2024中考物理二輪專(zhuān)題6簡(jiǎn)單機(jī)械作圖課件

專(zhuān)題6講義簡(jiǎn)單機(jī)械作圖專(zhuān)題概述：簡(jiǎn)單機(jī)械作圖包含杠桿五要素示意圖作圖、滑輪及滑輪組作圖。對(duì)于杠桿五要素作圖而言，作力臂或者根據(jù)力臂作動(dòng)力、阻力以及最小力作圖，是主要考查點(diǎn)；對(duì)于滑輪及滑輪組而言，滑輪的杠桿示意圖以及滑輪組的繞制，特別是后者，是考查熱點(diǎn)。類(lèi)型一、杠桿示意圖的畫(huà)法1.杠桿：在力的作用下能繞著

轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫

。(1)“硬棒”泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下

的物體。(2)杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。固定點(diǎn)杠桿不變形2.杠桿的要素：(1)支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)

；(2)動(dòng)力：使杠桿

的力叫動(dòng)力，用“F1”表示；(3)阻力：

杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示；(4)動(dòng)力作用點(diǎn)：動(dòng)力在杠桿上的

；(5)阻力作用點(diǎn)：阻力在杠桿上的

；(6)動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的

，用“

”表示；(7)阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的

，用“

”表示。固定轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙作用點(diǎn)作用點(diǎn)垂直距離垂直距離注意：無(wú)論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做

，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫

。動(dòng)力阻力【例1】如圖，壓指甲刀時(shí)，會(huì)出現(xiàn)3個(gè)杠桿構(gòu)件。分析作用情況時(shí)，可一一分離出來(lái)抽象成杠桿模型。請(qǐng)你在方框內(nèi)根據(jù)大拇指按壓那一塊構(gòu)件的杠桿示意圖，標(biāo)出支點(diǎn)O和動(dòng)力F1?！窘馕觥看竽粗赴磯簳r(shí)構(gòu)件繞著與下方構(gòu)件接觸的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，即為杠桿的支點(diǎn)O；大拇指按壓構(gòu)件的力為動(dòng)力，大拇指與構(gòu)件接觸點(diǎn)為其作用點(diǎn)，大拇指垂直于構(gòu)件向下用力，即為動(dòng)力的方向，所以支點(diǎn)O和動(dòng)力F1如圖所示：【分析】在做杠桿的題目中，確定支點(diǎn)是突破口；理解動(dòng)力、阻力的定義是關(guān)鍵。杠桿的支點(diǎn)是指杠桿圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，因此，找到在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，那個(gè)不動(dòng)的點(diǎn)尤為重要；大拇指按壓時(shí)，大拇指按壓構(gòu)件的力為動(dòng)力，分析大拇指的作用點(diǎn)和用力方向即可作出F1。力臂是點(diǎn)到線(xiàn)的距離，而不是支點(diǎn)到力的

的距離。力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn)的，其力臂為

，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。作用點(diǎn)零3.作力臂的一般步驟:①找到支點(diǎn)O;②確定力的作用線(xiàn)(注意力的作用線(xiàn)延長(zhǎng)或反向延長(zhǎng)時(shí)要畫(huà)成虛線(xiàn));③過(guò)支點(diǎn)作力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn);④支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離即為力臂,用相應(yīng)的符號(hào)標(biāo)出力臂“l(fā)1”“l(fā)2”，

