2023年上海市中考物理一輪復(fù)習(xí)-第4章 機械和功 第1節(jié) 簡單機械

第一節(jié)簡單機械考綱解讀考綱解讀【知識點1】杠桿【考綱要求】知識點學(xué)習(xí)水平說明杠桿B知道杠桿【解讀】1.理解杠桿；2.知道杠桿的支點，理解力臂的概念，在實際問題中的示意圖，學(xué)會畫力臂。【知識點2】杠桿的平衡條件【考綱要求】知識點學(xué)習(xí)水平說明杠桿的平衡條件B理解杠桿的平衡條件【解讀】理解杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，能根據(jù)杠桿的平衡條件完成有關(guān)的計算?！局R點3】杠桿的應(yīng)用【考綱要求】知識點學(xué)習(xí)水平說明杠桿的應(yīng)用B知道杠桿在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【解讀】1.知道杠桿在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；2.知道生活中杠桿的分類，知道什么是省力杠桿，什么是費力杠桿，什么是等臂杠桿?！局R點4】探究杠桿的平衡條件【考綱要求】知識點學(xué)習(xí)水平說明學(xué)生實驗：探究杠桿的平衡條件B學(xué)會探究杠桿的平衡條件【解讀】1.學(xué)會探究杠桿的平衡條件；2.先猜想杠桿要處于平衡狀態(tài)需要具備什么條件，然后利用鉤碼或彈簧測力計使杠桿在兩個力的作用下處于水平位置平衡，并多次改變作用力的大小和方向，學(xué)會記錄數(shù)據(jù)，能對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，最后歸納得出結(jié)論；3.說明：（1）畫力臂只限于硬直杠桿；（2）“杠桿問題不要求與“同一直線上力的平衡”綜合?！局R點5】滑輪【考綱要求】知識點學(xué)習(xí)水平說明滑輪B知道滑輪；理解定滑輪；理解動滑輪【解讀】1.理解滑輪；2.理解定滑輪不能省力，但可以改變用力方向；3.理解動滑輪不能改變用力方向；4.知道動滑輪省力的原知識梳理知識梳理一、杠桿（一）完整的杠桿結(jié)構(gòu)硬棒，支點，動力，阻力，動力臂，阻力臂。作用在杠桿在使它轉(zhuǎn)動的力叫動力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力，力臂必須垂直于力，即L⊥F。（二）杠桿平衡狀態(tài)：杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)即為平衡狀態(tài)。注意：不一定是要在水平位置靜止才是平衡狀態(tài)，在任意位置靜止都算是杠桿平衡，但是在做驗證杠桿平衡的條件的實驗前，需要通過調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平位置平衡。（三）杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即。（四）杠桿的種類關(guān)于杠桿的分類，應(yīng)運用數(shù)學(xué)知識，將杠桿平衡條件表示為乘積形式：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即，變換比例形式。杠桿平衡時：當(dāng)動力臂大于阻力臂時，省力杠桿，如羊角錘，老虎鉗，動滑輪等；當(dāng)動力臂小于阻力臂時，費力杠桿，如理發(fā)剪刀，鑷子，釣魚竿等；當(dāng)動力臂等于阻力臂時，等臂杠桿，如托盤天平，定滑輪等。二、探究杠桿平衡條件的實驗（一）主要器材：杠桿、支架、彈簧測力計、鉤碼、線（或彈簧夾）等。（二）注意事項：1.實驗前，把杠桿的中點支在鐵架臺上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置保持平衡。在研究過程中必須在杠桿處于水平位置平衡后，才能記錄實驗數(shù)據(jù)。2.在使用彈簧測力計時，它對杠桿施加力的方向必須豎直向上。3.實驗中應(yīng)先確定杠桿所受的作用力中哪個是動力，哪個是阻力。4.為得出實驗結(jié)論，需要多次改變杠桿所受作用力的大小、方向和作用點，使杠桿在水平位置上仍保持平衡，測出動力、阻力、動力臂、阻力臂。5.實驗時必須尊重實驗數(shù)據(jù)，不能隨意修改。三、滑輪：杠桿的一種變形（一）定滑輪是一個等臂杠桿，只能改變力的方向（各個方向），但不改變力的大小。（二）動滑輪是一個省力杠桿，能省一半力，但要費一倍距離，但不能改變力的方向。思考：一般討論的問題是輕滑輪，即滑輪質(zhì)量（重力）不計，如果要考慮滑輪的質(zhì)量呢？定滑輪（輕）模型 動滑輪（輕）模型四、常見題型經(jīng)典例題經(jīng)典例題題型一：杠桿的計例例1.