2023年上海市中考物理一輪復(fù)習(xí)-第4章 機(jī)械和功 第1節(jié) 簡(jiǎn)單機(jī)械

第一節(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械考綱解讀考綱解讀【知識(shí)點(diǎn)1】杠桿【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明杠桿B知道杠桿【解讀】1.理解杠桿；2.知道杠桿的支點(diǎn)，理解力臂的概念，在實(shí)際問題中的示意圖，學(xué)會(huì)畫力臂?！局R(shí)點(diǎn)2】杠桿的平衡條件【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明杠桿的平衡條件B理解杠桿的平衡條件【解讀】理解杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，能根據(jù)杠桿的平衡條件完成有關(guān)的計(jì)算?！局R(shí)點(diǎn)3】杠桿的應(yīng)用【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明杠桿的應(yīng)用B知道杠桿在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【解讀】1.知道杠桿在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；2.知道生活中杠桿的分類，知道什么是省力杠桿，什么是費(fèi)力杠桿，什么是等臂杠桿。【知識(shí)點(diǎn)4】探究杠桿的平衡條件【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件B學(xué)會(huì)探究杠桿的平衡條件【解讀】1.學(xué)會(huì)探究杠桿的平衡條件；2.先猜想杠桿要處于平衡狀態(tài)需要具備什么條件，然后利用鉤碼或彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿在兩個(gè)力的作用下處于水平位置平衡，并多次改變作用力的大小和方向，學(xué)會(huì)記錄數(shù)據(jù)，能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，最后歸納得出結(jié)論；3.說明：（1）畫力臂只限于硬直杠桿；（2）“杠桿問題不要求與“同一直線上力的平衡”綜合?！局R(shí)點(diǎn)5】滑輪【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明滑輪B知道滑輪；理解定滑輪；理解動(dòng)滑輪【解讀】1.理解滑輪；2.理解定滑輪不能省力，但可以改變用力方向；3.理解動(dòng)滑輪不能改變用力方向；4.知道動(dòng)滑輪省力的原知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、杠桿（一）完整的杠桿結(jié)構(gòu)硬棒，支點(diǎn)，動(dòng)力，阻力，動(dòng)力臂，阻力臂。作用在杠桿在使它轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，力臂必須垂直于力，即L⊥F。（二）杠桿平衡狀態(tài)：杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)即為平衡狀態(tài)。注意：不一定是要在水平位置靜止才是平衡狀態(tài)，在任意位置靜止都算是杠桿平衡，但是在做驗(yàn)證杠桿平衡的條件的實(shí)驗(yàn)前，需要通過調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平位置平衡。（三）杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即。（四）杠桿的種類關(guān)于杠桿的分類，應(yīng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，將杠桿平衡條件表示為乘積形式：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即，變換比例形式。杠桿平衡時(shí)：當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，省力杠桿，如羊角錘，老虎鉗，動(dòng)滑輪等；當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，費(fèi)力杠桿，如理發(fā)剪刀，鑷子，釣魚竿等；當(dāng)動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)，等臂杠桿，如托盤天平，定滑輪等。二、探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)（一）主要器材：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、線（或彈簧夾）等。（二）注意事項(xiàng)：1.實(shí)驗(yàn)前，把杠桿的中點(diǎn)支在鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置保持平衡。在研究過程中必須在杠桿處于水平位置平衡后，才能記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，它對(duì)杠桿施加力的方向必須豎直向上。3.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先確定杠桿所受的作用力中哪個(gè)是動(dòng)力，哪個(gè)是阻力。4.為得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，需要多次改變杠桿所受作用力的大小、方向和作用點(diǎn)，使杠桿在水平位置上仍保持平衡，測(cè)出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。5.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不能隨意修改。三、滑輪：杠桿的一種變形（一）定滑輪是一個(gè)等臂杠桿，只能改變力的方向（各個(gè)方向），但不改變力的大小。（二）動(dòng)滑輪是一個(gè)省力杠桿，能省一半力，但要費(fèi)一倍距離，但不能改變力的方向。思考：一般討論的問題是輕滑輪，即滑輪質(zhì)量（重力）不計(jì)，如果要考慮滑輪的質(zhì)量呢？定滑輪（輕）模型 動(dòng)滑輪（輕）模型四、常見題型經(jīng)典例題經(jīng)典例題題型一：杠桿的計(jì)例例1.