“l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂?！纠?】如圖，輕質(zhì)杠桿平衡，請(qǐng)作出動(dòng)力F1的力臂l1和杠桿所受阻力F2的示意圖?！窘馕觥坑蓤D可知支點(diǎn)是O點(diǎn)，從O點(diǎn)向動(dòng)力F1的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，支點(diǎn)到垂足的距離就是動(dòng)力臂l1。阻力F2是物體A對(duì)杠桿的拉力，作用點(diǎn)在杠桿上，方向豎直向下，如圖所示：【總結(jié)】會(huì)確定物體受力的方向，會(huì)用力的示意圖表示物體受力情況，知道力臂的正確畫(huà)法，并且能夠畫(huà)出正確的力臂?！纠?】如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動(dòng)上水裝置的示意圖。當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定高度時(shí)，浮標(biāo)帶動(dòng)杠桿AOB壓住入水口，停止上水。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出動(dòng)力F1、阻力F2和動(dòng)力臂L1?！窘馕觥坑蓤D和題意可知，O為支點(diǎn)，水對(duì)浮標(biāo)的向上作用力為動(dòng)力，入水口對(duì)B端的向上作用力為阻力；過(guò)杠桿B點(diǎn)作豎直向上的力即為阻力F2；過(guò)浮標(biāo)重心作豎直向上的力即為動(dòng)力F1，過(guò)支點(diǎn)O作動(dòng)力F1作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段即為動(dòng)力臂L1。如圖所示：【分析】根據(jù)杠桿原理分析出杠桿所示動(dòng)力的作用點(diǎn)和方向；力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，支點(diǎn)為點(diǎn)O，分別作出支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段即可?！纠?】請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出：①支點(diǎn)O和物體重力示意圖；②拉力F的力臂L?！窘馕觥竣俣ɑ喛梢岳@中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以支點(diǎn)O為定滑輪的軸；重物受到的重力作用在它的重心（幾何中心），由重心開(kāi)始畫(huà)一條豎直向下的有向線(xiàn)段，并標(biāo)出符號(hào)G，即為其重力示意圖；②圖中拉力F是斜向下的，從支點(diǎn)O作拉力F作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即為拉力F的力臂L。如圖所示：4.根據(jù)力臂畫(huà)力根據(jù)力與力臂垂直的關(guān)系進(jìn)行作圖，即過(guò)支點(diǎn)作動(dòng)力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即為力臂；過(guò)力臂的末端作垂直于杠桿的作用力F，作用點(diǎn)為力的作用線(xiàn)與杠桿的交點(diǎn)?！纠?】如圖中已作出動(dòng)力F1和阻力臂L2，請(qǐng)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂L1和阻力F2?！窘馕觥窟^(guò)支點(diǎn)O作垂直于F1作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段即為阻力臂L1；過(guò)L2的末端做垂直于力臂的阻力作用線(xiàn)，與杠桿的交點(diǎn)即為阻力作用點(diǎn)，由于動(dòng)力F1向下，為使杠桿平衡，動(dòng)力F2方向是斜向下的，如圖所示：【總結(jié)】明確力臂的概念，從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)畫(huà)垂線(xiàn)，即可找出力臂的位置，阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，明確了這些基本概念便不難解決。5.作最小動(dòng)力的方法:①在杠桿上找出離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn),即為最小動(dòng)力的作用點(diǎn);②連接支點(diǎn)和最小動(dòng)力的作用點(diǎn),即為最小動(dòng)力的力臂;③過(guò)力的作用點(diǎn)作力臂的垂線(xiàn),再根據(jù)杠桿平衡時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)確定力的方向。注意：①根據(jù)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反來(lái)判斷動(dòng)力和阻力的方向，支點(diǎn)在中間，兩力方向相同，支點(diǎn)在一側(cè)，兩力方向相反；②畫(huà)力臂時(shí)，一定是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的垂線(xiàn)，標(biāo)出垂直符號(hào)，畫(huà)力的作用線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)時(shí)，要用虛線(xiàn)。③標(biāo)注字母及下腳標(biāo)?！纠?】如圖所示，輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)掛一個(gè)重物G，繩的拉力為F2，O為杠桿的支點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)诟軛UB端畫(huà)出最小的動(dòng)力F1并畫(huà)出其力臂L1，使杠桿在圖中位置平衡?！窘馕觥坑蓤D可知，力F1作用在B點(diǎn)且垂直于OB時(shí)，OB為最長(zhǎng)力臂L1，再過(guò)B點(diǎn)做動(dòng)力臂L1的垂線(xiàn)即為最小動(dòng)力Fl，如圖所示；【總結(jié)】本題考查了作最小力示意圖及作力臂問(wèn)題，熟練應(yīng)用杠桿平衡條件、由圖示確定最大力臂是正確解題的關(guān)鍵。類(lèi)型二、滑輪組的組裝1.根據(jù)

的關(guān)系，求出動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n；2.確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，一般情況下，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)n與承擔(dān)重物的繩子段數(shù)之間存在著2n或2n+1的關(guān)系；3.根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。在確定了動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪?！纠?】用滑輪組將放在水平地面上的重物G提起，在圖中畫(huà)出重物G所受重力的示意圖和滑輪組最省力的繩子繞法?！窘馕觥繌闹匚颎的重心開(kāi)始，沿豎直向下的方向畫(huà)一條有向線(xiàn)段，并用G表示，即為其所受重力示意圖；圖中滑輪組有兩種繞線(xiàn)方法，一種是由兩根繩子承擔(dān)重物，一種是由三根繩子承擔(dān)重物，要想最省力，應(yīng)選用三根繩子承擔(dān)的繞法，即從動(dòng)滑輪開(kāi)始纏繞，如圖所示：【分析】（1）畫(huà)重力應(yīng)選明確力的大小、方向和作用點(diǎn)，再按作圖的要求畫(huà)出這個(gè)力；（2）滑輪組最省力，就是用盡可能多的繩子的段數(shù)來(lái)承擔(dān)物重。【例8】如圖所示，要想用最小的力將汽車(chē)拖出來(lái)，請(qǐng)給滑輪組繞繩。【解析】只有一個(gè)動(dòng)滑輪，要求最省力，繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后繞過(guò)左邊的定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪，如下圖：【總結(jié)】省力多少和繩子的繞法，決定與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)，繩子段數(shù)越多、越省力?！纠?】如圖，有三個(gè)滑輪，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出最省力且又能改變動(dòng)力方向的繩子繞法?！窘馕觥坑捎谝蠹瓤梢允×τ挚梢愿淖兞Φ姆较?，所以繩子自由端拉力的方向必須向下，則繩子從動(dòng)滑輪上面的掛鉤開(kāi)始繞起，如圖所示：【總結(jié)】此題主要考查滑輪組承擔(dān)物重繩子股數(shù)，滑輪組的繞線(xiàn)方法不同，達(dá)到省力程度不同，拉力的方向也不同?；喗M繩子的繞法有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪再向上繞到定滑輪上，依次反復(fù)繞，這種繞法有偶數(shù)段繩子承擔(dān)物重；二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)上面的定滑輪再向下，依次反復(fù)繞，這種繞法有奇數(shù)段繩子承擔(dān)物重?！纠?0】給滑輪組繞線(xiàn)。（不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦）【解析】①圖中有一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪，要求F

G，所以繩子始端拴在動(dòng)滑輪的上掛鉤上，然后依次繞過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪。繞繩方法如下：②圖中有兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪，要求F

G，所以繩子始端拴在定滑輪的下