第九章-機械與人(一)

::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 要點1、杠桿力臂的畫法0^我出杠桿的支從支點向力的作用線作垂線，畫出垂用吏點要點1、杠桿力臂的畫法0^我出杠桿的支從支點向力的作用線作垂線，畫出垂用吏點到垂足之間的垂線段就是該力的沔第九章機械與人（一）杠桿與滑輪通出動力作用線和阻力作用線，必要時用.壺力的作用線正向延長或反向延長關(guān)鍵題：1、如圖所示，O為杠桿的支點，試在圖中畫出動力耳和阻力「2的力臂1]、12.解?已知支占為O,過占0作力F的垂線段1,作力F的垂線段1,那么1、1即為所求作的力臂如圖所示點評：本題考查了力臂的作法.關(guān)鍵是要作出支點到力的作用線的垂線段.2、為使如圖所示的杠桿保持靜止，在A點作用了一個動力F,力的方向不同，則大小也不同.請畫出最小動力F的示意圖和阻力的力臂.解：（1）由圖可見，連接0B就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動力F],如下圖：（2）重物的重力為阻力，則0到重力作用點的垂線段就是阻力臂，用L2表示，如下圖：

點評：要做出杠桿中的最小動力，可以按照以下幾個步驟進行：確定杠桿中的支點和動力作用點的位置； 連接支點與動力作用點，得到最長的線段；經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線； 根據(jù)杠桿平衡原理，確定出使杠桿平衡的動力方向.3、如圖所示，為使杠桿在水平位置平衡，力臂已經(jīng)畫出，請你做出動力F］的力的作用線.解：從杠桿的轉(zhuǎn)軸到力的作用線的垂直距離，是力的力臂.現(xiàn)在已知力臂，只要作力臂的垂線即可得力的作用線，如圖所示. 點評：力臂是初中教學(xué)的重要內(nèi)容，應(yīng)注意總結(jié)作力臂的方法及步驟. 對點練：1、如圖所示，是羊角錘拔釘示意圖，請在圖上畫出動力F］的力臂和阻力「2的示意圖. 解：過釘子與物體的接觸點作豎直向下的力，即阻力F2；然后過支點O作垂直于與作用線的垂線段即L］.圖示如下: 點評：會確物體受力的方向，會用力的示意圖表示物體受力情況，知道力臂的正確畫法，并且能夠畫出正確的力臂.2、如圖所示，O為杠桿的支點，B為阻力的作用點，畫出：（1） 阻力的力臂；（2） 使杠桿平衡，在A點作用的最小動力F的示意圖. 解：（1）重力為阻力，則0到重力作用點的垂線段就是阻力臂; （2）連接OA就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動力.如圖：I點評：要做出杠桿中的最小動力，可以按照以下幾個步驟進行1、 確定杠桿中的支點和動力作用點的位置 2、 連接支點與動力作用點，得到最長的線段3、 經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線 根據(jù)杠桿平衡原理，確定出使杠桿平衡的動力方向.3、如圖所示，請畫出開瓶器所受動力F］的力臂L］和所受阻力「2的示意圖.解：如圖所示F1

解：如圖所示F1點評：會找出杠桿的支點、動力和阻力，會根據(jù)動力臂的畫法作圖. 4、如圖所示的剪刀就是杠桿.請畫出這把剪刀的動力F]的力臂1],和這根杠桿上B點所受阻力「2的大致方向. 解：剪刀的0為支點，過支點到F]的作用線距離即為力臂L],B點處產(chǎn)生阻力，方向豎直向上.如圖所示: 點評：本題考查杠桿的五要素和力臂的畫法，會找出支點、動力和阻力，力臂是作出支點到力的作用線的垂線段.5、如圖所示，動力F的力臂是（ ）A、OD B、OC C、OB D、DB選A.點評：會根據(jù)力臂的畫法正確畫出相應(yīng)力的力臂.要點2：實驗探究：探究杠桿的平衡條件關(guān)鍵題:、在探究“杠桿平衡條件”的實驗中： （1） 某同學(xué)將杠桿懸掛起來，發(fā)現(xiàn)杠桿的右端低，左端高，他應(yīng)該將杠桿兩端的平衡螺母向 調(diào)節(jié)，使杠桿在 位置平衡. （2） 在杠桿兩端掛鉤碼，不斷改變動力或動力臂的大小，調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在原來的位置 重新平衡，記錄數(shù)據(jù)如下表:實驗次序動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm15102101031015 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)你得出杠桿的平衡條件是： . （3）根據(jù)第2次實驗數(shù)據(jù)有同學(xué)得出杠桿的平衡條件是：動力+動力臂=阻力+阻力臂.他得出此錯誤結(jié)論的原因是： .答案：（1）左、水平位置、（2） F1L1=F2L2（動力x動力臂=阻力x阻力臂）、（3） 將不同的物理量進行了加法運算.

