中考總復(fù)習(xí)簡單機(jī)械提高知識(shí)講解

地址：明昊教育電話：榻老師無地址：明昊教育電話：榻老師無第#頁共8頁中考總復(fù)習(xí)：簡單機(jī)械（提高）撰稿：肖鋒審稿：蒙阿妮【考綱要求】1、知道杠桿定義及杠桿的五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂；2、會(huì)畫力臂理解杠桿平衡條件，并能區(qū)別實(shí)際生活中的省力、費(fèi)力及等臂杠桿；3、理解定滑輪、動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)，理解滑輪組?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】「杠桿的概念杠桿的平衡條件盧桿，「省力杠桿三種杠桿1襄力杠桿〔〔等臂杠桿簡單機(jī)械;定滑輪滑輪4動(dòng)滑輪I-L滑輪組【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、杠桿1、杠桿的概念：一根在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就是杠桿。杠桿的五要素是：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是彎的，如羊角錘。2、杠桿的五要素（1）支點(diǎn)（o）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。（2）動(dòng)力（F）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一定是其他物體施給杠桿的力。⑶阻力”：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。一定是其他物體施給杠桿的力。（4）動(dòng)力臂（L）:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。（5）阻力臂（L；）：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。3、杠桿的平衡條件：（1）杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿就處于平衡狀態(tài)。（2）杠桿的平衡條件是動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，用公式表示為F1L1=F2L2要點(diǎn)詮釋：杠桿的平衡不是單獨(dú)由力或力臂決定的，而是由它們的乘積來決定的。4、杠桿分類：（1）省力杠桿：L1>L2，F(xiàn)1<F2。這類杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂L1大于阻力臂L2,平衡時(shí)動(dòng)力F1小于阻力F2，即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力。但是實(shí)際工作是動(dòng)力移動(dòng)的距離卻比阻力移動(dòng)的距離大，即要費(fèi)距離。如撬起重物的撬棒，開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等，都屬于這一類杠桿。（2）費(fèi)力杠桿：L1VL2，F(xiàn)1>F2。這類杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂L1小于阻力臂L2,平衡時(shí)動(dòng)力F1大于阻力F2，即要用較大的動(dòng)力才能克服阻力完成工作，但它的優(yōu)點(diǎn)是杠桿工作時(shí)，動(dòng)力移動(dòng)較小的距離就能使阻力移動(dòng)較大的距離。使工作方便，也就是省了距離。如縫紉機(jī)踏板、挖土的鐵锨、大掃帚、夾煤塊的火鉗，這些杠桿都是費(fèi)力杠桿。（3）等臂杠桿：L1=L2，F(xiàn)1=F2。這類杠桿的動(dòng)力臂L1等于阻力臂L2,平衡時(shí)動(dòng)力F1等于阻力F2，工作時(shí)既不省力也不費(fèi)力，如天平、定滑輪就是等臂杠桿?？键c(diǎn)二、滑輪（高清課堂《力學(xué)4：杠桿和滑輪》滑輪）1、定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點(diǎn)，因此，定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿。定滑輪的特點(diǎn)是它的轉(zhuǎn)軸（支點(diǎn)）不隨貨物上下移動(dòng)。2、動(dòng)滑輪：如下圖乙所示，特點(diǎn)是它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸會(huì)隨物體上下移動(dòng)，它實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是阻力作用點(diǎn)。