内容正文:
书
考点一 杠杆及其五要素
【内容解读】
1.杠杆
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转
动,这根硬棒就是 .一根硬棒能成为杠
杆,应具备两个条件:① 要有 的作用;
②能绕 转动.两个条件缺一不可,例
如:瓶盖起子在没有使用时就不能称之为杠杆.
杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的,但必须
是硬的.
2.杠杆的五要素
(如图1所示)
(1)支点(O):杠杆
绕着转动的固定点.
(2)动力(F1):使杠杆转动的力.
(3)阻力(F2):阻碍杠杆转动的力.
(4)动力臂(l1):支点到动力作用线的距离.
(5)阻力臂(l2):支点到阻力作用线的距离.
动力和阻力是相对的,通常情况下,使杠杆
绕轴转动的力为 ;而阻碍杠杆转动的力
为 .需要注意:① 动力和阻力是杠杆受
到的力,是其他物体作用在杠杆上的力,不要把
杠杆作用给物体的力误认为是杠杆受到的阻力;
②无论是动力臂还是阻力臂,都是从支点到力
的 的距离,而不是支点到力的作用点的
距离.
【跟踪训练】
1.关于杠杆,下列说法中正确的是 ( )
A.杠杆一定是直的
B.动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆长度
C.动力和阻力一定在支点两侧
D.杠杆的支点一定在杠杆上
2.如图2所示,作用在A点上的4个力中,力
臂最长的是 ( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
3.如图3所示,杠杆处于静止状态,l1是力
F1的力臂,在图中画出动力 F1,并画出 F2的
力臂l2.
考点二 杠杆的平衡条件
【内容解读】
1.平衡条件表达式:动力 ×动力臂 =阻力
×阻力臂,公式表示: .可见,杠杆的平
衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘
积来决定的.
2.杠杆的分类
(1)省力杠杆:当l1 l2时,F1<F2,
即动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,这种杠杆
叫省力杠杆.例如铡刀、起子等,使用它们虽然省
力,但是费距离.
(2)费力杠杆:当l1 l2时,F1>F2,
即动力臂小于阻力臂时,动力大于阻力,这种杠杆
叫费力杠杆.例如筷子、镊子等,使用它们虽然费
力,但是省距离.
(3)等臂杠杆:当l1 l2时,F1=F2,
即动力臂等于阻力臂时,动力等于阻力,这种杠杆
叫等臂杠杆.例如天平、定滑轮等,使用它们既不
省力,也不省距离.
【跟踪训练】
4.小明用如图4所示的实验装置探究杠杆
平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡,此时
弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计的
示数稍稍超过量程.为了完成实验,下列方案可
行的是 ( )
A.钩码的数量适当增加
B.钩码的位置适当左移
C.弹簧测力计转到图中虚线位置
D.弹簧测力计的位置适当左移
5.杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着
中国人民的智慧.O为杆秤提纽悬挂位置,OA=
8cm,秤砣质量m=0.2kg,不挂重物和秤砣时,
手提提纽,杆秤可水平平衡.用它称鱼,当秤砣置
于B点时,杆秤再次水平平衡,如图5所示,此时
测得OB=32cm,则称得鱼的质量为 ( )
A.0.05kg B.0.2kg
C.0.6kg D.0.8kg
6.如图6甲所示,杠杆 (选填“是”
或“不是”)处于平衡状态,为使杠杆在水平位置
平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或
“右”)调节.如图6乙所示,左端已挂两个钩码,
要使其在水平位置平衡,右端的三个钩码应挂在
图中 位置.
考点三 滑轮
【内容解读】
1.定滑轮和动滑轮
使用时位置固定不动的滑轮是 滑
轮;使用时和重物一起移动的滑轮是 滑
轮.定滑轮的实质是 杠杆,动滑轮的实
质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆.使用定滑轮
不省力,但 (选填“能”或“不能”)改变
力的方向,给人们带来方便.使用动滑轮省一半
力,但 (选填“能”或“不能”)改变力的
方向.