（★）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點轉(zhuǎn)動，OA＝0.3米，OB＝0.2米。A點處掛一個質(zhì)量為2千克的物體G，B點處加一個豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則物體G的重力大小為________牛，力F大小為________牛?！究键c】杠桿的計算【解析】本題中支點是O，因此動力臂OB＝0.2米，阻力臂OA＝0.3米，阻力：，再代入杠桿平衡條件解得：?！敬鸢浮?9.6；29.4【教學(xué)建議】利用杠桿平衡條件進(jìn)行計算，關(guān)鍵是要認(rèn)準(zhǔn)支點位置，判斷力臂的大小。此題在計算時容易將力臂OA錯看成AB。題型二：杠桿的分類判斷例2.例2.（★）在圖所示的簡單機械中，屬于費力杠桿的是（）A．翹棒 B．鑷子 C．鍘刀 D．開瓶器【考點】杠桿的分類判斷【解析】略【答案】B【教學(xué)建議】記住杠桿平衡的條件，以及常見的分類。題型三：杠桿的作圖例3.（★）例3.（★）如圖所示，杠桿在力F1、F2作用下處于平衡狀態(tài)，L1為F1的力臂，在圖中作出F2的力臂L2及力F1。【解析】略【答案】略【教學(xué)建議】注意畫力臂的要求，力F1的作用點和方向不要找錯。題型四：探究杠桿平衡的條件例例4.（★★★）某小組同學(xué)研究有關(guān)杠桿平衡的問題，他們在已調(diào)節(jié)水平平衡的杠桿上，用彈簧測力計、鉤碼分別進(jìn)行實驗，研究過程如圖所示(彈簧測力計對杠桿的力為動力、鉤碼對杠桿的力為阻力，鉤碼均相同且位置保持不變)，請你根據(jù)實驗情況和測量結(jié)果進(jìn)行分析和歸納。(a)(b)(c)(d)(1)由(a)、(b)兩圖中動力與動力臂大小間的關(guān)系可知：在杠桿平衡時，當(dāng)阻力與阻力臂不變，__________________________________________________________。(2)根據(jù)四個圖中杠桿的平衡與動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果的關(guān)系可知：______________________________________________________?！究键c】探究杠桿平衡條件的情景題【解析】根據(jù)題目一步步確定研究方向，(1)中通過(a)、(b)圖很容易找到杠桿平衡時動力和動力臂大小的關(guān)系，但容易弄錯力和力臂的因果關(guān)系，應(yīng)該是動力臂越長，動力越小，不能錯寫成動力越小，動力臂越長；(2)中要找到杠桿平衡時動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果的關(guān)系，即當(dāng)動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果相反時杠桿才可能平衡，當(dāng)動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果相同時杠桿一定不能平衡?！敬鸢浮?1)動力臂越長，動力越小(2)當(dāng)動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果相反時杠桿可能平衡，當(dāng)動力、阻力對杠桿轉(zhuǎn)動效果相同時杠桿不能平衡【教學(xué)建議】做這類情景歸納題時，不能盲目記答案，要認(rèn)真審題，理解題目考查杠桿平衡的哪個知識點，如果考查杠桿平衡時動力和阻力的方向，則要分兩種情況討論：當(dāng)動力和阻力在支點同側(cè)時，動力和阻力的方向相反，此時動力和阻力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果相反；當(dāng)動力和阻力在支點的異側(cè)時，動力和阻力的方向相同，此時動力和阻力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果相反。題型五：動滑輪和定滑輪的特點例5例5.（★）勻速提起圖中重為20牛的物體，拉力F＝________牛?！窘馕觥縁=G/2=20牛/2=10牛?！敬鸢浮?0【教學(xué)建議】熟記動滑輪和定滑輪的特點。題型六：滑輪情景題例6.例6.（★★★）小亮同學(xué)研究定滑輪的使用特點，他每次都勻速提起相同的鉤碼，研究過程如圖所示，請仔細(xì)觀察圖中的操作和測量結(jié)果，根據(jù)要求填寫相關(guān)內(nèi)容。①由圖的研究過程可知：小亮正在研究使用定滑輪時，_____與______的關(guān)系。②由圖的研究過程可歸納得出的初步結(jié)論：_________?！究键c】滑輪情景題【解答】通過圖可以看出，拉