浙江省中考科學(xué)第一輪總復(fù)習(xí) 第二篇 物質(zhì)科學(xué)（一）第19課時(shí) 簡單機(jī)械課件.ppt

第二篇物質(zhì)科學(xué) 一 第19課時(shí)簡單機(jī)械 一 杠桿考點(diǎn)1指認(rèn)杠桿的支點(diǎn) 動力 阻力 動力臂和阻力臂a 1 杠桿的定義 在力的作用下 能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿 杠桿可以是直的 也可以是彎的 2 杠桿的五要素 動力 阻力 動力臂 阻力臂 3 動力和阻力的方向不一定相反 但作用效果一定相反 考點(diǎn)2繪制杠桿的動力臂和阻力臂圖示b 1 力臂是 的距離 而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離 支點(diǎn) 支點(diǎn)到力的作用線 2 作力臂的步驟a 找出支點(diǎn)o的位置 b 畫出動力作用線和阻力作用線 c 從支點(diǎn)分別作動力作用線和阻力作用線的垂線段即為 和 考點(diǎn)3概述杠桿的平衡條件b 1 杠桿保持 或 狀態(tài) 稱為杠桿平衡 2 杠桿平衡的條件動力 動力臂 阻力 阻力臂 即 動力臂 阻力臂 靜止 勻速轉(zhuǎn)動 f1l1 f2l2 考點(diǎn)4應(yīng)用杠桿的平衡條件解決簡單的問題c f1 f2 費(fèi)力 考點(diǎn)5指認(rèn)人體中的杠桿a1 人的頭顱 等臂杠桿抬頭時(shí) 可以在頸部找到杠桿 杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂 支點(diǎn)后的肌肉收縮提供動力 頭顱的重量是阻力 這個杠桿幾乎是個 杠桿 等臂 2 人的手臂 費(fèi)力杠桿肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn) 肱二頭肌肉所用的力是 力 手拿的重物的重力是 力 顯然我們的前臂是一種 力杠桿 雖然費(fèi)力 但是可以省距離 少移動距離 提高工作效率 動 阻 費(fèi) 3 走路時(shí)的腳 省力杠桿腳掌根是支點(diǎn) 人體的重力就是 力 腿肚肌肉產(chǎn)生的拉力就是 力 這種杠桿可以克服較大的體重 阻 動 1 2015 廈門 用細(xì)繩系住厚度不均勻的木板的o處 木板恰好處于靜止?fàn)顟B(tài) 且上表面保持水平 如圖所示 兩玩具車同時(shí)從o點(diǎn)附近分別向木板的兩端勻速運(yùn)動 要使木板在此過程始終保持平衡 必須滿足的條件是 a 兩車的質(zhì)量相等b 兩車的速度大小相等c 質(zhì)量較小的車速度較大d 兩車同時(shí)到達(dá)木板兩端 c 2 如圖 一塊厚度 密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上 用一豎直向上的力 欲使其一端抬離地面 則 a f甲 f乙 因?yàn)榧追椒ǖ膭恿Ρ坶Lb f甲f乙 因?yàn)橐曳椒ǖ淖枇Ρ鄱蘢 f甲 f乙 因?yàn)閯恿Ρ鄱际亲枇Ρ鄣?倍 d 解析 兩次抬起水泥板時(shí)的情況如圖所示 在上述兩種情況下 動力克服的都是水泥板的重力 對于形狀規(guī)則質(zhì)地均勻的物體 其重心都在其幾何中心上 所以阻力臂都等于動力臂的二分之一 根據(jù)杠桿的平衡條件f gl阻 l動 g 所以前后兩次所用的力相同 3 2015 衢州 如圖為水平桌面上的圓形玻璃轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)盤半徑為50cm 在水平力作用下能繞轉(zhuǎn)盤中心o點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動時(shí)可視為杠桿 甲在a點(diǎn)施加一個大小為20n的水平力fa 