點評：此題考查杠桿的平衡條件實驗，要對實驗過程有所了解.同時要知道杠桿平衡條件公式的推導(dǎo).2、在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，有甲、乙兩位同學(xué)作出了如下猜想：甲同學(xué)：動力/動力臂=阻力/阻力臂 乙同學(xué)：動力X動力臂=阻力X阻力臂.為了驗證以上兩種猜想是否正確，兩位同學(xué)采用了如圖所示的實驗裝置來進行實驗和收集證據(jù)，并設(shè)計了 如下的實驗方案：按圖中裝置安裝器材，該裝置中平衡螺母的作用是調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡. 在沒有掛鉤碼時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，可將右端螺母向 (左/右)邊轉(zhuǎn)動，實驗時使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是 . (1)補全上述步驟中的空格，并在記錄數(shù)據(jù)的表格中，根據(jù)實驗裝置右邊的放大圖補充漏掉的兩空將鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為50g (1)補全上述步驟中的空格，并在記錄數(shù)據(jù)的表格中，根據(jù)實驗裝置右邊的放大圖補充漏掉的兩空實驗序號動力F,/N動力臂l,/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123D.改變懸掛的鉤碼個數(shù)，并移動其，懸掛的位置，使杠桿又在水平位置平衡. 并將每次實驗測得的數(shù)據(jù)都記錄在表格中，那么： (g=10N/kg).在實驗中，當杠桿處于水平位置平衡時，杠桿的重心在圖中的 點. 實驗中改變支點兩側(cè)的鉤碼位置和個數(shù)，用同樣的方法一般要做三次，得到三組數(shù)據(jù)并進行分析結(jié)論, 這樣做的目的是 . 綜上所述，由此可得出的結(jié)論是：F]?l]= (填寫字母).實驗序號動力耳/N動力臂l/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123答案為：水平；左；便于力臂的測量.(1)答案為： (2)答案為：O.(3)答案為：得到普遍性的規(guī)律.(4)答案為：F2?l2. 點評：此題是探究杠桿平衡條件的實驗，在此實驗中要知道使杠桿在水平位置平衡為了便于測量力臂.為 使實驗結(jié)論具有普遍性的規(guī)律，需要多測幾組數(shù)據(jù).并且考查了杠桿的平衡條件，F(xiàn)1-l1=F2-l2.對點練：1、在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，杠桿上每格等距：實驗前沒掛鉤碼時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端上翹，應(yīng)將左端平衡螺母向 旋一些(選填“左”或“右”),使杠桿在 位置平衡. 實驗中，用圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能平衡，但采用這種方式是不妥當?shù)?這主要是因為 一個人無法獨立操作需要使用太多的鉤碼力臂與杠桿不重合力和力臂數(shù)目過多 圖中，不改變支點0右側(cè)所掛的兩個鉤碼及其位置，保持左側(cè)第 格的鉤碼不動，將左側(cè)另外兩個鉤碼改掛到它的下方，杠桿仍可以平衡. 答案為：(1)左、水平；(2)D；(3)2.點評：本題考查調(diào)節(jié)平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據(jù)杠桿平衡條件計算.2、在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、刻度尺、細線、質(zhì)量相同的鉤碼若干. 將杠桿裝在支架上，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，如果將杠桿右側(cè)的平衡螺母向左調(diào)到頭了，杠桿右端仍下沉,此時應(yīng)將杠桿左側(cè)的平衡螺母向 調(diào)，直到杠桿在水平位置平衡為止. 某同學(xué)進行正確的實驗操作后，得到的數(shù)據(jù)為F=6N、L=20cm、F=4N和L=30cm.該同學(xué)根據(jù)這些 數(shù)據(jù)能否得出探究結(jié)論？ .理由是： . 使杠桿在傾斜一定角度的位置做實驗，也能得出杠桿平衡條件.這種實驗方案與杠桿在水平位置做實 驗的方案相比較，你認為前一種還是后一種實驗方案好并說明理由： .如圖所示，杠桿在水平位置平衡.如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，則杠桿右端將下沉.答案為：左； 不能得出探究結(jié)論；因為一次實驗獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律； 杠桿在水平位置的實驗方案好；理由：便于測量力臂；右. 點評：考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實驗到的注意事項很特殊，多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律； 對于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法.要點3：杠桿的平衡條件及其應(yīng)用關(guān)鍵題：1、如圖所示，桿秤秤砣的質(zhì)量為千克，桿秤的質(zhì)量忽略不計.若桿秤水平靜止時，被測物和秤砣到秤紐的距離分別為米、米，則被測物的質(zhì)量為 千克.若秤砣有缺損時，則桿秤所示的質(zhì)量值被測物的真實質(zhì)量值(選填“小于”、“等于”或“大于”).答案為：，大于.