2.滑轮组
由动滑轮和定滑轮组合在一起构成的装置叫
滑轮组.使用滑轮组既可以 又可以改变
.当绳子的自由端从定滑轮上拉出时,能
改变力的方向;当绳子的自由端从动滑轮上拉出时
不能改变力的方向.
不计摩擦和绳重的情况下,使用滑轮组匀速
提升重物时,重物和动滑轮的总重G由n段绳子
来承担,那么提起重物所需的力F就是总重G的
,即F= .
【跟踪训练】
7.如图7所示是滑轮的两种用法,不计滑轮
重、绳重和摩擦,下列说法中正确的是 ( )
A.甲是定滑轮,使用时可以省力
B.甲是动滑轮,使用时能改变力的方向
C.乙是定滑轮,使用时能改变力的方向
D.乙是动滑轮,使用时可以省力
8.如图 8所示,在一水平地面上,木箱重
400N,受到的摩擦力为200N,用力 F拉动木箱
使它在2s内匀速直线运动了3m(不计绳重、滑
轮重及其摩擦),下列说法正确的是 ( )
A.拉力F的大小为400N
B.拉力F功率为150W
C.绳自由端移动了6m
D.木箱移动速度为3m/s
9.如图9所示,站在小车上的男孩在绳子末
端施加50N的水平拉力F,物体M和小车在水平
地面上做相向的匀速直线运动,物体 M速度为
02m/s,小车速度为0.3m/s,则地面对物体M的
摩擦力为 N,2s后绳子自由端移动的距
离为 m.(不计绳重、滑轮重以及绳与滑
轮的摩擦)
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书
1.如图1所示是指甲剪的示意图,F是剪指
甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的说法正
确的是 ( )
A.指甲剪只由一个杠杆组成
B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是l
D.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是
BC
2.如图2所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,
OA=AB,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用
竖直向上的拉力F,则在保持杠杆水平静止的情
况下 ( )
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时,F将减小
C.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大
D.若物重增加2N,F的大小也增加2N
3.用如图3所示滑轮组拉动物体 A在粗糙
的水平面上运动,不计绳和滑轮的自重.当 F为
20N时,物体A在水平面上做匀速直线运动,此
时物体A受到地面的摩擦力为30N,则滑轮组的
机械效率是 ;当F增大到50N时,物体
A受到地面的摩擦力为 N.
4.湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的
盘山公路(如图4所示),这样车辆向上行驶时可
以 ( )
A.省力 B.省距离
C.省时间 D.省能量
5.如图5所示是某兴趣小组用轻质杆制作
的杆秤,经测试发现量程偏小.下列操作能使杆
秤量程变大的是 ( )
A.将a点向左移
B.将b点向右移
C.换一个质量较小的秤砣
D.将a、b点都向左移等长距离
6.如图6所示,通过滑轮沿水平方向拉动重
为20N的物体A,不计滑轮重及其摩擦.当拉力
F为4N时,物体A受到的拉力为 N;用
这种方法使用滑轮是为了 .
7.如图7所示是仿照人的手臂设计的我国
天宫空间站的机械臂.下列工具使用时与机械臂
属于同类型杠杆的是 ( )
A.夹起食物的筷子
B.拔钉子的羊角锤
C.剪铁丝的钢丝钳
D.起瓶盖的开瓶扳手
8.如图8所示,每个钩码的质量为50g,在均
匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆
恰好水平平衡.在 A、B两处再各加1个钩码,那
么 ( )
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水
平平衡
9.如图9所示,在某轻质杠
杆B点,用弹簧测力计沿竖直方
向提升一重物,当杠杆水平静止
时,弹簧测力计示数为10N,若
OA=10cm,AB=40cm,则物体
的重力大小为 N,此杠杆属于
杠杆.
10.小新利用如图10所示装置进行“探究杠
杆的平衡条件”实验.
(1)如图10甲所示已静止的杠杆,将平衡
螺母向 调节,使其在水平位置平衡.
