總復習：簡單機械(提高)知識講解最新修正版最新修正版

1、最新修正版總復習：簡單機械(提高)責編：雒文麗【考綱要求】1、 知道杠桿定義及杠桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂；2、 會畫力臂理解杠桿平衡條件，并能區(qū)別實際生活中的省力、費力及等臂杠桿;3、 理解定滑輪、【知識網(wǎng)絡】杠桿的概念杠桿的平衡條件【考點梳理】考點一、杠桿1 1杠桿的概念：一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒就是杠桿。杠桿的五要素是：支點、 動力、阻力、動力臂和阻力臂，杠桿可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是彎的，如羊角錘。杠桿的五要素支點(動力( 阻力( 動力臂 阻力臂 杠桿的平衡條件：(1)杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉動，杠桿就處于平衡狀態(tài)。(2)杠桿的平衡條件是

2、動力X動力臂=阻力X阻力臂，用公式表示為FiLi= F2L2要點詮釋：杠桿的平衡不是單獨由力或力臂決定的，而是由它們的乘積來決定的。4 4、杠桿分類：(1)省力杠桿：LiL2,FiF20這類杠桿的特點是動力臂Li大于阻力臂L2,平衡時動力Fi小于阻力F2，即用較小的動力就可以克 服較大的阻力。但是實際工作是動力移動的距離卻比阻力移動的距離大，即要費距離。如撬起重物的撬 棒，開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等，都屬于這一類杠桿。(2)費力杠桿：LiF20這類杠桿的特點是動力臂Li小于阻力臂L2，平衡時動力Fi大于阻力F2，即要用較大的動力才能克 服阻力完成工作，但它的優(yōu)點是杠桿工作時，動力移動較小的

3、距離就能使阻力移動較大的距離。使工作 方便，也就是省了距離。如縫紉機踏板、挖土的鐵锨、大掃帚、夾煤塊的火鉗，這些杠桿都是費力杠桿。(3)等臂杠桿：Li=L2,Fi=F2o這類杠桿的動力臂Li等于阻力臂L2,平衡時動力Fi等于阻力F2,工作時既不省力也不費力，如天 平、定滑輪就是等臂杠桿?？键c二、滑輪(高清課堂力學4:杠桿和滑輪滑輪)動滑輪實質，理解滑輪組。簡單機械滑輪三種杠桿定滑絶動滑輪滑輪組省力杠桿費力杠桿等臂杠桿2 2、(1)(2)(3)(4)(5)3 3、O):杠桿繞著轉動的點。Fi)：使杠桿轉動的力，一定是其他物體施給杠桿的力。F2)：阻礙杠桿轉動的力。一定是其他物體施給杠桿的力。(L

4、i)：從支點到動力作用線的距離。(L2)：從支點到阻力作用線的距離。最新修正版1 1定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪最新修正版【思路點撥】（1）實驗前杠桿右側高左側低，原因是右側的力和力臂乘積小于左側的力和力臂乘積，根 據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側的平衡螺母向右調節(jié)，減小左側的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置 平衡；（2）當把支點到作用點的連線作為動力臂（施力方向與連線垂直）時，動力臂最長、最省力（彈簧測 力計示數(shù)最小）；（3）知道阻力、阻力臂和動力臂，利用杠桿的平衡條件求動力?！敬鸢浮坑?；豎直（或豎直向下）；2【解析】杠桿在調節(jié)過程中右側高，左

5、側低，可將左側的平衡螺母向右調；在阻力和阻力臂及動力作用質是等臂杠桿。定滑輪的特點是它的轉軸（支點）不隨貨物上下移動。2 2、動滑輪：如下圖乙所示，特點是它的轉動軸會隨物體上下移動，它 的省力杠桿，它的轉動軸是阻力作用點。實質是動力臂為阻力臂2倍FlF,F,甲3 3、 定滑輪和動滑輪的作用使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。 使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。4 4、 滑輪組：由定滑輪和動滑輪組裝起來的，既可省力又可以改變用力方向，但費距離。所用力F與物重關系為F = （G物+G動）（n為承擔吊著物體的繩子段數(shù)），物體升高h時，繩子自由端移n則s=nh。繩子自由端移動

