内容正文:
第11讲 简单机械
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数据聚焦 考点梳理
1
数据剖析 题型突破
2
数据透视 实验攻关
3
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数据聚焦 考点梳理
1
考点1
对杠杆的认识及平衡条件
考点2
杠杆的分类
考点3
滑轮
考点4
模块三 力学
第11讲 简单机械
对杠杆的认识及平衡条件
概念 在力的作用下能绕着① 转动的硬棒叫做杠杆
五要
素 ② 杠杆可以绕其转动的点,如图中的O点
动力 ③ ,如图中的F1
阻力 ④ ,如图中的F2
动力臂 从支点O到⑤ 的距离,
如图中的⑥
固定点
支点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
动力作用线
l1
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模块三 力学
第11讲 简单机械
五
要
素 阻力臂 从支点O到⑦ 的距离,如图中的⑧
平衡条件 动力×动力臂=⑨ ,用字母表示为⑩
阻力作用线
l2
阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
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模块三 力学
第11讲 简单机械
杠杆的分类
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的大小 l1⑪ l2 l1⑫ l2 l1⑬ l2
力的大小 F1⑭ F2 F1⑮ F2 F1⑯ F2
特点 省力⑰ 费力⑱ 不省力也不省距离
>
<
=
<
>
=
费距离
省距离
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模块三 力学
第11讲 简单机械
滑轮
定滑轮 动滑轮 滑轮组
示意图
概念 轴的位置固定不动的滑轮 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮 由定滑轮和动滑轮组
合而成的装置
实质 ⑲ 杠杆 ⑳ 杠杆 -
等臂
省力
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模块三 力学
第11讲 简单机械
定滑轮 动滑轮 滑轮组
特点 ㉑ 省
力,但是能改
变㉒ ㉓ 省力,但是㉔ 改变力的方向 既㉕ 省力,又
㉖ 改变力的方向
n(承担物重的
绳子段数) n=1 n=2 n=2 n=3
绳端移动距离
(s)与物体移
动距离(h)的
关系 s=h s=㉗ h s=㉘ h s=㉙ h
不能
力的方向
能
不能
能
能
2
2
3
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第11讲 简单机械
定滑轮 动滑轮 滑轮组
拉力(F)和
重力(G)的
关系(忽略绳
重及摩擦) F=㉚ F=㉛
F=㉜
F=㉝
G
(G
+G动)
.
(G+G动)
.
(G+G动)
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模块三 力学
第11讲 简单机械
1. 我们在生活中利用杠杆都是为了省力。 ( × )
2. 赛艇的桨是费力杠杆。 ( √ )
3. 天平、杆秤、跷跷板都属于杠杆。 ( √ )
4. 动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的总长。 ( × )
5. 镊子是一个省力杠杆。 ( × )
6. 天平是一个等臂杠杆。 ( √ )
7. 使用滑轮组既能省力又能省距离。 ( × )
8. 使用动滑轮一定可以省一半的力。 ( × )
×
√
√
×
×
√
×
×
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模块三 力学
第11讲 简单机械
题型1
判断杠杆的类型
题型2
杠杆平衡条件的应用
题型3
滑轮的特点及应用
题型4
杠杆作图
数据剖析 题型突破
2
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模块三 力学
第11讲 简单机械
判断杠杆的类型(6年3考)
1. (2020贵阳9题,3分)撬棒是人们在劳动中运用杠杆原理的工具。
如图所示的是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支
点。下列分析正确的是( B )
A. 此时撬棒为等臂杠杆
B. 运用此撬棒的主要目的是省力
C. 力F的作用点靠近O点会更省力
D. 运用此撬棒的主要目的是省距离
B
3
2
1
4
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模块三 力学
第11讲 简单机械
2. (2023贵州9题,2分)工具的发明制造为生产、生活提供便利,如
图所示的工具在使用中都是为了 (选填“省力”或“省距
离”)。
省力
3
2
1
4
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模块三 力学
第11讲 简单机械
3. 指甲剪是常用的生活用具,如图所示的指甲剪包含有 个杠
杆, 是省力杠杆; 是费力杠杆。(后两空用图
中所标字母填空)
(RJ八下P80)
3
ABC
OBD、OED
3
2
1
4
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模块三 力学
第11讲 简单机械
4. (2021贵阳15题,2分)如图所示,独轮车是我国古代优秀的科技发
明成果,若车总重为300 N,与水平地面接触的总面积为3×10-3 m2,
则它对地面的压强为 Pa;将车把向上抬起时,独轮车可视为绕O
点转动的 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
105
省力
3
2
1
4
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第11讲 简单机械
5. (2022贵阳12题,3分)(多选)如图所示的情景展示了物理世界的
平衡之美。用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上,锤柄末端紧贴尺面,尺
子一端置于水平桌面边缘O点处,整个装置恰好处于平衡状态。若尺面
水平且不计尺子和细线所受重力,下列说法正确的是( ACD )
ACD
杠杆平衡条件的应用(6年4考)
