D120 N 解析：圖中繩子股數(shù)n2，不計(jì)繩重及摩擦，所以拉力 ，故選B. 【方法點(diǎn)撥】弄清楚繩子的股數(shù)是解決此題的關(guān)鍵B例4圖學(xué)生隨堂鞏固1教材拓展題下列簡(jiǎn)單機(jī)械中，屬于省力杠桿的是( )C2教材拓展題學(xué)校

7、國(guó)旗桿的頂端裝有定滑輪，如圖所示定滑輪的作用是( )A省力B省距離C省力省距離D可以改變力的方向第 2 題圖D3工人們?yōu)榱税徇\(yùn)一個(gè)笨重的機(jī)器進(jìn)入廠房，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的四種方案(機(jī)器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管的橫截面)其中最省力的方案是( ) 解析：在以上四種情況中，BCD都將物體與地面之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小了物體與地面之間的摩擦力，而A沒有，所以首先可以排除A.在B中使用的是定滑輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小與D是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動(dòng)摩擦力在C中使用的是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪能夠省一半的力，所以，此時(shí)的拉力等于物體與地面之間滾動(dòng)摩擦力的一半，所以此時(shí)所用

8、的力最小，即最省力，故選C.C4如圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式(不計(jì)機(jī)械重和摩擦)，其中所需動(dòng)力最小的是( ) 解析：不計(jì)機(jī)械重和摩擦，A圖中，由圖知， ,所以 ；B圖中，滑輪組由三段繩子承擔(dān)，所以 ；C圖中，由圖知，是定滑輪，不省力，所以 ；D圖中，根據(jù)杠桿的平衡條件： ，所以 .由以上分析得D最省力故選D.D5教材拓展題李爺爺用一根撬棒撬石頭，如圖所示，他使用的杠桿是一個(gè) 選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿，在用力方向不變的情況下李爺爺想用更小的力撬起石頭，那么他的手應(yīng)該向 選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)支點(diǎn)O方向移動(dòng)第 5 題圖省力遠(yuǎn)離6盤山公路修得彎彎曲曲，宛如盤龍，如圖所

9、示，從物理模型角度看，盤山公路可看作是 ，與直線上山的公路相比，盤山公路的特點(diǎn)是 第 6 題圖斜面省力費(fèi)距離7(1)如圖甲是果農(nóng)修剪樹枝的情景，圖乙是圖甲明亮部分的簡(jiǎn)化圖，F(xiàn)1是剪刀受到的動(dòng)力，B是阻力的作用點(diǎn)請(qǐng)?jiān)趫D乙中標(biāo)出支點(diǎn)O的位置，并作出阻力F2和動(dòng)力臂L1.(2)請(qǐng)畫出利用如圖所示的滑輪組提升重物時(shí)的兩種繞線方法第 7 題圖1第 7 題圖2如答圖所示 解析：(1)確定支點(diǎn)O，從支點(diǎn)向動(dòng)力作用線引垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為動(dòng)力臂；動(dòng)力使杠桿向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以阻力應(yīng)使其向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由于阻力臂比動(dòng)力臂短，所以阻力大于動(dòng)力， 的線段要長(zhǎng)一些，如答圖1所示(2)將繩子的一端固定在動(dòng)滑輪的掛

10、鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上；將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上，如答圖2所示第 7題答圖1第 7 題答圖2 實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過(guò)關(guān) 實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件 命題角度：命題角度：1.杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié).2.支點(diǎn)處于杠桿中間.3.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置靜止.4.測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的.5.測(cè)力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化.6.分析數(shù)據(jù)，總結(jié)平衡條件.7.利用平衡條件調(diào)節(jié)杠桿平衡例例 2014黔東南州，19研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)例題圖(1)杠桿的位置如圖a所示，此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使其向 選填“左”或“右”)移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)時(shí)，施加的

11、動(dòng)力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是 (2)某同學(xué)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析，得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離阻力阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離你認(rèn)為他的結(jié)論 (選填“可靠”或“不可靠”)；理由是 右便于測(cè)量力臂不可靠杠桿在水平位置平衡，并且動(dòng)力和阻力垂直作用在杠桿上，此時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂都在杠桿上，“動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”成立；當(dāng)動(dòng)力和阻力不垂直作用在杠桿上，動(dòng)力臂和阻力臂小于支點(diǎn)與作用點(diǎn)之間的距離，“動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”不成立 (3)利用如圖c所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)鉤碼重0.5 N，杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為_ N如果保持彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，把彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)將 (選填“變大”、“不變”或“變小”)2.25變大 解析：(1)杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過(guò)支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；調(diào)節(jié)好以后，仍要使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度；(2)他的結(jié)論不可靠杠桿在水平位置平衡，并且動(dòng)力和阻力垂直作用在杠桿上，此時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂都在杠桿上，“動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”成立；當(dāng)動(dòng)力和阻力不垂直作