6、的速度距離為V,貝y V自=nV物。我們可以在知道或算出滑動的距離為S,輪組承擔重物的繩子段數(shù)的情況下組裝滑輪組，可以根據(jù)“奇動偶定”的原則先確定繩子的一端是 掛在動滑輪或定滑輪的鉤上，再由里向外順次繞線?！镜湫屠}】類型一、杠桿W W1 1、在探究杠桿平衡條件的實驗中，如果杠桿右側高左側低，則可將左側的平衡螺母向_調節(jié)，使其在水平位置平衡。如圖所示，在支點左側20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測力計示數(shù)最小，彈簧測力計的拉力應沿_方向，此時讀數(shù)為_N。302010最新修正版點一定的條件下，力的作用方向與杠桿垂直時，力臂

7、最大，所用力最小，根據(jù)杠桿平衡條件可得【總結升華】 本題考查探究杠桿平衡條件的實驗，要求學生平時重視實驗能力的培養(yǎng)，重視自己動手實 驗，要學會利用杠桿平衡條件解決簡單的實際問題。舉一反三：【變式】（2015?南寧）如圖所示，在使用相同的鉤碼進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，要使調好 的杠桿重新在水平位置平衡，應在（高清課堂力學4:杠桿和滑輪例3）用一條長2m的扁擔挑物品，前后兩端分別掛有和200N的箱子。要使扁擔保持水平平衡，肩應離扁擔前端多遠？【思路點撥】人在挑水時以肩為支點，兩邊水桶形成杠桿的平衡，由平衡的條件可求得答案。 【答案與解析】要使兩邊平衡則有：GLI=GL2.由題意知：Li+

8、L2=2m-聯(lián)立解得：Li=0.8m【總結升華】扁擔是杠桿平衡一典型應用，應明確其原理。舉一反三：【變式】如圖所示一根質地不均勻的木棒橫放在地上，重心為O點，抬起它的左端需要200N,的右端需要300N，則（1）木棒的OA段重還是OB段重？ （2）木棒本身重多少N?04【答案與解析】由已知FI= 2OON，如圖應作用在A點F2= 300N，如圖應作用在B點，設木棒重為G,作用在O點 則抬左端F1AB=GOB抬右端F2AB=GOAA.1個B.2個C.3JL1 0 0 A A-(111g g11A處懸掛鉤碼的個數(shù)是（）D.6個F=2N300N抬起它【答案】B個最新修正版由此空=F2OA 300N3

9、故OAOB，應是OB段重由、式，G(OB+OA)=(Fi+F2)AB又OB+OA=AB故G=Fi+F2=500N。類型二、滑輪3、如圖所示，用水平方向的力F拉繩子的一端P,使物體A以2m/s的速度向左勻速運動，此時彈簧測力計的示數(shù)為8N。不計滑輪、繩、彈簧的測力計的重力及繩與滑輪間的摩擦，則物體 摩擦力及2秒內P端移動的距離分別為（）通過滑輪組用100N的拉力在20s內將重為240N的物體勻速提高2m（不計繩重和摩擦），求:A與水平面的A.8N, 4m B.8N, 8m C.16N, 4m D【思路點撥】要解決此題需要搞清此滑輪的種類，是動滑輪。動滑輪由兩段繩子承擔摩擦力，所以繩端移動距離是物

10、體移動距離的 力的一半。在此題中還要用到公式s=vt。【答案】D【解析】 物體A移動的距離為：s物=v物t=2m/s X 2s=4m由圖知，這是動滑輪，所以P移動的距離為SP=2S物=2X 4m=8m物體與地面之間的摩擦力為：f=2F=2 X 8N=16N【總結升華】 此題主要考查了動滑輪的特點，與以往不同的是使用動滑輪不是克服物體的重力，而是克 服物體與地面之間的摩擦。但始終要明確一點，使用動滑輪時，繩端移動距離是物體移動距離的 但繩端的拉力是作用在動滑輪上的拉力的一半。舉一反三：【變式】如圖所示，.16N, 8m2倍，繩端拉力是物體與地面摩擦2倍,用力F將重物勻速提起，滑輪重不計，則重物重