A. 尺子可以视为能绕O点转动的杠杆
B. 细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力
C. 细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力
D. 尺子与铁锤组成的整体,其重心在O点的正下方
5
6
7
8
9
10
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模块三 力学
第11讲 简单机械
6. (传统文化)如图为用于古代战场的一种军事武器——抛石车,炮
架上方横置一个可以转动的轴,固定在轴上的长杆称为“梢”,人拉炮
索,弹兜里边的石弹就会被抛出,下列相关说法正确的是( D )
A. 抛石车装置是省力杠杆
B. 弹兜所装石块质量越大,拉炮索的力越小
C. 弹兜所装石块质量一定时,竖直向下拉炮索
用力最小
D. 拉动相同质量的石块时,炮轴离炮索越远,拉炮索的力越小
D
5
6
7
8
9
10
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模块三 力学
第11讲 简单机械
7. (2024贵州8题,3分)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极
易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C
点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下
的压力时,下列分析正确的是( ABD )
ABD
A. 压力作用于A点,可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B. 只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定不会上翘
C. 只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘
D. 在B或C点施加一个压力,则条凳一定不会上翘
5
6
7
8
9
10
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模块三 力学
第11讲 简单机械
8. 如图所示,独轮车车斗和车内的货物受到的总重力 G=900 N,此重
力作用在A点,车轴O为支点,该独轮车是一个 杠杆,工人师
傅推独轮车时,人手向上的力F= N,为了更省力,工人师傅可
以采取的措施是将 。
省力
225
手向车把末端移动(合理即可)
(HK八年级P190)
5
6
7
8
9
10
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模块三 力学
第11讲 简单机械
9. 人体很多关节可以看作由肌肉和骨骼组成的杠杆模型。如图所示,
人的前臂可以看成是以 为支点的杠杆,当手托物体曲肘时,
胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力,物体对前臂施加一个阻力。
前臂相当于一个 杠杆;假设小臂的长度为0.3 m,水平托起一
个重为20 N的铅球,动力臂为5 cm,则肱二头肌对前臂的拉力
为 N(不考虑此杠杆模型自重及摩擦)。
肘关节
费力
120
5
6
7
8
9
10
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模块三 力学
第11讲 简单机械
10. 如图所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来,在B端放一支蜡
烛,在AO的中点C处放两支蜡烛,三支蜡烛完全相同,此时直尺保持平
衡;若将三支蜡烛同时点燃,且它们的燃烧速度相同,在燃烧过程中,
直尺 (选填“能”或“不能”)保持平衡。
能
5
6
7
8
9
10
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第11讲 简单机械
滑轮的特点及应用
11. 如图所示的是使用简单机械的情景,图甲中滑轮的轴固定不动,是
一个 滑轮,它的优点是可以 ;图乙中滑轮的轴
可以随被吊物体一起运动,是一个 滑轮,此滑轮可以 。
定
改变力的方向
动
省力
11
12
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第11讲 简单机械
12. 高速铁路的输电线,无论冬夏都绷得直直的,以保障列车电极与输
电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个
相同的坠砣,每个坠砣质量为20 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输
电线A端受到的拉力大小为 N。若5 s内坠砣串下降了30 cm,则
输电线A端向左移动的速度为 m/s。(g取10 N/kg,不考虑钢绳
的热胀冷缩)
1 600
0.03
11
12
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第11讲 简单机械
杠杆作图(6年1考)
13. 如图所示的是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内
的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB压住入水口,停止上水。请在
图中画出动力F1、阻力F2和动力臂l1。
13
14
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模块三 力学
第11讲 简单机械
14. 植树节当天,学校初二年级开展植树活动。同学们分工合作,如图
甲所示,小高正在用铁锹铲土。将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图乙
中画出:
(1)手在A处施加的最小动力F的示意图。
(2)F的力臂l。
13
14
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数据透视 实验攻关
3
实验
探究杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件(2022版课标要求,6年1考)
实验装置
及示意图
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第11讲 简单机械
实验
操作 1.实验前调节杠杆水平平衡:通过调节平衡螺母,左高向① 调,右高向② 调,实验过程中③ (选填“能”或“不能”)调节平衡螺母
