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专题06 简单机械单元知识点讲解与典型题解析(夯基提能)
考点1:杠杆
1.定义:一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。一根硬棒能成为杠杆要具备两个条件:有力的作用;能绕某固定点转动。两个条件缺一不可,杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的,但必须是硬的,支点可以在杠杆的一端,也可以在杠杆上的其它位置处。
2.杠杆的五要素
(1)支点:杠杆绕着固定转动的点,用字母“O”表示。
(2)动力:促使杠杆转动的力,常用字母“F1”表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,常用字母“F2”表示。
(4)动力臂:支点到动力作用线的距离,常用字母“L1”表示。
(5)阻力臂:支点到阻力作用线的距离,常用字母“L2”表示。
考点2:杠杆分类
物理量
杠 杆
力 臂
力
特点
应用举例
省力杠杆
L1>L2
F1<F2
省力费距离
撬棒
费力杠杆
L1<L2
F1>F2
费力省距离
船桨
等臂杠杆
L1=L2
F1=F2
不省力也不费距离
天平
考点3:杠杆的平衡条件
1.杠杆的平衡条件是指杠杆静止不动或匀速转动。
2.杠杆的平衡条件又称杠杆原理,其表达式为:动力×动力臂=阻力×阻力臂 (F1L1=F2L2)或
3.从杠杆的平衡可知,力和力臂的大小成反比,即力臂越长,力就越小,计算时,单位要统一,即动力和阻力的单位要统一,动力臂和阻力臂的单位也要统一。
考点4:滑轮和滑轮组
1.定滑轮与动滑轮
2.滑轮组
(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。
(2)特点:既能省力又能改变力的方向,但是要费距离。
(3)省力特点:使用滑轮组时,有几段(股)绳子吊着物体,提起重物所用的力就是物重的几分之一,即F=G,F为提起重物所用的力,G为物重,n为承受物重的绳子段(股)数,即绕在动滑轮上的绳子段(股)数。
考点5:滑轮组机械效率
1.有用功 (W有):人们为了达到工作目的的必须要做的功。
2.额外功(W额):利用机械时不想需要但不得不做的功。
3.总功(W总):外力所做的功,即有用功和额外功的总和。即W总= W有+W额。
4.定义:机械效率是有用功与总功的比值,分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素:有用功与总功。任何机械的机械效率都小于1.
5.计算公式: η=×100%。
6.提高机械效率的途径:尽可能增加提升物体的重力;减轻机械的自身重量;合理地减少部件间的有害摩擦。
7.特点:机械效率总是小于1.
考点1:杠杆作图
典例1.如图所示,请在点画出使杠杆静止在图示位置的最小力的示意图及其力臂。
练1.画出图中,拉力的力臂是支点。
练2.如图所示,杠杆在力、的作用下处于平衡状态,为动力的力臂,请在图中作出动力的示意图和阻力臂。
考点2:杠杆分类
典例2.在如图所示的四种用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 核桃夹子 B. 撬棒
C. 取碗夹子 D. 瓶起子
练1.如图所示的器具中,使用时属于省力杠杆的是( )
A. 独轮车 B. 船桨
C. 筷子 D. 扫帚
练2.如图所示剪刀,图中,使用时动力臂长度不变,若要将剪刀作为费力杠杆使用,则被剪物体应放在( )
A. 之间 B. 之间 C. 之间 D. 之间
考点3:杠杆的平衡条件
典例3.如图所示,丽丽和小明坐跷跷板。如果他们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,下列说法正确的是( )
A. 丽丽和小明的重力相等
B. 丽丽和小明到支点的距离相等
C. 他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等
D. 以上说法都正确
练1.如图所示,杠杆左边挂两个 的钩码,右边挂一个 的钩码,杠杆平衡。若两边的钩码同时向点移动一段相同的距离,则( )
A. 杠杆仍平衡
B. 杠杆绕点顺时针转动
C. 杠杆绕点逆时针转动
D. 条件不足,无法判断
练2.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,为支点,为重心,他的体重为。此时地面对手的支持力的力臂是______ ,大小为______ 。
考点4:滑轮和滑轮组
典例4.分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
A. B. C. D.
练1.用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计绳重和摩擦,则( )
A.
B.
C.
D.
练2.如图所示,物体的重力都是不考虑摩擦和动滑轮的重力,当物体处于静止状态时,拉力的大小分别是 ______ , ______ 。
考点5:滑轮组画图
典例5.人站在地面上用如图所示滑轮组提起重物,画出绳子的绕法。
练1.一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