安徽省2020年中考物理總復(fù)習(xí) 模塊四 力學(xué) 專題五 簡(jiǎn)單機(jī)械

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1、 專題五　簡(jiǎn)單機(jī)械 中考真題再現(xiàn)( ?學(xué)用見P64 )探究規(guī)律　對(duì)接中考 命題點(diǎn)1利用杠桿的平衡條件計(jì)算( ?？? ) 1.( 2019·安徽第4題 )如圖所示,一輕桿AB懸于O點(diǎn),其左端掛一重物,右端施加一個(gè)與水平方向成30°的力F,此時(shí)輕桿水平平衡。若重物質(zhì)量m=3 kg,BO=3AO,則力F的大小為　20　N。? 【解析】先找到動(dòng)力的力臂l,如圖所示。由杠桿的平衡條件可得F×l=G×AO,且BO=3AO,所以F×BO×sin 30°=G×AO,可得F×3AO×12=mg×AO,所以F=23×3 kg×10 N/kg=20 N。 2.(

2、2018·安徽第21題 )圖a所示為前臂平伸用手掌托住鉛球時(shí)的情形。我們可將圖a簡(jiǎn)化成如圖b所示的杠桿,不計(jì)自重。若鉛球質(zhì)量m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此時(shí)肱二頭肌對(duì)前臂產(chǎn)生的拉力F1大小。 解:根據(jù)杠桿平衡條件有F1l1=F2l2 將F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0.30 m代入,可得F1=300 N 3.( 2017·安徽第8題 )如圖所示,將一把薄木尺的13長(zhǎng)度用多層報(bào)紙緊密地覆蓋在水平桌面上。已知報(bào)紙的上表面積為0.25 m2,則大氣對(duì)報(bào)紙上表面的壓力為　2.5×104　N;在木尺右端快速施加豎直向下的力F,要將

3、報(bào)紙掀開,則力F至少為　1.25×104　N( 假設(shè)報(bào)紙對(duì)木尺的壓力全部作用在木尺的最左端,大氣壓取1.0×105 Pa,報(bào)紙和薄木尺的重力忽略不計(jì) )。? 【解析】由壓強(qiáng)p=FS可得,大氣對(duì)報(bào)紙上表面的壓力F0=p0S=1.0×105 Pa×0.25 m2=2.5×104 N;設(shè)木尺的長(zhǎng)度為L(zhǎng),根據(jù)杠桿的平衡條件可得,F0×13L=F×23L,解得F=1.25×104 N。 4.( 2015·安徽第6題 )如圖,AB為能繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿,中點(diǎn)C處用細(xì)線懸掛一重物,在A端施加一個(gè)豎直向上大小為10 N的拉力F,使杠桿在水平位置保持平衡,則物重G=　20　N,若保持拉力方向不

4、變,將A端緩慢向上提升一小段距離,在提升的過(guò)程中,拉力F將　不變　( 選填“增大”“不變”或“減小” )。? 命題點(diǎn)2杠桿作圖( 不常考 ) 5.( 2016·安徽第7題 )拉桿式旅行箱可看成杠桿,如圖所示。已知OA=1.0 m,OB=0.2 m,箱重G=120 N。請(qǐng)畫出使箱子在圖示位置靜止時(shí),施加在端點(diǎn)A的最小作用力F的示意圖,且F=　24　N。? 【答案】如圖所示 名師考點(diǎn)精講( ?學(xué)用見P65~67 )學(xué)思結(jié)合　高效突破 考點(diǎn)一杠桿 定義 在力的作用下能繞著　固定點(diǎn)　轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿? 圖示 杠桿的 五要素 支點(diǎn)

5、 杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),一般用字母O表示 動(dòng)力 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,常用字母F1表示 阻力 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,常用字母F2表示 動(dòng)力臂 從支點(diǎn)到　動(dòng)力作用線　的距離,一般用字母l1表示? 阻力臂 從支點(diǎn)到　阻力作用線　的距離,一般用字母l2表示? 典例1　( 2019·廣東 )如圖所示,拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上,請(qǐng)畫出行李箱受到的重力G的示意圖,以及拉力F對(duì)O點(diǎn)的力臂l。 【解析】先找到行李箱的重心,把它作為重力的作用點(diǎn),從作用點(diǎn)起,豎直向下畫出重力的示意圖;沿著F的方向向下畫出力的作用線,然后從支點(diǎn)向該力的作用線作垂線,支點(diǎn)到垂足之間的距離就是拉力F