11、力G與力F的關系是（A. F=G【答案】B.F= G/2 D.無法確定J最新修正版(1)(2)(3)【思路點撥】(1)由圖示知，動滑輪和物體重由 然后由速度公式求出繩子自由端的速度。(2)由拉力大小和物體重，由平衡條件求出動滑輪的重。(3)由物體的重、動滑輪重、由平衡條件可以求出重物增加時拉力的大小?！敬鸢浮孔饔迷诶K子自由端的拉力至少140NO【解析】(1)繩子自由端移動的距離：繩子自由端移動的速度：=竺=0 3m/st 20S答：繩子自由端的移動速度是0.3m/sO(2)物體勻速運動，處于平衡狀態(tài)， 動滑輪重：G動= =門門F-G物=3X 1OON-24ON=6ON, 答：動滑輪重力60N。

12、(3)物體的重力：G物=G物+G=24ON+12ON=36ON繩子自由端的拉力：F -yG =6N +36N =I40N【總結升華】 計算拉力時要考慮到動滑輪自身的重力，弄清物體重由幾股繩子承擔是關鍵。類型三、知識運用15、(2015?南通)如圖，小明用一輕質杠桿自制簡易密度秤的過程中，在度已知的不同液體，改變物體M懸掛點B的位置，當杠桿在水平位置平衡時，在M懸掛點處標出相應液體的密度值。下列關于密度秤制作的說法中，錯誤的是()A.每次倒入空桶的液體體積相同B.秤的刻度值向右越來越大C.懸點0適當右移，秤的量程會增大D增大M的質量，秤的量程會增大【思路點撥】 根據(jù)杠桿平衡的條件FILI= F2

13、L2對各個選項注意分析即可。繩子自由端的移動速度為多大？動滑輪重力多大？若重物再增加120N,要使重物勻速上升，作用在繩子自由端的拉力至少多大？3股繩子承擔著，故物體移動2m繩子自由端移動6ms繩= =門門h=3X 2m=6mA端的空桶內分別注入密最新修正版【答案】C【解析】A在液體體積相同時，液體的密度越大，質量越大，因此只有每次倒入空桶的液體體積相同，才能通過杠桿平衡條件得出液體質量的大小，從而判斷液體密度的情況，故A正確；B、當A端的空桶內的液體密度越大時，根據(jù)杠桿平衡的條件可知，在M懸掛點處標出相應液體的密度值越大，故應將M向右移動，故B正確；C懸點0適當右移，阻力臂減小，根據(jù)杠桿平衡

14、的條件FILI=F2L2,可知秤的量程會減小，故C錯誤；D增大M的質量，根據(jù)杠桿平衡的條件FILI=F2L2，秤的量程會增大，故D正確?！究偨Y升華】 本題關鍵是正確運用杠桿的平衡條件，同時在處理方程的時候也要注意技巧。舉一反三：【變式】(高清課堂力學4:杠桿和滑輪例5)等臂杠桿的兩端各懸掛一個質量相等的實心銅球和鐵球，杠桿保持平衡，如圖所示。若將兩球同時沒入水中，杠桿將(P銅 P鐵)f f 6 6、桿秤是稱量物體質量的工具，由于存在許多弊端不利于公平交易，我國經貿部門已明令禁止在商品交易中使用桿秤， 如果物體的實際質量為M,桿秤測得的質量為m,桿秤重G,秤砣重Go,桿秤頭、 尾銅皮的質量分別為