2.调整支点两侧的砝码个数和砝码到支点的距离,使杠杆处④ 状态
3.杠杆平衡状态的判断:⑤ 或⑥ 的杠杆处于平衡状态
4.多次实验,得到多组数据目的是⑦
。
左
右
不能
平衡
静止
匀速转
动
避免实验的偶然性,使结论具有
普遍性
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第11讲 简单机械
实验
结论 动力×动力臂=阻力×阻力臂,即⑧ (如图所示)
F1l1=F2l2
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第11讲 简单机械
小红利用如图1所示的装置来“探究杠杆的平衡条件”。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时我们常把杠杆的
平衡螺母向 调,直至在 位置平衡,这样操作的目的
是 。
图1
右
水平
便于测量力臂
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第11讲 简单机械
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次实验杠杆平
衡时的数据已填入表格,如图乙所示的是第3次实验时杠杆平衡时的情
景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据分别① ,② 。
图1
1
0.15
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实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
(3)分析上表中的实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:
。
F1l1=
F2l2
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(4)如图丙所示,在A点挂2个质量均为50 g的钩码,在B点用弹簧测力
计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为
N。(g取10 N/kg)
图1
1.5
(5)小组同学对实验过程交流、讨论后,认为三组数据动力和阻力的
方向都是竖直方向,为了使结论更具普遍性,可采取的方法是
。
斜拉弹
簧测力计,进行多次测量
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(6)如图丁所示,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计
绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中观
察到拉力F逐渐变大,请说明理由:
。
在转动过程中,钩码的重力不
变,其阻力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,而动力臂逐渐减
小,则动力F逐渐增大
图1
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(7)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,
如图戊所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变
大”“变小”或“不变”)。
不变
图1
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(8)实验中小红改变钩码的个数和位置进行了多次实验,以下实验与
本次实验目的不相同的是 (填选项字母)。
A. “用刻度尺测物体的长度”时要多次测量求平均值
B. “探究平面镜成像特点”时要多次改变物距
C. “用电压表和电流表测量导体的电阻”时测量多组电压值和电流值
D. “探究串联电路中电流特点”时换用不同灯泡多测几组数据
AC
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(9)实验结束后,小红提出了新的探究问题:若支点不在杠杆的中
点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是小组同学利用如图己所示的装
置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉,
使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆的平衡条件不相
符,其原因是 。
杠杆自重对实验数据产生了影响
图1
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(10)如图2所示的漫画中,胡萝卜在水平方向平衡静止后,从支点处
竖直切开胡萝卜,小猴分得粗短那一段的胡萝卜,小兔分得细长那一段
的胡萝卜,请问这样分,两段胡萝卜的质量一样吗? (选填
“一样”或“不一样”);请简述理由:
。
不一样
杠杆平衡时,粗短这一段力
臂小,重力大,即粗短这一段的胡萝卜的质量大
图2
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第11讲 简单机械
(11)小明自制了一根“杠杆密度计”,如图3所示,将一轻质细硬杆
用细线固定在O点并悬挂起来,同一物块固定悬挂在A点,把不计质量
的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至B点,使杆在水
平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,在杆
上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
图3
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第11讲 简单机械
①若B1点在B点的左侧,则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是
ρ1 (选填“<”“=”或“>”)ρ水。
②若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2,则B2点标注的密度值ρ2=
(用l、l2、ρ水表示)。
>
ρ水
图3
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$$