6、對(duì)O點(diǎn)的力臂l。 【答案】如圖所示 【技巧點(diǎn)撥】　杠桿力臂作圖步驟 典例2　下列關(guān)于杠桿的說(shuō)法中正確的是( 　　 ) A.杠桿必須是一根直棒 B.杠桿一定要有支點(diǎn) C.力臂必須在杠桿上 D.力臂就是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離 【解析】杠桿可以是直的,也可以是彎曲的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;杠桿的五要素之一就是支點(diǎn),B項(xiàng)正確;力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離;力臂不一定是杠桿的長(zhǎng)度,也不一定在杠桿上,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 B 針對(duì)訓(xùn)練 1.如圖用螺絲刀撬圖釘,請(qǐng)畫出在A點(diǎn)處所用最小力F1的示意圖,并畫出阻力F2的力臂。 　　　　　　　　　【答案】如圖所示 考點(diǎn)二杠桿

7、平衡條件與杠桿分類 1.杠桿平衡:杠桿平衡是指杠桿處于　靜止　或　勻速轉(zhuǎn)動(dòng)　狀態(tài)。? 2.杠桿平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,即　F1l1=F2l2　。? 3.杠桿分類 名稱 力臂關(guān)系 力關(guān)系 特點(diǎn) 應(yīng)用 省力杠桿 動(dòng)力臂　>　阻力臂 動(dòng)力<阻力 省力但　費(fèi)距離 鍘刀、啤酒撬 費(fèi)力杠桿 動(dòng)力臂　<　阻力臂 動(dòng)力>阻力 省距離但　費(fèi)力 鑷子、釣魚竿 等臂杠桿 動(dòng)力臂　=　阻力臂 動(dòng)力=阻力 不省力也不費(fèi)力 天平、定滑輪 典例3　( 2019·山東泰安 )一位泰山挑山工用一根長(zhǎng)1.8 m的扁擔(dān)挑起貨物,如圖為扁擔(dān)示意圖,若在扁擔(dān)的A端掛

8、200 N的物體,B端掛300 N的物體,挑起重物時(shí)使扁擔(dān)水平平衡,則挑山工肩膀需頂在距A端　　　　m遠(yuǎn)的位置( 不計(jì)扁擔(dān)的重力 )。? 【解析】設(shè)支點(diǎn)為O,由題圖可知,肩膀到扁擔(dān)左端的距離為OA,則肩膀到右端的距離為OB=1.8m-OA,扁擔(dān)平衡,由杠桿的平衡條件可得,G1×OA=G2×OB,代入數(shù)據(jù)得,200N×OA=300N×( 1.8m-OA ),解得OA=1.08m。 【答案】 1.08 【類型突破】　應(yīng)用杠桿平衡條件解決問(wèn)題的一般步驟 1.將實(shí)物抽象為杠桿模型; 2.確定支點(diǎn); 3.明確動(dòng)力、阻力的大小和方向,畫出力的示意圖; 4.畫出動(dòng)力臂和阻力臂;

9、5.利用杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算或判斷。 針對(duì)訓(xùn)練 2.如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖。若旅行箱內(nèi)裝滿物體且質(zhì)量分布均勻,其總重為210 N,輕質(zhì)拉桿拉出的長(zhǎng)度是箱體長(zhǎng)度的12,要使旅行箱和拉桿構(gòu)成的杠桿水平平衡,則豎直向上的拉力F為　70　N。? 【解析】旅行箱和拉桿構(gòu)成的杠桿水平平衡時(shí),杠桿的五個(gè)要素如圖所示。l1=3l2,由杠桿平衡條件可知,Fl1=Gl2,所以豎直向上的拉力F=Gl2l1=13G=13×210 N=70 N。 3.指甲刀是生活中常用的小工具,如圖所示,它包含三個(gè)杠桿,關(guān)于這三個(gè)杠桿的說(shuō)法正確的是( A ) A.一個(gè)省力杠桿,兩個(gè)費(fèi)力杠桿 B.一個(gè)費(fèi)

10、力杠桿,兩個(gè)省力杠桿 C.三個(gè)都是省力杠桿 D.三個(gè)都是費(fèi)力杠桿 考點(diǎn)三滑輪和滑輪組 1.定滑輪 ( 1 )定義:軸固定不動(dòng)的滑輪。 ( 2 )實(shí)質(zhì):　等臂　杠桿。? ( 3 )施力特點(diǎn):使用定滑輪　不省　力,但可以改變力的方向。? ①F　=　G( 不計(jì)摩擦、繩重、勻速拉動(dòng) )。? ②物體上升高度和繩自由端移動(dòng)的距離相等,即s=h。 2.動(dòng)滑輪 ( 1 )定義:軸可以隨物體一起移動(dòng)的滑輪。 ( 2 )實(shí)質(zhì):動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。 ( 3 )施力特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪可以　省　力,但不改變力的方向,而且費(fèi)距離。設(shè)動(dòng)力為F,物體上升高度為