（★）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA＝0.3米，OB＝0.2米。A點(diǎn)處掛一個(gè)質(zhì)量為2千克的物體G，B點(diǎn)處加一個(gè)豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則物體G的重力大小為________牛，力F大小為________牛。【考點(diǎn)】杠桿的計(jì)算【解析】本題中支點(diǎn)是O，因此動(dòng)力臂OB＝0.2米，阻力臂OA＝0.3米，阻力：，再代入杠桿平衡條件解得：?！敬鸢浮?9.6；29.4【教學(xué)建議】利用杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算，關(guān)鍵是要認(rèn)準(zhǔn)支點(diǎn)位置，判斷力臂的大小。此題在計(jì)算時(shí)容易將力臂OA錯(cuò)看成AB。題型二：杠桿的分類判斷例2.例2.（★）在圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．翹棒 B．鑷子 C．鍘刀 D．開瓶器【考點(diǎn)】杠桿的分類判斷【解析】略【答案】B【教學(xué)建議】記住杠桿平衡的條件，以及常見的分類。題型三：杠桿的作圖例3.（★）例3.（★）如圖所示，杠桿在力F1、F2作用下處于平衡狀態(tài)，L1為F1的力臂，在圖中作出F2的力臂L2及力F1?！窘馕觥柯浴敬鸢浮柯浴窘虒W(xué)建議】注意畫力臂的要求，力F1的作用點(diǎn)和方向不要找錯(cuò)。題型四：探究杠桿平衡的條件例例4.（★★★）某小組同學(xué)研究有關(guān)杠桿平衡的問題，他們?cè)谝颜{(diào)節(jié)水平平衡的杠桿上，用彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究過程如圖所示(彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的力為動(dòng)力、鉤碼對(duì)杠桿的力為阻力，鉤碼均相同且位置保持不變)，請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況和測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析和歸納。(a)(b)(c)(d)(1)由(a)、(b)兩圖中動(dòng)力與動(dòng)力臂大小間的關(guān)系可知：在杠桿平衡時(shí)，當(dāng)阻力與阻力臂不變，__________________________________________________________。(2)根據(jù)四個(gè)圖中杠桿的平衡與動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果的關(guān)系可知：______________________________________________________。【考點(diǎn)】探究杠桿平衡條件的情景題【解析】根據(jù)題目一步步確定研究方向，(1)中通過(a)、(b)圖很容易找到杠桿平衡時(shí)動(dòng)力和動(dòng)力臂大小的關(guān)系，但容易弄錯(cuò)力和力臂的因果關(guān)系，應(yīng)該是動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小，不能錯(cuò)寫成動(dòng)力越小，動(dòng)力臂越長(zhǎng)；(2)中要找到杠桿平衡時(shí)動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果的關(guān)系，即當(dāng)動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果相反時(shí)杠桿才可能平衡，當(dāng)動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果相同時(shí)杠桿一定不能平衡?！敬鸢浮?1)動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小(2)當(dāng)動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果相反時(shí)杠桿可能平衡，當(dāng)動(dòng)力、阻力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)效果相同時(shí)杠桿不能平衡【教學(xué)建議】做這類情景歸納題時(shí)，不能盲目記答案，要認(rèn)真審題，理解題目考查杠桿平衡的哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如果考查杠桿平衡時(shí)動(dòng)力和阻力的方向，則要分兩種情況討論：當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)同側(cè)時(shí)，動(dòng)力和阻力的方向相反，此時(shí)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相反；當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的異側(cè)時(shí)，動(dòng)力和阻力的方向相同，此時(shí)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相反。題型五：動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)例5例5.（★）勻速提起圖中重為20牛的物體，拉力F＝________牛?！窘馕觥縁=G/2=20牛/2=10牛。【答案】10【教學(xué)建議】熟記動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)。題型六：滑輪情景題例6.例6.（★★★）小亮同學(xué)研究定滑輪的使用特點(diǎn)，他每次都勻速提起相同的鉤碼，研究過程如圖所示，請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的操作和測(cè)量結(jié)果，根據(jù)要求填寫相關(guān)內(nèi)容。①由圖的研究過程可知：小亮正在研究使用定滑輪時(shí)，_____與______的關(guān)系。②由圖的研究過程可歸納得出的初步結(jié)論：_________?！究键c(diǎn)】滑輪情景題【解答】通過圖可以看出，拉