3、定滑輪和動(dòng)滑輪的作用使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。使用動(dòng)滑輪可以省力，但要多移動(dòng)距離。4、滑輪組：由定滑輪和動(dòng)滑輪組裝起來的，既可省力又可以改變用力方向，但費(fèi)距離。所用力F與物重關(guān)系為F=1G.+G）（n為承擔(dān)吊著物體的繩子段數(shù)），物體升高h(yuǎn)時(shí)，繩子自由端移n物動(dòng)動(dòng)的距離為s，則s=nh。繩子自由端移動(dòng)的速度距離為v，則VjnV物。我們可以在知道或算出滑輪組承擔(dān)重物的繩子段數(shù)的情況下組裝滑輪組，可以根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則先確定繩子的一端是掛在動(dòng)滑輪或定滑輪的鉤上，再由里向外順次繞線。【典型例題】類型一、杠桿1、在1、在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低，則可將左側(cè)的平衡螺母向—調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡。如圖所示，在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力應(yīng)沿一方向，此時(shí)讀數(shù)為N。【思路點(diǎn)撥（1）實(shí)驗(yàn)前杠桿右側(cè)高左側(cè)低，原因是右側(cè)的力和力臂乘積小于左側(cè)的力和力臂乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，減小左側(cè)的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置平衡；（2）當(dāng)把支點(diǎn)到作用點(diǎn)的連線作為動(dòng)力臂（施力方向與連線垂直）時(shí)，動(dòng)力臂最長、最省力（彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最?。?；（3）知道阻力、阻力臂和動(dòng)力臂，利用杠桿的平衡條件求動(dòng)力?！敬鸢浮坑?；豎直（或豎直向下）；2【解析】杠桿在調(diào)節(jié)過程中右側(cè)高，左側(cè)低，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)；在阻力和阻力臂及動(dòng)力作用點(diǎn)一定的條件下，力的作用方向與杠桿垂直時(shí)，力臂最大，所用力最小，根據(jù)杠桿平衡條件可得F=2N?！究偨Y(jié)升華】本題考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，要學(xué)會(huì)利用杠桿平衡條件解決簡單的實(shí)際問題。舉一反三：【變式】在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，多次改變力和力臂的大小主要是為了（）A.減小摩擦B.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確C多次測(cè)量取平均值減小誤差D.獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律【答案】D2（高清課堂《力學(xué)4：杠桿和滑輪》例3）用一條長2m的扁擔(dān)挑物品，前后兩端分別掛有300N和200N的箱子。要使扁擔(dān)保持水平平衡，肩應(yīng)離扁擔(dān)前端多遠(yuǎn)？【思路點(diǎn)撥】人在挑水時(shí)以肩為支點(diǎn)，兩邊水桶形成杠桿的平衡，由平衡的條件可求得答案?！敬鸢概c解析】要使兩邊平衡則有：G1L1=G2L2①由題意知：L1+L2=1.8m②聯(lián)立解得：Li=0.8m【總結(jié)升華】扁擔(dān)是杠桿平衡一典型應(yīng)用，應(yīng)明確其原理。舉一反三：【變式】如圖所示一根質(zhì)地不均勻的木棒橫放在地上，重心為O點(diǎn)，抬起它的左端需要200N,抬起它的右端需要300N,則（1）木棒的OA段重還是OB段重？（2）木棒本身重多少N？【答案與解析】由已知F1=20N,如圖應(yīng)作用在A點(diǎn)F2=300N,如圖應(yīng)作用在B點(diǎn)，設(shè)木棒重為G,作用在O點(diǎn)則抬左端F1?AB=G?OB抬右端Fc?AB=G?OAFOB200N2由此F—OA—300N—3故OA>OB,應(yīng)是OB段重由①、②式，G(OB+OA)=(F1+F2)?AB

