備戰(zhàn)2022 浙教版科學(xué) 中考一輪復(fù)習(xí) 第20課時(shí) 簡(jiǎn)單機(jī)械 課件(共62張PPT)

1、第20課時(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械 從實(shí)物中指認(rèn)或辨別出杠桿，會(huì)分析其五要素例1如圖是一種新型開(kāi)瓶器，借助它可單手輕易開(kāi)啟啤酒瓶蓋，該開(kāi)瓶器可看作一個(gè)杠桿。下列各示意圖中能正確表示該開(kāi)瓶器工作時(shí)的支點(diǎn)O、動(dòng)力F1和阻力F2的是( )【解析】圖中的開(kāi)瓶器在打開(kāi)瓶蓋時(shí)，開(kāi)瓶器會(huì)繞著瓶蓋的左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，故O點(diǎn)在瓶蓋的左側(cè)；阻力為瓶口與蓋的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶蓋的右側(cè)，方向向下；動(dòng)力F1會(huì)繞著O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故動(dòng)力的方向斜向右。1日常生活中使用下列工具不能省力的是( )2.如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械，這種簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱是_，當(dāng)圖中手對(duì)車閘的作用力F10牛時(shí)，剎車?yán)€受到力的大小為_(kāi)牛。 杠桿 40

2、 3小明采用如圖甲所示的站姿鍛煉手臂力量：雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的A點(diǎn)，B為人體重心所在位置。鍛煉時(shí)，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動(dòng)作交替進(jìn)行。小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的模型(靜止時(shí))對(duì)此過(guò)程進(jìn)行探究。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙畫(huà)出F1的力臂。(2)鍛煉時(shí)，腳尖離開(kāi)墻壁越遠(yuǎn)，手掌對(duì)墻壁的壓力就 _(填“越大”“不變”或“越小”)。越大 杠桿平衡及最小力問(wèn)題例2為了防止門被風(fēng)吹動(dòng)，常在門背后和墻上安裝如圖甲所示的“門吸”。圖乙是簡(jiǎn)化后的模型，門可以繞軸O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，門寬為1.2米?！伴T吸”與O點(diǎn)的位置關(guān)系、“門吸”吸引力的大小和方向如圖乙所示。(摩擦力忽略不計(jì))(1)關(guān)門所

3、需的最小力F為_(kāi)牛。(2)在圖乙中畫(huà)出F的作用點(diǎn)和方向。 4 【解析】(1)已知O為支點(diǎn)，利用杠桿平衡條件可得，F(xiàn)L門寬F吸引力L吸引力，即F1.2米6牛0.8米，解得F4牛。(2)已知O為支點(diǎn)，門寬1.2米為最長(zhǎng)力臂，F(xiàn)的作用點(diǎn)在最右端，方向與門垂直。 4如圖所示為一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列說(shuō)法中正確的是( )A刀刃很薄可以增大壓力B鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿C甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷D手沿F1方向用力比沿F2方向更省力5如圖所示，均勻木棒AB長(zhǎng)為2米，水平放置在O、O兩個(gè)支點(diǎn)上。已知AO、OB的長(zhǎng)度均為0.4米。若把B端豎直向上稍微抬起一段距離，施加的最小力為150牛，則把B端豎直向

4、下稍微壓下一段距離，施加的最小力為 ( )A150牛 B200牛 C400牛 D600牛6如圖所示為一個(gè)自制教具，在杠桿C點(diǎn)掛上鉤碼，在轉(zhuǎn)軸O上套有半徑大小為R的圓形紙板，紙板圓心也在O點(diǎn)。在杠桿上先后施加與紙板邊緣相切的拉力FA、FB，杠桿都能在水平位置保持平衡。杠桿平衡時(shí)，拉力FB的力臂大小為_(kāi)， 拉力FA _(填“大于”“等于”或“小于”)FB。 R 等于7小臺(tái)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)上是儀仗隊(duì)旗手。他豎直舉旗前進(jìn)時(shí)，風(fēng)對(duì)紅旗的水平阻力為20牛，其作用點(diǎn)可以看成在A點(diǎn)。已知A、B間的距離為1.6米，B、C間的距離為0.4米。B點(diǎn)手對(duì)旗桿施加的最小力是_牛。如果風(fēng)力變大，小金可采取 _(寫(xiě)出一種方法即