讓轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動 對面的乙在距o點(diǎn)40cm處的b點(diǎn)同時(shí)施加一個水平力 想讓轉(zhuǎn)盤反方向轉(zhuǎn)動 乙應(yīng)沿圖中 填 f1 f2 f3 或 f4 方向施加一個至少為 n的力 才可能達(dá)到目的 假設(shè)只有甲 乙兩人對轉(zhuǎn)盤施力 忽略其他力對轉(zhuǎn)動的影響 f2 25 二 滑輪考點(diǎn)6辨認(rèn)定滑輪 動滑輪和滑輪組a1 定滑輪 工作時(shí)軸固定不動的滑輪 2 動滑輪 工作時(shí)軸發(fā)生移動的滑輪 考點(diǎn)7知道定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)a 2h 考點(diǎn)8知道滑輪組的特點(diǎn) 限于兩個滑輪的滑輪組 a 1 滑輪組 由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組 2 特點(diǎn) 既能改變用力的 也能 考點(diǎn)9使用滑輪組 限于兩個滑輪的滑輪組 解決簡單的問題b使用滑輪組時(shí) 滑輪組用n段繩子拉物體 拉物體所用的力f就是物重的n分之一 即f n表示拉物體繩子數(shù) 方向 省力 g n 4 2014 金華 義烏 如圖 用同一滑輪勻速提升同一重物 不計(jì)摩擦 圖中f1 f2 f3 f4之間的關(guān)系正確的是 a f1 f2b f3 f4c f1 f3d f2 f4 b 5 2015 臺州 使用簡單機(jī)械可以給人們的生活帶來便利 1 如圖甲 旗桿的頂端安裝著一個 滑輪 用來改變拉力的方向 2 如圖乙 把被剪物體盡量靠近剪刀的轉(zhuǎn)動軸 可減小 臂 剪斷物體更省力 定 阻力 6 滑輪是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種簡單機(jī)械 甲同學(xué)用定滑輪進(jìn)行了如圖所示的三個實(shí)驗(yàn) 1 甲同學(xué)研究的問題是 2 研究該問題時(shí) 彈簧測力計(jì)的操作方法可以是 填序號 拉著重物保持靜止 勻速向下拉動重物 隨意拉動重物 使用定滑輪提升同一重物時(shí) 拉力的大小與拉力的方向是否有關(guān) 高頻點(diǎn)1認(rèn)識杠桿 例1 2015 濰坊 下列圖示的工具中 屬于等臂杠桿的是 解析 杠桿由動力臂和阻力臂的大小關(guān)系可以分為省力杠桿 費(fèi)力杠桿和等臂杠桿 a b c三個工具的動力臂都比阻力臂長 都是省力杠桿 天平的動力臂和阻力臂相等 屬于等臂杠桿 故應(yīng)選d d 1 2015 濱州 根據(jù)工作需要選擇合適的工具是勞動者的基本技能 要剪斷鐵絲等較硬的物體 下圖中的4種剪刀應(yīng)選擇 d 高頻點(diǎn)2杠桿平衡條件的應(yīng)用 例2 2014 安順 如圖甲所示 長1 6m 粗細(xì)均勻的金屬桿可以繞o點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動 一拉力 位移傳感器豎直作用在桿上 并能使桿始終保持水平平衡 該傳感器顯示其拉力f與作用點(diǎn)到o點(diǎn)距離x的變化關(guān)系如圖乙所示 據(jù)圖可知金屬桿重 a 5nb 10nc 20nd 40n b 解析 金屬桿重心在中心上 阻力臂為l1 0 8m 取圖像上的一點(diǎn)f 20n l2 0 4m 根據(jù)杠桿的平衡條件 動力 動力臂 阻力 阻力臂 gl1 fl2 g 0 8m 20n 0 4m 解得 g 10n 2 2015 廣州 ac硬棒質(zhì)量忽略不計(jì) 在棒的b c兩點(diǎn)施加力f1 f2 f2的方向沿oo 線 棒在如圖所示位置處于平衡狀態(tài) 則 a f1 f2b c