點評：本題考查了學(xué)生對杠桿的平衡條件的掌握和運用，找出力臂大小是本題的關(guān)鍵.2、如圖所示的常用工具中，屬于費力杠桿的是（ ）A-羊角錘鐐子C開瓶起子A-羊角錘鐐子C開瓶起子選B.點評：本題的解題關(guān)鍵是通過觀察實物，體會支點的位置，從而進一步判斷出動力臂與阻力臂的長度關(guān)系.3、如圖所示的杠桿是平衡的.若如圖乙所示，在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體，杠桿（ ）A、仍能平衡B、不能平衡，A端上升C、不能平衡，B端上升D、無法判斷* L選B.點評：杠桿是否平衡，取決于力和力臂的乘積是否相等，不能只看力或力臂.對點練：1、兩個小孩坐在蹺蹺板上，當蹺蹺板處于平衡時（ ）A、兩個小孩的重力一定相等 B、兩個小孩到支點的距離一定相等C、輕的小孩離支點近一些 D、重的小孩離支點近一些選D.點評：這是一個聯(lián)系生活實際的例子，要使蹺蹺板平衡，必須滿足杠桿原理.2、如圖所示，繩子OCT懸吊著質(zhì)量忽略不計的桿，在桿的a點掛上重物G,在0右側(cè)某點b處掛上鉤碼.重物G的質(zhì)量及a到0的距離不變，要使桿保持水平，b點掛的鉤碼個數(shù)（各個鉤碼質(zhì)量相同）和b到。的距離的關(guān)系是圖中哪一幅（ ）SUHSUH選B.點評：本題屬于杠桿平衡條件的簡單應(yīng)用：動力與動力臂不變時，阻力與阻力臂成反比；阻力與阻力臂不變時，動力與動力臂成反比.處理此類題目時，要找出杠杠的五要素，并確定哪些要素不會發(fā)生變化.3、如圖所示，起瓶器開啟瓶蓋時，可看作是（ ）

