（安徽專用）201x中考物理高分一輪 第09單元 簡單機械

1、第 9 課時簡單機械,考點一杠桿,固定點,距離,距離,靜止,F1L1=F2L2,省力,大于,省,費,費力,小于,省,費,等臂,等于,省力,省距離,考點二滑輪,等臂,省力,方向,G,h,二,省力,力的方向,2h,nh,【點撥】 滑輪組中繩子有效股數(shù)n的判斷方法:只看動滑輪。即數(shù)直接與動滑輪相連的繩子的股數(shù)即為n的值。其中繩子自由端方向向上的要數(shù)上,如圖9-1甲(n=3)、乙(n=4)所示,而自由端方向向下的不要數(shù),如圖丙所示(n=4)。,甲 乙 丙 圖9-1,例1 2018合肥模擬 如圖9-2所示為倫敦奧運會女子雙人單槳賽艇的照片。賽艇的槳可以理解成是一根杠桿,圖中已經(jīng)畫出了此杠桿的支點和動力,

2、請在圖中畫出阻力F2及阻力臂L2。槳這樣設(shè)計的優(yōu)點是。,探究一功、功率的相關(guān)計算,圖9-2,省距離,答案如圖所示 解析 由圖知:運動員施加的動力方向是向后的,支點在O點,所以阻力方向也是向后的。從支點作垂直于阻力的線段,就是阻力臂。劃槳時,動力臂小于阻力臂,槳是一個費力杠桿,所以槳這樣設(shè)計的優(yōu)點是省距離。,【變式1】 2018全椒縣一模 用獨輪車搬運磚頭(如圖9-3所示),請在圖中作出抬起車把時最小動力F的示意圖。若此時動力臂為阻力臂的3倍,磚頭和車總重G為1200 N,則最小動力F為N。,圖9-3,答案如圖所示,400,【變式2】 2018安徽模擬 如圖9-4所示,OABC為一輕質(zhì)杠桿,O為

3、支點,OA=BC=0.2 m,AB=0.4 m,將重30 N的物體懸掛在A點,當(dāng)杠桿在圖示位置平衡時,在C點至少需加 N的拉力。,圖9-4,10.6,例2 2018蜀山區(qū)一模 如圖9-5所示,重為G的均勻木棒豎直懸于O點,在其下端施一水平拉力F,讓棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置。在轉(zhuǎn)動的過程中() A.動力臂逐漸變大B.阻力臂逐漸變小 C.動力F逐漸變大 D.動力F保持不變,探究二杠桿動態(tài)平衡,圖9-5,答案C 解析 (1)杠桿在轉(zhuǎn)動的過程中符合杠桿平衡的條件,即阻力為硬棒的重力,大小不變,硬棒在豎直位置時,重力的力臂為0,轉(zhuǎn)過角后,重力力臂(阻力臂)逐漸增大,B錯。 (2)當(dāng)硬棒在豎直位置時,F

4、的力臂是杠桿的長度,且力臂最長,當(dāng)杠桿轉(zhuǎn)過角后,動力與杠桿不再垂直,所以動力臂變小,A錯。根據(jù)杠桿平衡的條件可得,阻力與阻力臂的乘積增大,而動力臂減小,所以動力逐漸增大,故D錯誤,C正確。,【變式1】 2017金華 在對汽車的發(fā)動機做檢修時需要將引擎蓋抬起,抬起過程應(yīng)用了杠桿原理。圖9-6乙為引擎蓋的受力分析示意圖,引擎蓋可繞O點自由轉(zhuǎn)動,A為引擎蓋重心位置。由圖乙可知,該杠桿屬于杠桿。在引擎蓋抬起過程中,重力G的力臂逐漸(選填“變長”或“變短”)。,圖9-6,省力,變短,【變式2】如圖9-7所示,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B。在這個過程中,力F的大小將