11、h,繩自由端移動(dòng)的距離為s。? ①F=12　( G物+G動(dòng) )　( 不計(jì)摩擦、繩重、勻速豎直拉動(dòng) )。? ②F=12　G物　( 不計(jì)摩擦、繩重、動(dòng)滑輪重、勻速豎直拉動(dòng) )。? ③s=　2h　。? 3.滑輪組 ( 1 )定義:定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起。 ( 2 )施力特點(diǎn):既　省　力、又能改變動(dòng)力的方向,但費(fèi)距離;設(shè)繩子股數(shù)為n,所提重物重為G物,動(dòng)滑輪自重為G動(dòng),物體上升高度為h,繩自由端移動(dòng)的距離為s。? ①F=1n　( G物+G動(dòng) )　( 不計(jì)摩擦、繩重勻速拉動(dòng) )。? ②F=1n　G物　( 不計(jì)摩擦、繩重、動(dòng)滑輪重、勻速拉動(dòng) )。?

12、 ③s=　nh　。? 典例4　小柯用圖中裝置提升重為400 N的物體,不計(jì)摩擦和滑輪自重,下列說(shuō)法正確的是( 　　 ) A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪 B.人將繩子拉過(guò)1 m,物體也上升1 m C.物體勻速上升時(shí),人對(duì)繩子的拉力為200 N D.使用該裝置不能省力,但能改變力的方向 【解析】由題圖可知,該裝置下面的滑輪能隨物體一起上升,是動(dòng)滑輪,上面的滑輪是定滑輪,A項(xiàng)錯(cuò)誤;題圖中繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升高度的2倍,所以人將繩子拉過(guò)1m,物體只能上升0.5m,B項(xiàng)錯(cuò)誤;不計(jì)摩擦和滑輪自重,使用動(dòng)滑輪能省一半的力,物體的重力為400N,則拉力為200N,C項(xiàng)正確;該裝

13、置使用動(dòng)滑輪能省力、使用定滑輪能改變力的方向,所以使用該裝置既能省力,又能改變力的方向,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 C 針對(duì)訓(xùn)練 4.如圖所示,滑輪重及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦均不計(jì)。向上拉繩的速度是1.2 m/s,拉繩的力F是9 N,由此可知( C ) A.物重是27 N,物體的速度是0.4 m/s B.物重是18 N,物體的速度是0.6 m/s C.物體受到的摩擦力是27 N,物體的速度是0.4 m/s D.物體受到的摩擦力是18 N,物體的速度是0.6 m/s 　　　　　　　　　　　　　　　　　　( ?學(xué)用見P67 ) 實(shí)驗(yàn):探究杠桿的平衡條件 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究杠桿平衡

14、時(shí)力和力臂的關(guān)系。 2.實(shí)驗(yàn)器材:杠桿、鉤碼若干、鐵架臺(tái)、細(xì)線等。 3.實(shí)驗(yàn)操作 ( 1 )將杠桿懸掛在鐵架臺(tái)上,調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母,使杠桿處于水平位置平衡。 ( 2 )在杠桿兩端懸掛適當(dāng)?shù)你^碼,并調(diào)整鉤碼的位置,使杠桿在水平位置平衡,記下動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。 ( 3 )改變鉤碼數(shù)量和它們離開支點(diǎn)的距離,使杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)。將得到的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。 4.實(shí)驗(yàn)討論 ( 1 )實(shí)驗(yàn)前若杠桿左高右低,應(yīng)將平衡螺母向　左　調(diào)。? ( 2 )實(shí)驗(yàn)前將杠桿調(diào)到水平位置平衡的目的是　排除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,便于測(cè)量力臂　。? ( 3 )實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)杠

15、桿未平衡,　不能　通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母來(lái)獲得杠桿的平衡。? 針對(duì)訓(xùn)練 ( 2019·山東威海 )小明利用杠桿做了以下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相等,杠桿上相鄰刻線間的距離相等,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: ( 1 )如圖甲所示,將杠桿中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿的左端下沉,若想使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向　右　調(diào)節(jié)。杠桿在水平位置平衡后,在A點(diǎn)懸掛2個(gè)鉤碼,要使杠桿在水平位置再次平衡,需在B點(diǎn)懸掛　4　個(gè)鉤碼;之后在A、B兩點(diǎn)再各增加1個(gè)鉤碼,杠桿將　逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)　( 選填“不動(dòng)”“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)”或“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)” )。? ( 2 )如圖乙所示,小明在A、C兩點(diǎn)分別懸掛等重的載物盤,制作了一個(gè)天平,左盤盛放物體,右盤加減砝碼,此天平是利用了哪一類杠桿制作而成的?　等臂杠桿　。? ( 3 )小明正確使用自制天平稱量物體質(zhì)量時(shí): ①假如支點(diǎn)O因某種原因向右偏移,則測(cè)量值　大于　( 選填“大于”“等于”或“小于” )真實(shí)值;? ②假如砝碼因生銹等原因質(zhì)量增大,則測(cè)量值　小于　( 選填“大于”“等于”或“小于” )真實(shí)值。? 11