f1力臂小于s1d f2方向沿oo 線向下 c 高頻點(diǎn)3杠桿的動態(tài)平衡分析 例3 2013 自貢 如圖所示 一根粗細(xì)均勻的鐵棒ab靜止在水平地面上 現(xiàn)用力f將鐵棒從水平地面拉至豎直立起 在這個過程中 力f作用在b端且始終與鐵棒垂直 則用力f將 a 逐漸變大b 逐漸變小c 保持不變d 先變小后變大 b 解析 在抬起的過程中 阻力f2不變 f與鐵棒始終垂直 所以動力臂l1不變 由于鐵棒的位置的變化 導(dǎo)致了阻力f2的阻力臂l2在變小 根據(jù)杠桿的平衡條件fl1 f2l2可知 l1 f2都不變 l2變小 所以f也在變小 3 2015 玉林 如圖所示 重力為g的均勻木棒豎直懸于o點(diǎn) 在其下端施一始終垂直于棒的拉力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 阻力臂逐漸變大c 動力f保持不變d 動力f逐漸減小 b 高頻點(diǎn)4動 定滑輪的特點(diǎn) 例4 2014 河南 把質(zhì)量相等的a b兩物體掛在如圖滑輪組下面 不計(jì)繩子 滑輪的重力和摩擦 放手后 a a上升b a下降c a b均靜止d 無法判斷 b 解析 b所在的滑輪為動滑輪 動滑輪省一半的力 a所在的滑輪為定滑輪 定滑輪不省力 a與b質(zhì)量相等 重力相等 將b拉起只需a重力的一半即可 所以a下降 b上升 4 如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖 它由4個定滑輪和兩個動滑輪組成 繩子的尾端繞在一個固定在墻壁的旋輪上 旋轉(zhuǎn)搖柄可以使晾衣架升降 假設(shè)在升降過程中衣架橫梁保持水平 請回答下列問題 1 假設(shè)衣服和晾衣架 含動滑輪 等的總重是50n 則靜止時(shí)繩子拉力是 n 各種摩擦力忽略不計(jì) 2 要使衣架橫梁上升1m 則繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是 m 3 通過增加滑輪 可以使此裝置更省力 請你提出正確的繞線方法 12 5 4 增加動滑輪的個數(shù) 提醒 此題為杠桿動態(tài)變化和做功的綜合題 考查了學(xué)生對杠桿動態(tài)變化過程中的力臂與力大小的理解 及在不同情況下做功大小的比較 例5如圖所示 質(zhì)量分布均勻的長方體磚 平放在水平地面上 第一次用豎直向上的力f1只作用于ab的中點(diǎn) 第二次用豎直向上的力f2作用于bc的中點(diǎn) 都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h h ab bc 則在上述過程中f1 f2 填 大于 小于 或 等于 f1所做的功 f2所做的功 填 大于 小于 或 等于 第一次克服重力所做的功 第二次克服重力所做的功 填 大于 小于 或 等于 等于 等于 等于 解析 f1和f2向上拉物體時(shí) 動力臂的長度均為阻力臂長度的2倍 則動力的大小也均為阻力大小的一半 即長方體磚重力大小的一半 f1和f2在豎直方向上均移動h 由w fs得 f1和f2所做的功大小相等 在兩次移動過程中 重心移動的高度也相等 重力大小不變 則兩次克服重力所做的功也相等 提醒 考查對杠桿平衡條件的掌握和運(yùn)用 根據(jù)題意知道阻力和動力臂不變是本題的關(guān)鍵 例6 2014 南寧 如圖所示 有一質(zhì)量不計(jì)的長木板 左端可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動 在它的右端放一重為g的物塊 并用一豎直向上的力f拉著 當(dāng)物塊向左勻速滑動時(shí) 木板始終在水平位置保持靜止 在此過程中 拉力f a 變小b 變大c 不變d 先變大后變小 a 解析 如圖 長木板長為l 則動力臂為l 杠桿受到物體的壓力 阻力 f g 阻力臂為l2 杠桿平衡 f