又OB+OA=AB故G=F1+F2=500N。類型二、滑輪、如圖所示，用水平方向的力F拉繩子的一端P,使物體A以2m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為8N。不計(jì)滑輪、繩、彈簧的測(cè)力計(jì)的重力及繩與滑輪間的摩擦，則物體A與水平面的摩擦力及2秒內(nèi)P端移動(dòng)的距離分別為（）1111、如圖所示、如圖所示A．8N，4mB．8N，8mC．16N，4mD．16N，8m【思路點(diǎn)撥】要解決此題需要搞清此滑輪的種類，是動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪由兩段繩子承擔(dān)摩擦力，所以繩端移動(dòng)距離是物體移動(dòng)距離的2倍，繩端拉力是物體與地面摩擦力的一半。在此題中還要用到公式s=vt?！敬鸢浮緿【解析】物體人移動(dòng)的距離為：s產(chǎn)物t=2m/sX2s=4m,由圖知，這是動(dòng)滑輪，所以P移動(dòng)的距離為Sp=2s物=2X4m=8m物體與地面之間的摩擦力為：f=2F=2X8N=16N?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查了動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，與以往不同的是使用動(dòng)滑輪不是克服物體的重力，而是克服物體與地面之間的摩擦。但始終要明確一點(diǎn)，使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩端移動(dòng)距離是物體移動(dòng)距離的2倍，但繩端的拉力是作用在動(dòng)滑輪上的拉力的一半。舉一反三：【變式】如圖所示，用力F將重物勻速提起，滑輪重不計(jì)，則重物重力G與力F的關(guān)系是（）X

.A.F=GB.F=2GC.F=G/2D.無法確定【答案】B摩擦）,求：通過滑輪組用100N的拉力在20s內(nèi)將重為240N的物體勻速提高2m,（不計(jì)繩重和摩擦）,求：（1）繩子自由端的移動(dòng)速度為多大？（2）動(dòng)滑輪重力多大？（3）若重物再增加120N,要使重物勻速上升，作用在繩子自由端的拉力至少多大？【思路點(diǎn)撥】（1）由圖示知，動(dòng)滑輪和物體重由3股繩子承擔(dān)著，故物體移動(dòng)2m，繩子自由端移動(dòng)6m；然后由速度公式求出繩子自由端的速度。（2）由拉力大小和物體重，由平衡條件求出動(dòng)滑輪的重。（3）由物體的重、動(dòng)滑輪重、由平衡條件可以求出重物增加時(shí)拉力的大小。【答案】作用在繩子自由端的拉力至少140N。【解析】（1）繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩二nh=3X2m=6m,s60m繩子自由端移動(dòng)的速度：V=-==0.3m/s；t20s答：繩子自由端的移動(dòng)速度是0.3m/s。（2）物體勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，動(dòng)滑輪重：G動(dòng)二nF-G物=3X100N-240N=60N,答：動(dòng)滑輪重力60比（3）物體的重力：G‘物二G物+^G=240N+120N=360N,G+G'60N+360N繩子自由端的拉力：尸=7——物=二140Nn3【總結(jié)升華】計(jì)算拉力時(shí)要考慮到動(dòng)滑輪自身的重力，弄清物體重由幾股繩子承擔(dān)是關(guān)鍵。類型三、知識(shí)運(yùn)用。5、如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的不等臂杠桿兩端分別掛上實(shí)心鐵球A、B時(shí)，恰好能使杠桿在水平位置平衡。若將A和B同時(shí)浸沒在水中，則杠桿的狀態(tài)是（）一0.A.右端下沉B.左端下沉C.仍然平衡D.不能判定【思路點(diǎn)撥】（1）要解決此題，首先要掌握杠桿的平衡條件：fili=f2L2（2）同時(shí)要掌握阿基米德原理，知道F浮二P液gV排1一【答案】C仔史【解析】???分別掛上實(shí)心鐵球A、B時(shí)，恰好能使杠桿在水平位置平衡。根據(jù)杠桿的平衡條件：P鐵%g-OA=P鐵VBg-OB，所以VJOA二VjOB若將A和B同時(shí)浸沒在水中，則左端二（P鐵Vg-P水Vg）?oA:P鐵Vg?OA-P水Vg-OA右端=（P鐵VBg-P水VBg）?OB=p鐵邛儂―p水VBg?OB又GjOA=6」08,所以P水VAg-OA=P水VBg,OB，所以P鐵VAg?0A-p水匕癡。鐵邛力―P水VBg?OB因此杠桿仍然平衡?！究偨Y(jié)升華】此題主要通過判斷杠桿的平衡情況，考查了對(duì)杠桿平衡條件的應(yīng)用和阿基米德原理的應(yīng)用，首先要掌握杠桿的平衡條件和浮力的計(jì)算公式，分別計(jì)算出杠桿兩端力和力臂的乘積，根據(jù)乘積的大小關(guān)系判斷杠桿的平衡情況。舉一反三：