A、以B為支點的費力杠桿 B、以B為支點的省力杠桿C、以A為支點的費力杠桿 D、以A為支點的省力杠桿選D.點評：本題的解題關(guān)鍵是通過觀察實物，體會支點的位置，從而進一步判斷出動力臂與阻力臂的長度關(guān)系.4、圖中所示的四種情景中，所使用的杠桿屬于費力杠桿的是（ ）加撬棒羊角錘加撬棒羊角錘選D. 點評：該題考查了學(xué)生對物理模型的抽象、分析能力.判斷杠桿的類型可結(jié)合生活經(jīng)驗和動力臂與阻力臂的大小關(guān)系來判斷. 杠桿上每格均勻等距，每個鉤碼都相同.下列四項操作中,5、如圖所示，杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)， 杠桿上每格均勻等距，每個鉤碼都相同.下列四項操作中, TOC\o"1-5"\h\z會使杠桿右端下傾的是（ ）②將杠桿兩側(cè)的鉤碼同時各向內(nèi)移動一小格；④在杠桿的兩側(cè)鉤碼下同時各加掛一個相同的鉤碼.②將杠桿兩側(cè)的鉤碼同時各向內(nèi)移動一小格；④在杠桿的兩側(cè)鉤碼下同時各加掛一個相同的鉤碼.③在杠桿的兩側(cè)同時各減掉一個鉤碼； * *S 呂r~nA、①③ B、②③ C、②④ D、①④選C.點評：要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（用力點、支點和阻力點）的大小跟它們的力臂成反比.動 力X動力臂=阻力X阻力臂，用代數(shù)式表示為「1比1=「2土2.式中，F(xiàn)］表示動力，L］表示動力臂，「2表示阻力,I?表示阻力臂.從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一.要點4：實驗探究：滑輪的特點關(guān)鍵題：（2009?防城港）如圖是小海同學(xué)“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗裝置.他按圖示提起鉤碼時注 意保持測力計勻速移動，分別測得一組數(shù)據(jù)如下表所示鉤碼重G0鉤碼升局咼度諏力計疋數(shù)h/N?.測力計移動距離s/m田0.98Q.20.980.20.980.21.020.2両0.980.20.550.4請你分析： （1） 比較測力計示數(shù)的大小，可知：使用動滑輪的好處是 ; （2） 比較測力計拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是 ；（3） 把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實驗測力計移動的距離，可知：使用動滑輪

（4） 在提升重物的過程中，如果要同時兼顧定滑輪和動滑輪的特點，則應(yīng)選擇 ； （5） 進一步分析實驗數(shù)據(jù)，你還發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？（說明分析或計算什么，得到什么結(jié)論.寫出一個結(jié)論即可） 答案為：能省力；可以改變用力的方向；費距離；滑輪組. 點評：本題考查了學(xué)生從表格中的數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，認識到使用定滑輪和動滑輪的特點，每種機械都有優(yōu)點和缺點，同時通過計算認識到使用機械不能省功的道理.對點練：1、使用定滑輪 省力，但是 改變力的力向（填“能”或“不能”）.定滑輪實質(zhì)上 是一個 杠桿，請在圖中標出支點、動力、動力臂、阻力和阻力臂. 解：使用定滑輪不能省力，但能改變力的方向；由于定滑輪的動力臂等于阻力臂，因此定滑輪屬于等臂杠桿；定滑輪的五要素如圖所示 點評（1）本題考查了力臂的基本畫法，力臂是支點到力作用線的距離，是一條垂線段； （2）考查了定滑輪的實質(zhì)：定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿，不能省力，但能改變力的方向. 2、小明同學(xué)按照下圖所示裝置對動滑輪特點進行了探究，記錄的數(shù)據(jù)如下表：—實驗義數(shù)物重彈簧測力計的示數(shù);?111.0' 0.7 'rL711.51-0 ；32.0L3□ 通過分析數(shù)據(jù).她覺得與“使用動滑輪能省一半的力”的結(jié)論偏差較大.你一定也做過這樣的實驗，回想你 的實驗經(jīng)歷，回答下列問題：該實驗中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是 和 .在該實 驗時還應(yīng)注意 . 答案為：動滑輪有自重；滑輪和繩子間有摩擦；豎直勻速向上提. 點評：有許多物理中的結(jié)論是建立在理想模型條件下得出的，在實際的應(yīng)用中會出現(xiàn)與結(jié)論不一致，是受到了客觀條件的影響，而不能說結(jié)論有錯誤.3、如圖，用動滑輪提起重物的示意圖，請在圖中作出反映動滑輪實質(zhì)的杠桿示意圖.::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 WordWord行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 解：如圖：點O是支點，OA是阻力臂，OB是動力臂，且OB=2OA.點評：本題考查了動滑輪的實質(zhì)：動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，故省解：如圖：點O是支點，OA是阻力臂，OB是動力臂，且OB=2OA.點評：本題考查了動滑輪的實質(zhì)：動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，故省4、如圖用定滑輪拉同一重物G,沿三個不同方向，用的拉力（ ）半力.A、與較大B、「2較大 C、F3較大D、耳、F2.F3一樣大選D.點評：本題主要考查學(xué)生對定滑輪工作特點的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題.5、在圖中利用了動滑輪的是（ ）選D.點評：動滑輪會隨物體一起運動，定滑輪不隨物體運動.6、在探究定滑輪和動滑輪的省力特點時，某同學(xué)做出如圖所示實驗.

