内容正文:
核心素养专题五 简单机械中的作图
类型一 力臂的作图
1.在图中画出力F的力臂。
答案:如图所示
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2.(2024临夏)俯卧撑是一种健身运动,能够锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉,是简单易行却十分有效的力量训练手段,如图是某同学做俯卧撑的示意图。此过程中,他的身体可视为杠杆,O点为支点,A点为重心,请画出重力对应的力臂l。
答案:如图所示
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3.如图是利用一轻质杠杆OA提升重物的情景,请画出此时杠杆动力的力臂l1和阻力的力臂l2。
答案:如图所示
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4.在图中分别画出动力臂l1和阻力F2的示意图。
答案:如图所示
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类型二 杠杆最小动力的作图
5.图(甲)是一种开瓶器。只要手指轻轻钩动圆环处,就可以轻松起开瓶盖,它其实就是一个杠杆,其简化图如图(乙)所示,请在图(乙)中
作出:
(1)作用在A点的最小动力F1。
(2)作用在B点的阻力F2及其力臂l2。
答案:如图所示
6.在图中画出杠杆的阻力臂l,并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。
答案:如图所示
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7.如图是一个月亮形开瓶器,开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆,请在图中画出:
(1)在A点施加的最小动力F1。
(2)开瓶器受到的阻力F2。
答案:如图所示
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8.植树节当天,学校八年级开展植树活动。同学们分工合作,小高正在用铁锹铲土。将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图中画出:①手在A处施加的最小动力F的示意图;②F的力臂l。
答案:如图所示
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求最大动力臂和最小动力的方法
由F1l1=F2l2知,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。动力臂最长时,动力最小。要求最小动力,必须先求最大动力臂。
(1)求最大动力臂
①动力作用点确定时:支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂;
②动力作用点没有确定时:找杠杆上离支点最远的点,这一点到支点的距离即为最大动力臂。
(2)求最小动力
①作出最大动力臂;
②过动力作用点作最大动力臂的垂线,根据实际情况确定动力方向。
类型三 滑轮组绕绳作图
9.小丽学习了滑轮的知识后,想利用滑轮组设计一个升降装置,自己把物体吊上楼来,请你画出最省力的绕绳方式和物体所受重力的示意图。
答案:如图所示
10.要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。
答案:如图所示
11.如图所示,用滑轮组提升重300 N的重物,绳上最多能提供100 N的动力,请画出滑轮组绳子的绕法(不计动滑轮重、绳重和摩擦)。
答案:如图所示
12.建筑工地上,工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它站在地面上向下拉绳提升重物。请在图中画出滑轮组的绕绳
方法。
答案:如图所示
滑轮组的组装方法
(1)首先确定承担物重的绳子段数n,有两种方法:
(2)然后根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置,即“奇动偶定”:
①n为奇数,绳子的固定端在动滑轮上;
②n为偶数,绳子的固定端在定滑轮上。
(3)绕绳方法:绕绳时,先固定绳子的固定端,然后按照从动滑轮到定滑轮(或从定滑轮到动滑轮)、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳。绕绳时,绳不可相交。
(4)滑轮组在绕绳时如果动滑轮少,那么绳的起始端就固定在动滑轮上,从定滑轮绕起;反之,定滑轮少,则绳的起始端就固定在定滑轮上,从动滑轮绕起。
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①已知物重G和动力F且不计动滑轮重、摩擦和绳重时,则n=;
②已知绳子自由端移动的距离s和重物移动的距离h,则n=。
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