(2)多次改变钩码的个数和位置,并使杠杆
在水平位置平衡(如图10乙所示),得到如下实
验数据.分析数据可总结出杠杆的平衡条件是
.
次数 动力F1/N动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
(3)实验中多次改变力和力臂的大小,目的
是 .
(4)如图10丙所示的剪刀属于 杠
杆,工人师傅用该剪刀修剪树枝时,应把树枝放
在剪刀的 (选填“A”“B”或“C”)位置,
树枝最容易被剪断.
11.如图11所示,园艺工人在修剪枝条时,
常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了
( )
A.增大动力臂,能够省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.减小动力臂,方便使用
D.减小阻力臂,能够省力
12.下列挪动球形石墩
的方法中,最省力的是 ( )
13.桔槔是《天工开物》中记载的一种原始
的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力
就能将一桶水从井中提起.如图12所示,已知 A
点所挂拗石重力为100N,OA∶OB=2∶1,两侧
悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳
的重力.下列说法错误的是 ( )
A.桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2m3
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为
1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A
向远离O点方向移动
14.端午节时,同学们外出游玩,购买饮料
时,售货员用启瓶器开启饮料瓶的情景如图13
所示.启瓶器在正常使用时,属于 (选
填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆.开启后的瓶
盖中间出现了凹陷,说明力可以使物体发生
.
15.如图14甲所示,用核桃钳夹核桃时,用
力握紧手柄即可夹碎核桃.将上部的手柄 ABC
简化为如图14乙所示的杠杆,若F1=20N,l1=
10cm,l2 =4cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的
大小为 N.
16.如图15所示,
轻质木杆AB的O点用
细线悬挂在天花板上
并保持水平,已知 AB
是OB长度的4倍,AO是AC长度的3倍.在木杆
的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体
物块甲,该物块静止在水平地面上;O点左侧悬
挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙.当乙悬
挂在A点时,甲恰好对地面无压力,则甲的重力
为 N;当乙悬挂在 C点时,甲对地面的
压强为 Pa.(g取10N/kg
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书
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.使用筷子夹起物体时,筷子可以视作杠
杆,此杠杆 ( )
A.费力,但省距离
B.省力,但费距离
C.不省力也不费距离
D.既省力也省距离
2.关于升国旗时,旗杆顶部的滑轮,下列说
法正确的是 ( )
A.使用了动滑轮,为了省力
B.使用了定滑轮,为了省距离
C.使用了动滑轮,为了改变用力方向
D.使用了定滑轮,为了改变用力方向
3.使用一个滑轮匀速提起重物时,下列关于
绳子所受的拉力F与物体重力G的关系判断中,
一定错误的是(不计滑轮和绳的重力及绳子与
滑轮间的摩擦) ( )
A.F=G2 B.F=
G
3
C.F<G D.F=G
4.小猴与小兔在分一个胡萝卜,它们想要平
分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平
平衡,然后沿竖直方向切开,如图1所示.则切开
的胡萝卜质量 ( )
A.左边的大 B.右边的大
C.两边一样大 D.无法判定
5.如图2所示,一根粗细均匀的铁棒 AB静
止在水平地面上,现用力F将铁棒从水平地面拉
至竖直立起.在这个过程中,力 F作用在 A端且
始终与铁棒垂直,则力F将 ( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变小后变大
6.小明在水平地面上做俯卧撑保持静止,身
体与地面平行,可简化成如图3所示的杠杆模
型,他的重心在A点,地面对脚的力作用在O点,
对手的力作用在 B点,且都与身体垂直,小明的
体重为750N,OA长为1m,OB长为1.5m.则地
面对小明手的作用力为 ( )
A.50N B.250N
C.500N D.1125N
7.如图4所示为一根重力不计的均匀杠杆,
一个900N的重物悬挂在 O点.已知杠杆长为
18m,重物悬挂的O点与杠杆左端 A点之间的
距离OA=0.8m,以下操作中有可能使杠杆在
水平位置平衡的是 ( )
A.以A为支点,在B点施加一个竖直向下的力
B.以A为支点,在B点施加一个500N的力
C.以B为支点,在A点施加一个竖直向下的力
D.以B为支点,在A点施加一个400N的力
8.如图 5所示,A物体重 50N,B物体重
30N,此时A物体恰好向右做匀速直线运动,A受
到的滑动摩擦力为重力的0.3倍,忽略绳与轮之
间的摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.动滑轮的重力为
20N
B.A物体对桌面的压
力和A物体的重力是一对
平衡力
C.剪断拉 A物体的绳
子,由于没有绳对A物体的拉力,物体A将静止
D.A物体向右运动0.2m,B物体将竖直下
落0.1m
二、填空题(每空2分,共26分)
9.如图6所示,当用镊子夹取物体时,镊子
相当于 (选填“省力”“费力”或“等
臂”)杠杆,它的支点在 点,手压的位置
越靠近 点,夹起物体时用力越小.
