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专题01 杠杆与滑轮
苏科版
主讲老师:
20XX.XX.XX
单元复习
目录
01
02
03
方法模型归纳
巩固提升
知识清单
第一部分 知识清单
知识清单
知识清单
第二部分 方法模型归纳
一、杠杆
一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。
注意:硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。
“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。
1.支点:绕着转动的固定点(O);
2.动力:使杠杆转动的力(F1);
3.阻力:阻碍杠杆转动的力(F2);
O
F1
F2
4.动力臂:从支点到动力作用线的距离L1;
L1
5.阻力臂:从支点到阻力作用线的距离L2;
L2
力臂
从支点到力的作用线的距离,用l表示。
一、杠杆
画力臂的要求
从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂。
(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。
注意: 必要时要用虚线将力的作用线延长。
(1)先确定杠杆的支点O和动力、阻力的方向。
最后用大括号或箭头勾出力臂,并在旁边写上字母l1或l2。
一、杠杆
【例1】关于杠杆,下列说法中正确的是( )。
A.杠杆一定是一根直的硬棒;
B.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置;
C.力臂可能在杠杆上,也可能不在杠杆上;
D.从支点到动力作用点的距离叫动力臂
C
二、滑轮
使用时,轴固定不动(滑轮不随物体移动)的滑轮,叫定滑轮。
定滑轮
使用定滑轮不省力; 不省距离,可以改变力的方向。
定滑轮实质上是个等臂杠杆
可以改变力的方向是指:
拉力的方向与物体运动方向相反(或不同)。
物体运动方向
拉力方向
二、滑轮
动滑轮
货物上升时,滑轮(轴)随物体一起移动叫动滑轮。
使用动滑轮可以省力, 但不改变力的方向,且费距离。
O
G
l1
l2
F
O
G
l1
l2
F
动力作用在轮上,省力但费距离
动力作用在轴上,费力但省距离
F=
G+G动
2
F=
2G+G动
F
G动
G
G动
动滑轮实质是个动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆
二、滑轮
【例2】下列各图中利用了动滑轮的是( )。
D
二、滑轮
滑轮组
定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
甲
乙
二、滑轮
使用该滑轮组省力费距离。
图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走,所以拉力移动的距离为s=3h。
分析动滑轮受力可知,四个力平衡:F1+F2+F=G物
∵同一根绳子上的力相等:F1=F2=F
∴3F=G物
F
F1
F2
G
①
③
②
结 论
拉力:
拉力移动的距离:s=3h
一、绳的固定端连接动滑轮
一、力的关系
二、距离的关系
二、滑轮
使用该滑轮组省力费距离。
图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为2h。
图中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重,因为同一根绳子上的力相等,所以拉力的大小:
结 论
拉力:
拉力移动的距离:s=2h
二、绳的固定端连接定滑轮
一、力的关系
二、距离的关系
②
F
G
①
二、滑轮
三、滑轮组的连接规律
3段绳子承担
2段绳子承担
5段绳子承担
4段绳子承担
绳子的开始端挂在定滑轮上,物重由偶数段绳子承担。
绳子的开始端挂在动滑轮上,物重由奇数段绳子承担。
二、滑轮
【例3】如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,物体在4s内上升2m,所用的拉力为125N,此过程中,绳子自由端移动的距离为___________m,拉力的功率是___________W,如果不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为___________N。
4
125
50
第三部分 巩固提升
巩固提升
类型1:杠杆五要素
ACD
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( )。
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
巩固提升
类型2:力臂作图
画出图中羊角锤所受力F的力臂L。
巩固提升
类型3:最小力作图
如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物G,绳的拉力为F2,O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
巩固提升
类型4:探究杠杆平衡条件
如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_______(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡;
左
巩固提升
类型4:探究杠杆平衡条件
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:_________(用字母表示)。他这样得出的结论_________(合理/不合理);原因是:_________________;
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,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平衡条件不相符,其原因是:_____________。
F1l1=F2l2
不合理
实验次数太少,得出的结论不具有普遍性
杠杆本身受到重力
巩固提升
类型5:杠杆动态平衡分析
B
如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时AB部分水平,保持重物静止不动,而使绳绕A点从图示位置沿图中的虚线转动,则( )。
A.逆时针转,F先变小后变大 B.顺时针转,F先变小后变大
C.逆时针转,F先变大后变小 D.顺时针转,F先变大后变小
巩固提升
类型6:杠杆的分类
C
学校举行升旗仪式时,旗杆上端的滑轮相当于一个杠杆,下列工具和它是同一类的是( )。
巩固提升
A
如图所示,滑轮______(选填“A”或“B”)可以看作等臂杠杆;若物体的重力均为30N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为______N,使用B滑轮______(选填“能”“不能”)省功。
类型7:识别定滑轮和动滑轮
30
不能
巩固提升
A
类型8:理想状态下滑轮组的计算
在图示的装置中,已知重物G1=500N牛,重物G2=1200N牛,在摩擦和动滑轮重力均不考虑的情况下,使重物G1保持平衡的拉力F应等于( )。
A.500牛 B.600牛 C.1200牛 D.250牛
巩固提升
B
类型9:非理想状态下滑轮组的计算
如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( )。
A.3N B.6N C.11N D.22N
巩固提升
D
类型10:水平方向滑轮组的计算
用水平力F1拉动如图所示装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是( )。
A.F1=F2 B.F2<F1<2F2 C.F1=2F2 D.F1>2F2
巩固提升
类型11:滑轮组的绕绳
如图所示,在图中画出最省力的绕绳方法。
THANKS
THANKS
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