5、() A.不變B.變小 C.變大D.先變大后變小,圖9-7,答案C 解析 拉力F始終與杠桿垂直,動力臂始終等于杠桿的長度,重物在上升的過程中,重力的大小不變,阻力臂逐漸增大,根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知拉力變大。,探究三杠桿的相關(guān)計算,例3 2018安慶一模 如圖9-8所示,一輕質(zhì)杠桿OB可繞O點自由轉(zhuǎn)動,重為G的重物P懸掛在杠桿的中點A處,拉力F與杠桿夾角為,杠桿在水平位置保持平衡。 (1)請在圖中畫出拉力F的力臂。 (2)推導(dǎo):當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,拉力的大小為F= 。 (3)試分析說明:當(dāng)G大小一定,夾角大小發(fā)生變化時,拉力F有沒有最小值?若有,求出F最小值的大小。若無,說

6、明理由。,圖9-8,答案 解:(1)如圖所示,(2)推導(dǎo):當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,拉力的大小為F= 。,(3)試分析說明:當(dāng)G大小一定,夾角大小發(fā)生變化時,拉力F有沒有最小值?若有,求出F最小值的大小。若無,說明理由。,【變式1】2017杭州節(jié)選 小金將長為0.6 m、質(zhì)量可忽略不計的木棒擱在肩上,棒的后端A點掛一個重40 N的物體,肩上支點O離后端A點為0.2 m,他用手壓住前端B點使木棒保持水平平衡,如圖9-9所示,小金的質(zhì)量為50 kg,則此時手壓木棒的壓力大小為N,肩對木棒的支持力大小為N。,圖9-9,解析根據(jù)杠桿的平衡條件有FOB=GOA,即F(0.6 m-0.2 m)=40 N0.

7、2 m,所以F=20 N,即手壓木棒的壓力大小為20 N。肩對木棒的支持力大小為F=F+G=20 N+40 N=60 N。,20,60,【變式2】2018蚌埠禹會區(qū)二模 如圖9-10所示,將重力不計的吸盤內(nèi)部空氣排盡后與水平地磚完全貼合,已知貼合的面積為30 cm2,大氣壓強為1105 Pa,AB為輕質(zhì)杠桿,O為轉(zhuǎn)軸,OA與OB的長度之比為13,保持杠桿水平,某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚,則吸盤所受大氣壓力F0為N,人對杠桿的拉力F為N。,圖9-10,300,100,探究四滑輪,例4 如圖9-11所示,不計摩擦和繩重,用40 N的拉力,將重100 N的物體勻速提升3

8、 m,則繩端移動的距離為 m,動滑輪的重力為N。,圖9-11,9,20,【變式】用如圖9-12所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平地面做勻速直線運動,所用的拉力分別為F1、F2、F3,那么下列關(guān)系式中正確的是() A.F1F2F3B.F1F1F3D.F2F1F3,圖9-12,D,突破探究杠桿的平衡條件 【考點歸納】 讓支點位于杠桿的中心:消除杠桿自重對實驗的影響。 讓杠桿在水平位置平衡:便于從杠桿上直接讀出力臂,且避免杠桿自重對實驗的影響。 平衡螺母的調(diào)節(jié):左高左調(diào),右高右調(diào);實驗開始后,不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。 鉤碼換成彈簧測力計的好處:能直接測出拉力的大小,可以改變用力的方向。 彈簧測力計由

9、豎直變?yōu)閮A斜拉杠桿,拉力會變大,因為拉力力臂變小了。 不同的物理量之間不能相加減,不能說“動力+動力臂=阻力+阻力臂”。,實驗突破,分析數(shù)據(jù)總結(jié)杠桿的平衡條件:動力動力臂=阻力阻力臂,表達式為F1L1=F2L2。 多次實驗的目的:消除實驗的偶然性,使實驗結(jié)論更具有普遍性。 力臂和最小力的作圖。 生活中常見的杠桿以及杠桿類型的判斷。,實驗突破,例用如圖9-13所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。 (1)實驗開始時,杠桿的位置如圖甲所示,為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。 (2)如圖乙所示,在左刻度線“2”處掛2個鉤碼,在右刻度線“4”處用調(diào)好的彈簧測力計