l f l2 g l2 f gl2 l 由此可知 當(dāng)物塊向左勻速滑動時(shí) l2變小 f變小 例7 2015 金華 小柯在測量某鐵塊的重力時(shí) 發(fā)現(xiàn)鐵塊的重力超出了彈簧測力計(jì)的量程 一時(shí)又找不到其他測量工具 為了測出該鐵塊的重力 他找來木棒 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 使木棒處于水平位置平衡 如圖甲 步驟二 用手指勾住彈簧測力計(jì)的b處 對彈簧測力計(jì)進(jìn)行調(diào)零 如圖乙 步驟三 在木棒左端掛上鐵塊 右端用彈簧測力計(jì)豎直向下拉 如圖丙 1 步驟一中 在木棒的左端繞上適量的細(xì)鐵絲 使木棒處于水平位置平衡 是為了防止 對測量結(jié)果的影響 2 步驟三中 當(dāng)木棒處于水平位置平衡時(shí) 彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖丁所示 則該鐵塊的重力是 牛 木棒自身重力 6 6 解析 1 在木棒左端繞上適量的細(xì)鐵絲 使木棒處于水平位置平衡 是為了防止木棒自身重力對測量結(jié)果的影響 2 由圖丁知 測力計(jì)的分度值為0 2n 示數(shù)為2 2n 根據(jù)杠桿的平衡條件 解得g 3f 3 2 2n 6 6n 友情提示 本欄目建議午休時(shí)間完成 1 2015 常德 下圖所示的工具中 屬于費(fèi)力杠桿的是 d 2 2015 漳州 如圖所示 可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿 在d點(diǎn)掛一個重為g的物體m 用一把彈簧測力計(jì)依次在a b c三點(diǎn)沿圓o相切的方向用力拉 都使杠桿在水平位置平衡 讀出三次的示數(shù)分別為f1 f2 f3 它們的大小關(guān)系是 a f1 f2 f3 gb f1 f2 f3 gc f1 f2 f3 gd f1 f2 f3 g c 第2題圖 3 如圖所示 杠桿aob用細(xì)線懸掛起來 當(dāng)a端掛重物g1 b端掛重物g2時(shí) 杠桿平衡 此時(shí)oa恰好處于水平位置 ao bo 杠桿重力不計(jì) 則 a g1g2c g1 g2d 都有可能 a 第3題圖 解析 根據(jù)杠桿的平衡條件f1l1 f2l2可知 力與相應(yīng)的力臂成反比關(guān)系 本題中杠桿示意圖如圖 ao bo loa l ob 所以物體的重力g1 g2 4 如圖甲所示 長1m的粗細(xì)均勻的光滑金屬桿可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動 桿上有一光滑滑環(huán) 用豎直向上的測力計(jì)拉著滑環(huán)緩慢向右移動 使桿保持水平狀態(tài) 測力計(jì)示數(shù)f與滑環(huán)離開o點(diǎn)的距離s的關(guān)系如圖所示 則桿重 a 500nb 50nc 100nd 10n c 第4題圖 解析 讀圖可知 當(dāng)s oa 1m時(shí) 動力臂是阻力臂的二倍 根據(jù)杠桿平衡的條件f1l1 f2l2可知 此時(shí)的動力就是阻力的二分之一 讀圖乙可知 此時(shí)的動力f 50n 則桿重g 2f 2 50n 100n 5 2015 威海 如圖是吊車起吊貨物的結(jié)構(gòu)示意圖 伸縮撐桿為圓弧狀 工作時(shí)它對吊臂的支持力始終與吊臂垂直 使吊臂繞o點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動 從而將貨物提起 下列說法正確的是 a 吊臂是一省力杠桿 但要費(fèi)距離b 吊臂是一個費(fèi)力杠桿 但可以省功c 勻速頂起吊臂的過程中 伸縮撐桿支持力的力臂變小d 勻速頂起吊臂的過程中 伸縮撐桿支持力漸漸變小 