【變式（高清課堂《力學(xué)4：杠桿和滑輪》例5）等臂杠桿的兩端各懸掛一個(gè)質(zhì)量相等的實(shí)心銅球和鐵球，杠桿保持平衡，如圖所示。若將兩球同時(shí)沒入水中，杠桿將M>p【變式（高清課堂《力學(xué)4：杠桿和滑輪》例5）等臂杠桿的兩端各懸掛一個(gè)質(zhì)量相等的實(shí)心銅球和鐵球，杠桿保持平衡，如圖所示。若將兩球同時(shí)沒入水中，杠桿將M>p鐵）A.仍保持平衡C.掛銅球的一端下降【答案】CB.掛鐵球的一端下降D.無法確定6、桿秤是稱量物體質(zhì)量的工具，由于存在許多弊端不利于公平交易，我國經(jīng)貿(mào)部門已明令禁止在商品交易中使用桿秤，如果物體的實(shí)際質(zhì)量為M，桿秤測(cè)得的質(zhì)量為m，桿秤重G，秤砣重G0，桿秤頭、尾銅皮的質(zhì)量分別為m1，m2。如圖所示，試用杠桿原理分析下列情況中M與m的大小關(guān)系。（1）斷尾秤（尾部被截短）；（2）挖掉秤砣中的配重鉛塊；（3）用大秤砣G0,替換小秤砣G0；（4）縮小刻度間距。【思路點(diǎn)撥】首先明確變化的是什么，然后根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行分析，要注意題目隱含的條件：所測(cè)物體的重力和力臂不變?！敬鸢概c解析】（1）斷尾秤：尾部m2被去掉，桿秤重量變輕，要使桿秤平衡，只有增大秤砣與轉(zhuǎn)軸的間距（秤砣向右移）從而使示重m增大，m>M;（2）秤砣中的配重鉛塊被挖掉后，秤砣變輕，要使桿秤平衡，只有秤砣向右移，即示重m增大，m>M；（3）用大秤砣60,替換小秤砣G0后，為使桿秤平衡只能將秤砣左移，則示重m減小，m<M；（4）縮小刻度間距后，會(huì)使示重口增大，m>M?！究偨Y(jié)升華】桿秤上能自由移動(dòng)秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加長，增加秤桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，示重加大；反之秤砣左移，示重變小。舉一反三：【變式】密度秤是一種測(cè)量液體密度的儀器，外形跟桿秤差不多，測(cè)量時(shí)，只要把B端的鐵塊浸沒在待測(cè)液體中，移動(dòng)提紐右側(cè)的秤砣，便可在秤桿上直接讀出液體密度，下列說法錯(cuò)誤的是（秤砣放在A處時(shí)，鐵塊在空氣中，秤剛好平衡）（）A、密度秤的零點(diǎn)在A點(diǎn)B、秤桿上較大的刻度在較小刻度左邊C、密度秤的刻度都在A點(diǎn)的右側(cè)

【答案與解析】G在空氣中，秤砣放在A點(diǎn)秤桿剛好平衡，那么G畦08=6?0人，或者OA=不鐵OB,（如圖所示）鐵砣g砣,G-PgV浸在待測(cè)液體中時(shí)，設(shè)砣掛在A'點(diǎn)平衡，則（G4-pgVQOB=G，A'，則OA=鐵廠6排OB，鐵排砣g砣比較OA和OA/，有OA<OA，故A，點(diǎn)在A點(diǎn)左邊，因此零刻度在A，所有刻度都在A點(diǎn)左邊，選項(xiàng)A是對(duì)的。當(dāng)然，待測(cè)密度越大，OA,比OA小得越多，即在左邊離A點(diǎn)更遠(yuǎn)處。因此選項(xiàng)B也是對(duì)的，選項(xiàng)C錯(cuò)。7、如圖是小剛設(shè)計(jì)的一個(gè)通過簡單機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)的裝置示意圖。該裝置主要由滑輪組、配重C、D以及杠桿AB組成，配重C通過細(xì)繩與動(dòng)滑輪相連，配重C、D分別通過支架固連在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺(tái)面上，杠桿可以繞支點(diǎn)。在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)被拉開前，杠桿在水平位置平衡。已知?jiǎng)踊哖的質(zhì)量mP為0.2kg，OA:OB=3:1,配重D的質(zhì)量mD為1.5kg,作用在D上的豎直向下的壓力F為75N，剛好拉開開關(guān)所需的拉力T為6N。杠桿、支架和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)，滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g取10N/kg。求：配重C的質(zhì)量mC等于多少千克，開關(guān)剛好能被拉開？【思路點(diǎn)撥】以杠桿為研究對(duì)象，因?yàn)楦軛U平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件得出兩邊受力的大小關(guān)系；左邊受力根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)和同一直線上力的合成求得；右邊受力根據(jù)同一直線上同方向力的合成求得；最后根據(jù)兩邊受力大小關(guān)系求配重C的質(zhì)量mC。【答案與解析】解:若開關(guān)剛好能被拉JE則拉力丁等于6\,配重C的痂埴等于丁,此時(shí).杠桿在水平位置平衡,杠桿H端受水平臺(tái)面支持力為零士分別以杠桿,附及配重動(dòng)滑輪、配重。為研究對(duì)'象.受力分析如圖4甲，乙、丙所示u以杠桿此配用沙為研究對(duì)象時(shí)，受力分析如圖4甲所示.杠桿H端受到向卜的壓力為杠桿H端受到向卜的壓力/和重力品，根據(jù)杠桿平-衡條件有：FkOA4嗎”)①CL,=度匚L3kgX10、/1k老-I5N將&%=15N,0^：0B=3M,F=75N：代人