15、mi,m2。如圖所示，試用杠桿原理分析下列情況中M與m的大小關系。挖掉秤砣中的配重鉛塊；用大秤砣Go替換小秤砣Go； 縮小刻度間距?！舅悸伏c撥】 首先明確變化的是什么，然后根據(jù)杠桿平衡條件進行分析，要注意題目隱含的條件：所測 物體的重力和力臂不變?！敬鸢概c解析】(1)斷尾秤：尾部R!被去掉，桿秤重量變輕，要使桿秤平衡，只有增大秤砣與轉軸的間距(秤砣向右移)從而使示重m增大，mM秤砣中的配重鉛塊被挖掉后，秤砣變輕，要使桿秤平衡，只有秤砣向右移，即示重用大秤砣G/替換小秤砣G0 0后，為使桿秤平衡只能將秤砣左移，則示重m減小，mM【總結升華】 桿秤上能自由移動秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加長，增

16、加秤桿順時針轉動的作用， 示重加大；反之秤砣左移，示重變小。A.仍保持平衡C.掛銅球的一端下降【答案】CB.掛鐵球的一端下降D.無法確定(1)(2)(3)(4)(2)mM(3)(4)m增大,最新修正版舉一反三：最新修正版【變式】密度秤是一種測量液體密度的儀器，外形跟桿秤差不多，測量時，只要把B端的鐵塊浸沒在待測液體中，移動提紐右側的秤砣，便可在秤桿上直接讀出液體密度，下列說法錯誤的是（秤砣放在A處時，鐵塊在空氣中，秤剛好平衡）（）A、密度秤的零點在A點9B秤桿上較大的刻度在較小刻度左邊L _C密度秤的刻度都在A點的右側【答案與解析】在空氣中，秤砣放在A點秤桿剛好平衡，那么OB,（如圖所示）G砣

17、浸在待測液體中時，設砣掛在A點平衡，則（G鐵-P gV排）OB=G砣OA，則OA =G鐵旳排OB,G砣比較OA和OA，有OAOA，故A點在A點左邊，因此零刻度在A，所有刻度都在A點左邊, 選項A是對的。當然，待測密度越大，OA比OA小得越多，即在左邊離A點更遠處。是對的，選項C錯。7 7、如圖是小剛設計的一個通過簡單機械自動拉開開關的裝置示意圖。 滑輪組、配重C、D以及杠桿AB組成，配重C通過細繩,與動滑輪相連，配重C D分別通過支架固連在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺面上，5杠桿可以繞支點O在豎直平面內逆時針轉動，開關被拉?開前，杠桿在水平位置平衡。已知動滑輪P的質量m為

18、；0.2kg,OA:OB= 3:1,配重D的質量RD為1.5kg，作用在D上的5豎直向下的壓力F為75N,剛好拉開開關所需的拉力杠桿、支架和細繩的質量均忽略不計，滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計，g取10N/kg o求：配重C的質量RC等于多少千克，開關剛好能被拉開？【思路點撥】以杠桿為研究對象，因為杠桿平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件得出兩邊受力的大小關系; 左邊受力根據(jù)動滑輪的特點和同一直線上力的合成求得；右邊受力根據(jù)同一直線上同方向力的合成求得； 最后根據(jù)兩邊受力大小關系求配重C的質量mc?！敬鸢概c解析】G鐵OB=G砣OA，或者 itit因此選項B也該裝置主要由T為6NoT TC最新修正

19、版解：若開關解：若開關剛剛好能被拉開好能被拉開. .則拉力則拉力r r等于等于& &肌肌 配重配重 的質埜等于的質埜等于叫，叫，此時此時. .杠杠桿在水桿在水 平位置平衡平位置平衡. .杠桿丹端受氷杠桿丹端受氷平臺面支持丿平臺面支持丿j j為為零零. .分別以分別以杠桿杠桿及配及配爾刀、爾刀、動滑輪動滑輪、配巫、配巫f:f:為研究為研究對象，受力對象，受力分析如圖心甲、分析如圖心甲、乙、丙乙、丙所示、所示、* *2r2r r,r,以杠桿以杠桿出壇配車出壇配車D D為研究對象時，為研究對象時，壓力為壓力為匚匚杠桿杠桿R R端受到向卜的壓力端受到向卜的壓力F F利甬力樸，根據(jù)杠桿平衡條件有：利甬力樸，根據(jù)杠桿平衡條件有：F, X rzi (G + f)