10.如图7所示,美丽乡村建设的工地上,工
人使用一个 (选填“定”或“动”)滑轮
匀速提升重300N的建筑材料(不计绳重和摩
擦),则人的拉力为 N.
11.如图8所示,一根重木棒在始终水平的
动力(拉力)F的作用下以O点为轴,由竖直位置
逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为
L,动力与动力臂的乘积为 M,则 F ,L
,M .(选填“增大”“减小”或
“不变”)
12.如图9所示,在拉力F的作用下,滑轮和物
体A一起向右做匀速直线运动.实验中,弹簧测力
计的示数是 5N,则物体 A所受的摩擦力是
N.若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及
滑轮与绳之间的摩擦,则拉力F是 N.若
滑轮移动了2m,则物体A移动了 m.
13.如图10所示是用均
匀轻杆和轻质滑轮组成的
装置,O点在杆的 15长度
处,物块重 80N,那么拉力
F的大小是 N,使
杆倾斜到45°角的过程中,F大小 (选
填“变大”“不变”或“变小”).
三、作图题(共4分)
14.如图11所示,杠杆处于平衡状态,画出
球A所受重力的示意图(重心在球心处)和力F
的力臂l.
四、实验探究题(共30分)
15.(14分)在“探究定滑轮和动滑轮的特
点”实验时,小明用同一个滑轮做了四次实验,
前两次按图12甲、乙进行,后两次按图丙进行,
并将测得的数据记录在表格中.
实验
序号
钩码重
G/N
钩码上升的
高度h/cm
拉力
F/N
绳子自由端移
动的距离s/cm
1 1.0 20.0 1.0 20.0
2 2.0 20.0 2.0 20.0
3 1.0 20.0 0.7 40.0
4 2.0 20.0 1.2 40.0
(1)分析第1、2次的数据及观察到的现象,
可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”
或“不能”)省力, (选填“可以”或“不
能”)改变力的方向;用图乙进行实验时,若小明
将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,
拉力的大小将 (选填“变大”“不变”或
“变小”).
(2)用图12丙进行实验时,应沿
方向匀速拉动绳子自由端.分析第3、4次数据发
现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主
要是因为 .
(3)利用图丙进行第4次实验时,有用功为
J,机械效率为 (计算结果保
留一位小数).
16.(16分)如图13所示,小勇利用铁架台、
带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若
干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆
的平衡条件.
(1)实验前,杠杆静止在如图13甲所示的
位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或
“非平衡”)状态.
(2)为了便于测量 (选填“力”或
“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡.为此,应将
平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图13
乙所示,在 A点挂 3个钩码,则应在 B点挂
个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平
衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆
(选填“左”或“右”)端将下沉.
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖
直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转
一小段至如图13丙所示位置.在旋转过程中,要
使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示
数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不
变”).