（1） 在甲圖中,（2） 在乙圖中,該同學(xué)分別用力2、FrF3使物體勻速上升，則F］、Fr（1） 在甲圖中,（2） 在乙圖中, 該同學(xué)也分別用力FpF2>F3使物體勻速上升，則FpF2>F3的大小關(guān)系是. 答案為：（1）F1=F2=F3；（2）F1<F2<F3. 點評：本題考查了定滑輪和動滑輪的特點.由本題的第（2）小題知，在使用動滑輪時，只有當豎直向上拉 繩子時，拉力才是物重的一半.要點5：滑輪組的組裝和計算 關(guān)鍵題：1、圖中，站在地面上的小華借助滑輪組勻速提升重物，請畫出最省力的繞線方法. 點評：此題考查了滑輪組的組裝.滑輪組的組裝有兩種方法，從定滑輪繞起或從動滑輪繞起.從動滑輪開 始繞，承擔物重的繩子段數(shù)多. 對點練：1、站在地面上的人用如圖所示的滑輪組，把重物沿豎直方向勻速提高3m,所用的時間是6s，人拉繩的拉力F是300N.（滑輪重與摩擦不計） （1）請根據(jù)題意在圖中畫出最省力的繩的繞法；（2）所提物體有多重？（3）繩子末端要拉下幾米？

答：(1)如圖；(2)所提物體的重為600N；(3)繩子末端要拉力的距離為6m.點評：滑輪組繞繩時，不僅要考慮到省力，同時還要看對最終繩子末端的拉力方向是否有要求；對確滑輪組的省力與費距離是相對的，這一點非常重要.2、借助簡單機械將重物提升，若不計滑輪重量及摩擦，以下裝置最省力的是( )選D.點評：本題的關(guān)鍵有二：一是承擔物重的繩子股數(shù)的確定(直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù))，二是利用好不計滑輪重、繩重和摩擦時，拉力和物重的關(guān)系F=^G.n3、有一個人站在地面上用如圖所示的滑輪組提起重物，已知每一個滑輪重375N(不計繩重和一切摩擦).當重物為1500N，繩端拉力是多少？當重物在20s內(nèi)勻速上升2m時，繩自由端移動的速度是多少？答：(1)當重物為1500N，繩端拉力是625N.(2)當重物在20s內(nèi)勻速上升2m時，繩自由端移動的速度是0.3m/s.點評：能否用分割法準確判斷承擔物重的繩子股數(shù)n是本題的解題關(guān)鍵所在.

課后作業(yè) 1、 關(guān)于杠桿，下列說法正確的是（ ） A、只有直的硬棒才是杠桿 B、使用杠桿一定省力 C、力臂就是支點到力的作用點的連線D、既省力又省距離的杠桿是不存在的選D.點評：熟知并正確理解杠桿的定義和五個要素，是我們學(xué)習杠桿最基本的要求. 2、 杠桿處于平衡狀態(tài)時，下列說法中正確的是（ ）A、動力和阻力的大小一定相同 B、動力臂一定等于阻力臂 C、若動力為阻力的1/2,則動力臂為阻力臂的2倍D、支點一定在動力作用點和阻力作用點之間選C.點評：理解杠桿平衡條件，知道杠桿是否平衡取決于動力和動力臂的乘積與阻力和阻力臂乘積是否相等.3、如圖所示的剪刀中，要剪開較硬的物體，使用哪種最合適？（ ） 點評：剪刀是生活中一種特殊杠桿，要根據(jù)需要選擇最合適的.手柄長的剪刀省力，刀口長的剪刀省距離. 4、如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時相當于一個 杠桿（選填“省力”或“費力”），若箱的重 量為100N，動力臂是阻力臂的4倍，要使該杠桿平衡，則豎直向上的拉力F為 N. 答案為：省力， 答案為：省力，25. 點評：由杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2可知，，即力和力臂成反比.七11 5、今天，小明是學(xué)校的升旗手，他將一面國旗在國歌聲中勻速升到旗桿頂端.請問： （1） 旗桿頂端裝有定滑輪，利用它來升國旗，目的是改變 ； （2） 小明用25N的力把國旗沿豎直方向勻速拉動上升8m,不計摩擦國旗的重力