10、豎直向下拉杠桿,杠桿在水平位置平衡時,彈簧測力計的示數(shù)為F1,將彈簧測力計斜向左拉,杠桿在水平位置平衡時,其示數(shù)F1F1;再將彈簧測力計斜向右拉,杠桿在水平位置平衡時,其示數(shù)F1F1。(均選填“”“=”或“”),圖9-13,右,(3)由實驗得到的結(jié)論是 。得到實驗結(jié)論后,利用圖乙所示的裝置,只借助杠桿上的刻度線,右側(cè)只使用彈簧測力計,左側(cè)只懸掛重物。若彈簧測力計的量程是02.5 N,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,通過計算可知,懸掛的重物最重可達N。 【實驗拓展】 (4)若用F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。,動力動力臂=阻力阻力臂(或F1L1=F2L2

11、),12.5,答案 (4)如下表所示,(5)實驗中一般選取杠桿的中央位置為杠桿的支點,這樣做的好處是 。 (6)實驗前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是 。 (7)下列正在使用中的杠桿:用鑷子取砝碼、用扳手?jǐn)Q螺母、用釘錘拔釘子,其中用到的工具中屬于費力杠桿的是。,消除杠桿自重對實驗的影響,便于從杠桿上直接讀出力臂,且避免杠桿自重對實驗的影響,鑷子,1. 2012安徽9(2)題2分 如圖9-14所示,利用動滑輪來提升一個物體,拉力F豎直向上。動滑輪其實就是一個變形的杠桿,請在圖中標(biāo)出它的支點O,并畫出F的力臂L。,考點一杠桿作圖,圖9-14,答案如圖所示,2. 2016安徽7題4分 拉桿式旅

12、行箱可看成杠桿,如圖9-15所示,已知OA=1.0 m,OB=0.2 m,箱重G=120 N。請畫出使箱子在圖示位置靜止時,施加在端點A的最小作用力F的示意圖,且F=N。,考點一杠桿作圖,圖9-15,答案如圖所示 解析 動力臂最長時,動力最小,支點到動力作用點的距離作為動力臂時動力臂最長,力的方向與動力臂垂直,方向斜向上;根據(jù)杠桿平衡條件可得:GOB=FOA,即120 N0.2 m=F1.0 m,解得F=24 N。,24,1. 2013安徽14題3分 如圖9-16所示,輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動,在A點用細(xì)線懸掛一重物,在B點施加一個豎直向下的動力,使該杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改

13、為沿虛線方向,仍使杠桿在水平位置平衡,則() A.動力臂增大,動力增大 B.動力臂增大,動力減小 C.動力臂減小,動力減小 D.動力臂減小,動力增大,考點二杠桿動態(tài)平衡,圖9-16,D,2. 2015安徽2題4分 如圖9-17所示,AB為能繞B點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,中點C處用細(xì)線懸掛一重物,在A端施加一個豎直向上、大小為10 N的拉力F,使杠桿在水平位置保持平衡,則物重G=N。若保持拉力方向不變,將A端緩慢向上提升一小段距離,在提升的過程中,拉力F將(選填“增大”“不變”或“減小”)。,圖9-17,20,不變,中考真題回顧,1. 2014安徽7題3分 身高相同的兄弟二人同用一根重力不計的均勻扁擔(dān)抬

14、起一個900 N的重物。已知扁擔(dān)長為1.8 m,重物懸掛點與哥哥的肩之間的距離OA=0.8 m,如圖9-18所示。則() A.以哥哥的肩A為支點,可計算出弟弟承擔(dān)的壓力為400 N B.以O(shè)為支點,可計算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為49 C.以O(shè)為支點,可計算出兄弟二人承擔(dān)的壓力之比為95 D.以弟弟的肩B為支點,可計算出哥哥承擔(dān)的壓力為600 N,考點三杠桿的相關(guān)計算,圖9-18,中考真題回顧,2. 2018安徽21題4分 如圖9-19甲所示為前臂平伸用手掌托住鉛球時的情形。我們可將圖甲簡化成如圖乙所示的杠桿,不計自重。若鉛球質(zhì)量m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此時肱二頭肌