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是:动
力 × = ×阻力臂
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书
(3)剪断绳子,因为 F浮 >G木,所以木块上
浮,静止时会漂浮在水面上,此时木块受到的浮
力等于自身的重力,即F′浮 =G木 =12N,所以排
开水的体积
V′排 =
F′浮
ρ水 g
= 12N
10×103kg/m3×10N/kg
=
1.2×10-4m3
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檪檪檪檪檪
殏
殏殏
殏
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简单机械
【内容解读】
考点一 杠杆及其五要素
1.杠杆 力 固定点
2.动力 阻力 作用线
考点二 杠杆的平衡条件
1.F1l1 =F2l2
2.(1)> (2)< (3)=
考点三 滑轮
1.定 动 等臂 能 不能
2.省力 力的方向 1n
1
nG
【跟踪训练】
1.D 2.B
3.如图所示
4.D 5.D
6.是 右 a
7.D 8.C
9.150 3
【真题回放】
1.C 2.C
3.75% 30
4.A 5.D
6.8 省力
7.A 8.C
9.50 省力
10.(1)左
(2)F1l1 =F2l2
(3)寻找普遍规律
(4)省力 B
11.D 12.A 13.A
14.省力 形变
15.50
16.60 2000
【专题检测】
1.A 2.D 3.B 4.A
5.A 6.C 7.B 8.D
9.费力 A C
10.定 300
11.增大 减小 增大
12.5 10 4
13.160 不变
14.如图所示
15.(1)不能 可以 不变
(2)竖直 动滑轮自身受到重力
(3)0.4 83.3%
16.(1)平衡
(2)力臂 左
(3)2 左
(4)变大
(5)动力臂
檪檪檪檪檪檪
檪檪檪檪檪檪
殏
殏殏
殏
阻力
功和机械能
【内容解读】
考点一 功
1.力 移动的距离
考点二 功率
1.功 时间 做功快慢 P=Wt 瓦特
W
2.不一定 不一定
考点三 机械效率
1.有用功 额外功
2.有用功 总功 η=
W有
W总
1
考点四 动能和势能
1.运动 质量 速度 大
2.重力 质量 高度 大
3.弹性形变 弹性形变 大
考点五 机械能及其转化
1.动能 势能
2.保持不变 守恒
【跟踪训练】
1.A 2.A
3.= >
4.10 16
5.A 6.B
7.360 36
8.4 2
9.B 10.D
11.24 60%
12.(1)匀速直线
(2)重物上升高度
(3)83.3%
(4)越高
(5)0.8
(6)不变
13.C 14.C
15.速度 质量
16.(1)木块被推出的距离
(2)钢球与木块将会一直做匀速直线运动
(3)乙 相同
(4)甲 不同
(5)重力势能的大小与物体的质量和高度
有关(或物体的质量越大、高度越大,重力势能
越大)
17.D 18.B
19.动 变小
20.动 变小
【真题回放】
1.2.4 1.2
2.C
3.5000 200 30
4.3 0.6 70%
5.减小 可能 不可能
6.A
7.2 90%
8.(1)匀速直线 0.05
(2)0.3 80%
(3)大 无关
(4)A
9.D 10.C 11.B
12.0 重力势 不变
13.100 90
14.动 100 80%
【专题检测】
1.C 2.A 3.D 4.B
5.B 6.A 7.D 8.C
9.3.3×105 减小
10.0.6 7.2×104 7.2×103
11.变小 最大 大于
12.80% 50
13.1∶1 1∶4 1∶2
14.(1)重力势 木块
(2)质量 速度
(3)不能
(4)惯性
15.(1)甲 乙
(2)匀速竖直 80%
(3)无关
(4)1 3
16.解:(1)已知斜面长 s=30m,时间 t=
10s,物体的速度
v= st=
30m
10s=3m/s.
(2)物体的重力
G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
克服物体重力做的有用功
W有 =Gh=5000N×15m=7.5×10
4J,
拉力做的总功
W总 =Pt=1×10
4W×10s=1×105J,
斜面的机械效率
η=
W有
W总
=75×10
4J
1×105J
=75%.
(3)克服物体受到的摩擦力做的额外功
W额 =W总 -W有 =1×10
5J-7.5×104J=
2.5×104J,
物体受到的摩擦力
f=
W额
s =
25×104J
30m ≈8333N.
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