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1、課時1 簡單機械及其特點
中考考點清單
杠桿五要素和平衡條件
1.杠桿的五要素和平衡條件
定義
一根在力的作用下繞著________轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿
五要素
支點
如圖所示,杠桿繞著________,用字母____表示
動力
如圖所示,使杠桿________的力,用字母____來表示
阻力
如圖所示,________杠桿轉(zhuǎn)動的力,用字母____來表示
動力臂
如圖所示,從支點到______的______,用字母l1表示
阻力臂
如圖所示,從支點到______的______,用字母l2表示
探究杠桿平衡條件
探究
過程
實驗前調(diào)節(jié)杠
2、桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,目的是消除杠桿自身重力對實驗的影響,實驗中使杠桿在水平位置平衡,目的是方便從杠桿上直接讀出力臂
結(jié)論
動力×動力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
說明
為了消除實驗中錯誤的結(jié)論:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離,可用彈簧測力計代替一側(cè)鉤碼斜拉杠桿
【提示】畫力臂:(1)先在杠桿示意圖上確定出支點;(2)畫出動力作用線和阻力作用線;(3)最后從支點向力的作用線引垂線。
2.杠桿的分類
力臂關(guān)系
力的關(guān)系
距離關(guān)系
實例
省力
杠桿
l1__l2
F1__F2
省力,
距
3、離
羊角錘、起子、撬棒等
費力
杠桿
l1__l2
F1__F2
____,
省距離
釣魚竿、起重機的吊臂、鑷子等
等臂
杠桿
l1__l2
F1__F2
不省力,
不費力
天平、定滑輪等
【提示】省力杠桿必然費距離,省距離杠桿必費力,既省力又省距離的杠桿是不存在的。
滑輪
比較
分類
定滑輪
動滑輪
滑輪組
示意圖
定義
中間的軸________的滑輪
和重物一起______的滑輪
定滑輪、動滑輪組合成滑輪組
實質(zhì)
________杠桿
動力臂為阻力臂____倍的______杠桿
特點
不能____
4、但是能改變____________
能省____的力,但不能改變____________
在不考慮繩子重及滑輪重和摩擦力的情況下,F(xiàn)=________
距離的
關(guān)系
________
________
________
【提示】判斷滑輪組繩子段數(shù)n的方法:可以在定滑輪與動滑輪之間畫一條虛線,數(shù)一下與動滑輪相連的繩子的段數(shù)是幾段,則n就是幾。如圖甲、乙所示。
斜面與輪軸
斜面
輪軸
示意圖
定義
一個與水平面成一定夾角的傾斜平面
由____和____組成,能繞共同軸線轉(zhuǎn)動的________叫做輪軸;半徑較大的是輪,半徑較小的是軸
特點
5、
省力機械
能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的______,支點就在____,輪軸在轉(zhuǎn)動時輪與軸有相同的______
應(yīng)用
螺旋、樓梯、盤山公路等
方向盤、水龍頭、扳手
【提示】輪軸不一定是省力機械,主要取決于動力作用在輪還是軸。
中考重難點突破
杠桿
【例1】(2020河北20題)如圖所示的工具中屬于費力杠桿的是( )
,①核桃夾) ,②船槳)
,③手推車) ,④碗夾)
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【方法技巧】聯(lián)系生活經(jīng)驗,要判斷杠桿的類型,可依據(jù)杠桿的動力臂和阻力臂大小關(guān)系:若動力臂大于阻力臂,則是省力杠桿,如剎車、撬棒、鍘刀等;若動力
6、臂小于阻力臂,則是費力杠桿,如鑷子、起重機的起重臂等;若動力臂等于阻力臂,則為等臂杠桿,如天平和定滑輪等。
【針對性訓練】
1.(2020河北37題)如圖所示,將邊長為10cm的正方體合金塊,用細繩掛在輕質(zhì)杠桿的A點處,在B點施加力F1=30N時,杠桿在水平位置平衡,合金塊對水平地面的壓強恰好為0。撤去F1,在B點施加力F2時,合金塊對地面的壓強為1.2×103Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)
(1)畫出F2的力臂;
(2)求合金塊的質(zhì)量;
(3)求F2的大小。
滑輪
【例2】(2020保定模擬)如圖所示,用下列裝置提升同一重物,若不計滑
7、輪自重及摩擦,則最省力的是( )
,A ) , B) , C) ,D )
【方法技巧】豎直方向的滑輪組,理想狀態(tài)時,若有n段繩子和動滑輪直接接觸,即F=,s=nh,v繩=nv物;若是實際狀態(tài),只考慮動滑輪的重,F(xiàn)=,若同時考慮繩子的重和摩擦,則F>,但不影響距離和速度的關(guān)系。
【針對性訓練】
2.(2020唐山二模)如圖所示,分別用甲乙兩滑輪組提升重物。已知重物G1∶G2=1∶2,滑輪重與物重之比G3∶G1=1∶3,G4∶G2=1∶4,若要在相同時間,將重物提升相同的高度,不計繩重與摩擦。則繩子自由端的速度v甲∶v乙=________,拉力F1∶F2=________。
8、
中考實驗突破
探究杠桿平衡的條件
【例】在探究“杠桿平衡條件”的實驗中,采用了如圖所示的實驗裝置。
(1)調(diào)節(jié)杠桿平衡時,都應(yīng)該使它在________位置平衡。根據(jù)圖示杠桿所處的位置,應(yīng)將平衡螺母向________(選填“右”或“左”)調(diào)整。
(2)掛上鉤碼,正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡。此時掛在杠桿上的鉤碼施加的動力、阻力方向恰好與杠桿________,掛鉤碼位置所對應(yīng)的刻度值就等于________。
(3)某小組同學在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,同時調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡,你認為他們的做法是_____
9、___。
(4)實驗的結(jié)果如下表所示:
動力
(F1/N)
動力臂
(L1/cm)
阻力
(F2/N)
阻力臂
(L2cm)
3
6
6
3
2
5
5
2
4
2
2
4
3
6
9
2
3
4
2
6
4
4
2
8
甲同學分析實驗數(shù)據(jù)后認為杠桿的平衡條件是:動力+動力臂=阻力+阻力臂。
乙同學分析實驗數(shù)據(jù)后認為杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂。
兩個同學都認為自己是對的,對方是錯誤的,那么你認為他們中正確的應(yīng)該是________同學,原因是________同學的結(jié)論僅從部分實驗數(shù)據(jù)分析得到,不是所有實
10、驗數(shù)據(jù)都滿足他總結(jié)的結(jié)論。
(5)下列正在使用中的杠桿:用鑷子取砝碼、用扳手擰螺母、用釘錘拔釘子,屬于費力杠桿的是________。
【實驗拓展】
(1)讓支點在杠桿的中央是為了________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
實驗時應(yīng)多次測量是為了________________________________________________
11、________________________
________________________________________________________________________;
(2)實驗時加減砝碼應(yīng)使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是:便于在杠桿上直接測量________;
(3)如圖所示,實驗時若用彈簧測力計在C處豎直向上拉,當彈簧測力計逐漸向右傾斜時,使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù)將______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【方法技巧】本題考查了杠桿平衡的調(diào)節(jié),杠桿平衡條件的應(yīng)用等問題,是實驗的??紗栴},一定要掌握。探究杠桿平衡條件時,要使力臂在杠桿上,有兩個條件:杠桿在水平位置平衡;力豎直作用在杠桿上。