5、可)仍保持旗子豎直。增大B點(diǎn)的作用力(或?qū)100點(diǎn)作用力向上移等) 杠桿動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題例3如圖所示，輕質(zhì)杠桿兩端放著質(zhì)量不等的兩個(gè)球，此時(shí)杠桿恰好在水平位置平衡。若將兩球以相同速度同時(shí)遠(yuǎn)離支點(diǎn)移動(dòng)，則杠桿( )A不能平衡，小球那端下沉B仍能平衡C不能平衡，大球那端下沉D無(wú)法判斷【解析】開(kāi)始時(shí)兩球平衡，即力與對(duì)應(yīng)力臂的乘積相等；當(dāng)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球速度相同，則在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離相同，大球的力與對(duì)應(yīng)力臂的乘積增加得快，則大球的力與對(duì)應(yīng)力臂的乘積會(huì)大于小球的力與對(duì)應(yīng)力臂的乘積，杠桿向大球那端下沉。例4如圖所示，一輕質(zhì)杠桿支在支架上，OA20厘米，OB10厘米，G110牛，G220牛。經(jīng)過(guò)

6、10秒后，欲使輕桿AC對(duì)G1的作用力為5牛，則物體G2從B點(diǎn)向左勻速運(yùn)動(dòng)的速度是_厘米/秒。 0.5 8如圖甲所示是一款自動(dòng)化升降式存車亭，可解決停車難問(wèn)題。圖乙是它的工作原理圖，在車子被勻速抬升的過(guò)程中，作用在B點(diǎn)的動(dòng)力會(huì)( )A增大 B減小C不變 D先增大后減小9如圖所示是一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，在A端通過(guò)繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時(shí)AB部分水平，保持重物靜止不動(dòng)，而使繩繞A點(diǎn)從圖所示的位置沿圖中的虛線CD轉(zhuǎn)動(dòng)，則( )A若沿FC轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大B若沿FC轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小C若沿FD轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大D若沿FD轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小10如圖所示，用輕質(zhì)材料制成的吊橋搭在河對(duì)岸。一個(gè)

7、人從橋的左端勻速走到橋的右端，橋面始終是水平的，不計(jì)吊橋和繩的重力，人從吊橋左端出發(fā)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。人在吊橋上行走的過(guò)程中，吊橋右端所受地面支持力F與人行走時(shí)間t的關(guān)系圖像是( )11如圖所示，在杠桿的兩端分別掛上銅絲團(tuán)和鉤碼，用細(xì)繩系在杠桿中點(diǎn)，恰好保持平衡。(1)點(diǎn)燃酒精燈，加熱銅絲團(tuán)一段時(shí)間后移走酒精燈，可觀察到什么現(xiàn)象？并說(shuō)明原因。現(xiàn)象： _。原因：_。(2)在不增減實(shí)驗(yàn)器材的前提下，為使杠桿再次保持平衡，應(yīng)如何操作？ _。銅絲團(tuán)下降，鉤碼上升銅和氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成氧化銅，導(dǎo)致質(zhì)量增大取下“銅絲團(tuán)”，放在氫氣流中加熱直至黑色固體完全變成紅色，再掛上 探究杠桿平衡條件例5三位同學(xué)在一塊

8、輕質(zhì)圓板中間插一金屬桿，將其固定在鐵架臺(tái)上，使圓板可以圍繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能停留在任何位置。然后，他們?cè)贏點(diǎn)懸掛重物G，在圓板不同位置施加拉力使圓板在同一位置保持靜止，以此來(lái)探究拉力大小與拉力作用點(diǎn)、拉力的方向是否有關(guān)，以下是他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：(1)如圖甲所示，小明用彈簧測(cè)力計(jì)依次在B、C、D處豎直向下拉， 在圓板靜止時(shí)讀數(shù)，他會(huì)發(fā)現(xiàn)拉力_(填“變大”“變小”或“不變”)，小明探究的是拉力大小與_的關(guān)系。變小拉力作用點(diǎn)(2)如圖乙所示，小科分別在D點(diǎn)沿不同方向拉圓板，當(dāng)圓板靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)每次所用拉力不相等，由此他可以得出的結(jié)論是_。(3)如圖丙所示，小剛以O(shè)為圓心，在圓板上畫(huà)了間距相等的同心圓，用鉤

9、碼的自重代替拉力，并通過(guò)細(xì)線和定滑輪(固定裝置已經(jīng)略去)分別作用在B、C、D點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)圓板每次靜止時(shí)細(xì)線都與同一個(gè)圓相切。請(qǐng)你運(yùn)用杠桿平衡原理解釋三次拉力相等的原因：_。 拉力大小與拉力的方向有關(guān) 根據(jù)F1L1F2L2，當(dāng)F2L2一定時(shí)，L1相等，F(xiàn)1也相等 12某興趣小組的成員利用厚紙板來(lái)探究杠桿的平衡條件，厚紙板上每間隔相同距離有個(gè)小孔。現(xiàn)用細(xì)繩將紙板懸掛起來(lái)，如圖甲所示。(1)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在A點(diǎn)掛了1個(gè)鉤碼，如圖乙所示，則需在B點(diǎn)掛_個(gè)鉤碼才能使杠桿平衡。(2)該同學(xué)在完成圖乙實(shí)驗(yàn)后，將鉤碼從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，如圖丙所示，其他條件不變。他的操作想證明的觀點(diǎn)是 _。(3)另一同學(xué)進(jìn)行如圖丁所示

