内容正文:
第十二章 简单机械 章末复习
与杠杆相关的作图
【例1】图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景,食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆,其中OAB是上方杠杆,图乙是OAB的简化图,F2为作用在点B的阻力。请在图乙中画出:
甲 乙
(1)在A点施加的最小动力F1及动力臂l1;
(2)阻力臂l2。
杠杆作图题可分为以下三种:①已知作用力画出力臂;②已知力臂画出作用力;③根据杠杆平衡条件画出最小作用力。
已知作用力画力臂的一般顺序:①确定支点;②根据作用力的情况或题设条件明确是画动力作用线还是阻力作用线;③从支点向力的作用线作垂线。
需要画出最小作用力的步骤:①确定支点;②确定最长力臂,一般情况下,最长力臂就是支点到杠杆末端的距离;③以杠杆末端为垂足作最长力臂的垂线,即为最小作用力的作用线;④最后根据题目要求标出力的方向即可。
1.如图所示,一木箱放在水平地面上,用最小的力F使其向左翻转,请画出支点O和最小力F及力臂L的示意图。
第1题图
2.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。
第2题图
3.如图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,且OA长度为40 cm,AB长度为30 cm,在OA中点C处挂一质量为1 kg的物块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F的力臂应是cm,最小的力F是N。(g取10 N/kg)
第3题图
动态平衡问题
【例2】如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,在A点悬挂物体,在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡,拉力为F。下列说法正确的是( )
A.F的大小为物重的2倍
B.物重增加5 N,F的大小也增加5 N
C.物体悬挂点右移,拉力F会增大
D.将F改沿图中虚线方向,拉力F会减小
杠杆的动态变化情况中,一般阻力大小不发生变化,但会出现动力臂、阻力臂之一发生变化,或者两者同时变化,导致动力的变化。所以在解题时,先找到支点、作用力及对应的力臂,根据杠杆平衡条件的变形式F1=·F2进行分析,由于阻力F2保持不变,所以只需要分析阻力臂和动力臂的比值。
4.如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.先变大,后变小 B.先变小,后变大
C.一直是变大的 D.一直是变小的
5.如图所示,轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动,末端挂一个重为150 N的物体,拉力F沿水平方向,当θ=45°时,拉力F=N。若保持拉力沿水平方向,让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置,则拉力将(选填“变大”或“变小”)。
滑轮组的设计与组装
【例3】如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请画出最省力的绕绳方法。
滑轮组的设计和组装需注意以下三个方面:
(1)确定承担物重的绳子的段数。在不计动滑轮重、绳重以及摩擦时,n=或n=,若n为小数,则无论大小都进1,取整数。
(2)确定绳子固定端位置。滑轮组绕绳,遵循“奇动偶定”的原则。当n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上。
(3)当动滑轮个数多于1个时,线要从内往外绕。
6.暑假期间,李华帮父母设计了一个将粮食提升至房顶的滑轮组,如图所示。当他拉着绳子自由端移动1.2 m时,粮食上升了0.3 m,请画出他是如何对该滑轮组绕绳的。
第6题图
7.如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
第7题图
力臂的画法
力臂是支点到力的作用线的距离,不能理解为支点到力的作用点的距离。画杠杆的力臂时,可以先从整体中抽象出杠杆,再按照一定点、二画(找)线、三作垂线段的顺序进行,并标出垂直符号。
1.如图所示,用杠杆将物体A吊起,O点是支点,请画出拉力F1的力臂l1。
2.如图所示,杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态,请你画出动力F1的动力臂l1及阻力臂l2。
最小力的画法
最小力的画法:
1.连接支点与力的作用点(用虚线或双向箭头),该线段就是最大力臂;
2.过力的作用点作最大力臂的垂线;
3.按照题目要求,确定力的方向。
3.画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图。
4.如图所示是一根杠杆,O为支点,l2为阻力臂,请根据所学知识画出:①l2对应的阻力F2;②在A点施加的最小动力F1。
1.C 2.C
3.解:(1)物体的重力G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N。
(2)由题图知竖直方向物体移动距离h=0.6 m,克服重力所做的功
W有=Gh=100 N×0.6 m=60 J,
根据η=,F做的功W总===100 J。
(3)由题知从P点匀速运动到Q点用时10 s,根据P=得F的功率为
P===10 W。
(4)利用斜面做的总功为拉力F做的功W总=Fs,则F===10 N。
(5)工人沿斜面推物体时所做的额外功W额=W总-W有=100 J-60 J=40 J,
物体在斜面上受到的摩擦力f===4 N。
4.(1)无关 有关 (2)80% (3)大 小 (4)A (5)偏小
5.(1)做匀速直线 (2)物重 拉力 2 省力不省功
(3)57.1% 越陡 (4)2.5 N
第十二章 简单机械 章末复习
易错点剖析
例1 如图所示
跟踪练习
1.如图所示
2.如图所示
3.50 4
例2 C
跟踪练习
4.A
5.150 变大
例3 如图所示
跟踪练习
6.如图所示
7.如图所示
重难点突破
1.如图所示
2.如图所示
3.如图所示
4.如图所示
学科网(北京)股份有限公司
$$