d 第5題圖 解析 吊臂的動力臂小于阻力臂 所以吊臂是一個費(fèi)力杠桿 所以a錯 費(fèi)力杠桿 可以省距離 但不能省功 所以b錯 由于在起吊的過程中動力臂不變 而阻力的力臂越來越小 所以根據(jù)杠桿的平衡條件可知 阻力乘以阻力臂的積變小 動力臂不變 所以動力要變小 所以c錯誤 d正確 應(yīng)選d 6 2014 泰州 如圖所示的滑輪組 每個滑輪重為20n 繩重及摩擦不計(jì) 用它勻速提升重為100n的物體 所用的拉力f是 a 50nb 60nc 70nd 120n b 第6題圖 解析 圖中繩子股數(shù)n 2 不計(jì)繩重及摩擦 所以拉力為 f g g動 100n 20n 60n 7 2014 煙臺 如圖所示 一根質(zhì)地均勻的木桿可繞o點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動 在木桿的右端施加一個始終垂直于桿的作用力f 使桿從oa位置勻速轉(zhuǎn)到ob位置的過程中 力f的大小將 a 一直是變大的b 一直是變小的c 先變大 后變小d 先變小 后變大 c 第7題圖 8 2015 株洲 如圖是用高枝剪修剪樹枝的情景 仔細(xì)觀察高枝剪頭部的結(jié)構(gòu)和使用情況 發(fā)現(xiàn)高枝剪頭部有 和滑輪組兩類簡單機(jī)械 當(dāng)園林工用30n的力向下拉繩時(shí) 因拉繩而使圖中a處受到的作用力大約增加 n 第8題圖 杠桿 90 9 2015 湖州 小明家有個木衣架 有一次放學(xué)回家他把書包掛在衣架a處 衣架倒了下來 小明是個聰明的孩子 他分析了衣架倒下來的原因后 測量了如下的數(shù)據(jù) 書包質(zhì)量5千克 木衣架質(zhì)量3千克 圓底盤直徑30厘米 其他數(shù)據(jù)如圖 衣架受到重力的作用線經(jīng)過圓底盤的圓心 1 請你通過計(jì)算 解釋衣架倒下來的原因 2 為了防止衣架倒下來 小明提出了改進(jìn)意見適當(dāng)增大圓底盤直徑 請你再說出一種其他方法 答案 1 f1l1 50n 10cm f2l2 30n 15cm f1l1大于f2l2 所以衣架易傾倒 2 減小掛衣鉤的長度或在對側(cè)掛衣鉤掛物件或圓盤底座用更重的材質(zhì) 第9題圖 10 2015 麗水 隨著智能手機(jī)的普及 低頭看手機(jī)的 低頭族 越來越多 那么 頸椎承受的壓力跟低頭的角度有什么關(guān)系 科研人員進(jìn)行了研究 制作頭部模型 如圖甲 頭部可繞支點(diǎn)o 頸椎 轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動角度通過固定在上面的量角器測量 將一個小球掛入模型內(nèi) 其重為5牛模擬頭部重力 頭部后面綁一根繩子模擬肌肉 繩子上系一測力計(jì) 支點(diǎn) 頸椎 承受的壓力約為頭部重力和繩子拉力之和 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 第10題圖 1 分析表中數(shù)據(jù) 可得出的結(jié)論是 頸椎承受的壓力隨著低頭角度的增大而增大 2 該頭部模型相當(dāng)于繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿 如圖乙 當(dāng)?shù)皖^角度增大時(shí) 頭部重心向左移動 拉力f的力臂變小 請分析拉力f變大的原因 3 下列措施中 有利于保護(hù)頸椎的是 a 不要長時(shí)間低頭看手機(jī)b 適當(dāng)抬高手機(jī)屏幕 減小低頭角度c 低頭看書久了應(yīng)適當(dāng)抬頭 以緩解頸椎承受的壓力 根據(jù)杠桿平衡條件可知 gl1 fl2 當(dāng)?shù)皖^角度增大時(shí) l1增大 g不變 l2減小 故f增大 abc 11 2015 揚(yáng)州 低頭族 長時(shí)間