10、的實(shí)驗(yàn)，松手后發(fā)現(xiàn)杠桿不能保持水平平衡，請(qǐng)分析其原因： _。力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離支點(diǎn)不在重力作用線上 3 13某同學(xué)在測(cè)量某鐵塊的重力時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵塊的重力超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)的量程，他一時(shí)又找不到其他測(cè)量工具，為了測(cè)出該鐵塊的重力，他找來(lái)木棒、細(xì)鐵絲等物品進(jìn)行如下改進(jìn)：步驟一：將細(xì)線系在木棒的A位置，在木棒左端繞上適量的細(xì)鐵絲，使木棒處于水平平衡，如圖甲所示。步驟二：用手指鉤住彈簧測(cè)力計(jì)的B處，對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零，如圖乙所示。步驟三：在木棒左端掛上鐵塊，右端用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，當(dāng)木棒處于水平平衡時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，如圖丙所示。(1)步驟一的操作目的是

11、：方便測(cè)量力臂； _。(2)該鐵塊的重力是_牛。防止木棒自身重力對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響 8.8 杠桿平衡條件的應(yīng)用例6一扇矩形窗戶重為60N(設(shè)重力作用在幾何中心)，高0.9米，寬0.4米，靠鉸鏈A和B固定在窗戶框架上，并可以繞AB形成的豎起軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其中AB0.6m。(1)在圖中畫(huà)出A處窗戶所受鉸鏈的水平作用力F的示意圖。(2)計(jì)算上述力的大小(要求在圖中畫(huà)出相關(guān)力的力臂)。【解析】(1)由題意，窗戶可以看成以B為支點(diǎn)的杠桿，由于窗戶受到重力作用，它要繞B點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以A處窗戶所受鉸鏈的水平作用力F方向向左，由此畫(huà)出其力的示意圖如圖所示；(2)過(guò)支點(diǎn)B作力F的力臂，即線段AB；窗戶重力的力臂

12、，如圖所示；由杠桿的平衡條件得：F0.6mG0.2m，解得：F20N。 【答案】(1)見(jiàn)上圖；(2)20N；力臂如圖所示。 例7如圖所示為小區(qū)內(nèi)的一種健身器械的模型圖，坐在器械座椅上的人，用力向下拉動(dòng)手柄A時(shí)，操作桿AB會(huì)繞著轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿BD拉動(dòng)桿OC繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，將座椅向上抬起。(g取10牛/千克)(1)小明讓爸爸靜止坐在器械的座椅上，小明豎直向下拉動(dòng)手柄，將爸爸拉起，經(jīng)過(guò)測(cè)量，手柄豎直向下移動(dòng)30厘米，座椅豎直升高10厘米，用時(shí)5秒。 小明利用器械拉起爸爸時(shí)是_(填“省”或“費(fèi)”)力的。不計(jì)能量損耗，若爸爸的質(zhì)量為80千克，則此時(shí)小明拉起爸爸所做功的功率為多少？ 省 (2)如圖所示，若

13、小明坐在座椅上并用豎直向下的力拉手柄，為了更加省力，在保持拉力方向不變的情況下，身體可適當(dāng)靠近O還是遠(yuǎn)離O？并說(shuō)明理由。14晾衣架(如圖)給日常生活帶來(lái)許多方便，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖器能使橫桿上升或下降。(1)安裝在天花板上虛線框內(nèi)的簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱是_。(2)使用一段時(shí)間后，對(duì)手搖器的轉(zhuǎn)軸添加潤(rùn)滑劑，目的是_。(3)將掛在晾衣架上重為20牛的衣服升高1.5米，至少對(duì)衣服做多少功？(4)由于使用不當(dāng)，造成晾衣架右側(cè)鋼絲繩受損，最多只能承受15牛的力，左側(cè)鋼絲繩能正常使用。晾衣架的橫桿上有11個(gè)小孔，相鄰兩孔間的距離均為20厘米?，F(xiàn)準(zhǔn)備將重為20牛的一件衣服掛到水平橫桿的小孔進(jìn)行晾曬，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明掛在哪些編號(hào)

14、的小孔，右側(cè)鋼絲繩會(huì)斷裂(橫桿、衣架和鋼絲繩等自重不計(jì))。定滑輪 減小摩擦 15不倒翁是一種兒童玩具，上半部分為空心殼體，質(zhì)量較小，下半部分是一個(gè)實(shí)心的半球體，質(zhì)量較大，不倒翁的重心O(重力作用點(diǎn))就在半球體之內(nèi)(如圖甲所示為豎立狀態(tài))，下面的半球體和支撐面之間有一個(gè)接觸點(diǎn)，用手輕輕推一下不倒翁，使它往右方向擺動(dòng)至某一位置(如圖乙所示)，不倒翁不會(huì)倒下，會(huì)自動(dòng)立起來(lái)。請(qǐng)你從力和杠桿平衡條件的角度分析圖甲豎立和圖乙不會(huì)倒下的原因？(不倒翁底部為圓形，摩擦力可忽略不計(jì)，分析時(shí)可畫(huà)圖輔助說(shuō)明)答：圖甲中不倒翁的重力和支持力在同一條直線上，大小相等、方向相反，是一對(duì)平衡力，處于平衡狀態(tài)，所以不會(huì)倒下；

15、圖乙中重力和支持力不在同一條直線上，以接觸點(diǎn)O為支點(diǎn)，支持力的力臂為零，重力的力臂不為零，根據(jù)杠桿的平衡條件知，重力和重力的力臂乘積大于支持力和力臂的乘積，所以不倒翁向左擺動(dòng)，不會(huì)倒下。 滑輪和滑輪組例8小柯用圖中裝置提升重為400 N的物體，不計(jì)摩擦、繩重和滑輪重，下列說(shuō)法正確的是( )A兩個(gè)滑輪均為定滑輪B人將繩子拉過(guò)1 m，物體也上升1 mC物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為200 ND使用該裝置不能省力，但能改變力的方向【解析】由圖可知，該裝置由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，故A錯(cuò)誤；使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩子自由端移動(dòng)1 m，物體上升0.5 m，故B錯(cuò)誤；不計(jì)摩擦、繩重和滑輪自重，使用動(dòng)滑輪能省

16、一半的力，物體的重力為400 N，則拉力為200 N，故C正確；使用動(dòng)滑輪能省力，使用定滑輪能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。例9如圖所示，光滑的地面上有一足夠長(zhǎng)的木板，在木板的右端固定著一個(gè)滑輪(不計(jì)繩與滑輪間的摩擦)，木板上面放置一個(gè)小木塊，小木塊一端連接著彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)拉力 F 為 5 N 時(shí)，木板向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把拉力增大到 10 N 時(shí)，下列分析正確的是( )A彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 20 NB彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 0 NC木板仍向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)D小木塊將保持靜止【解析】當(dāng)拉力F 為5 N時(shí)，木板向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木板所受摩擦力為10 N，方向向左。因地面光滑，故這時(shí)木塊所受摩擦力

17、是10 N。當(dāng)拉力增大到10 N時(shí)，木板所受拉力為20 N。木塊對(duì)木板的壓力未變，接觸面的粗糙程度也未變，故木塊所受摩擦力還是10 N，所以木板向右做加速運(yùn)動(dòng)，木板受到的摩擦力不變，木塊相對(duì)豎直墻面處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)保持10N不變。16如圖所示，用下列裝置提升同一重物，若不計(jì)滑輪自重、繩重及摩擦，則最省力的是( )17如圖所示，甲、乙實(shí)驗(yàn)可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論，小敏想通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)既得出結(jié)論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側(cè)加上一個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)(彈簧測(cè)力計(jì)重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計(jì))，下列四套裝置中能實(shí)現(xiàn)的是( )18如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下，沿

18、水平地面以0.4 m/s的速度運(yùn)動(dòng)了2 s，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5 N，拉力F做功為_(kāi)J。 8 19如圖所示，分別用圖甲、乙兩種形式的滑輪組合，把重為500 N的物體以0.5 m/s的速度勻速向上提起，忽略繩重、滑輪重和滑輪摩擦，圖甲中車對(duì)繩子的拉力為_(kāi)N，圖乙中人所做有用功的功率為_(kāi)W。500 250 20在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4s內(nèi)將一個(gè)重為100N的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2m。人的拉力為18N，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及滑輪摩擦。求：(1)人的拉力所做的功；(2)人的拉力做功的功率；(3)動(dòng)滑輪受到的重力。 斜面及機(jī)械效率例10如圖所示，用300牛的力沿斜面將600牛的物體勻速?gòu)男泵娴锥送频叫泵骓敹耍泵娴拈L(zhǎng)度為3米，高度為1米。下列說(shuō)法中正確的是( )A此斜面的機(jī)械效率為50%B人們使用斜面主要是為了省功C物體受到的摩擦力為100牛D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊的機(jī)械能守恒21人們騎自行車上坡時(shí)，往往