浙教版九年级科学中考复习课件：简单机械

课件74张PPT。 　简单机械分块讲解一　杠杆【知识回顾】
杠杆
(1)杠杆指的是在力的作用下,能绕固定点转动的硬
棒。
(2)杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻
力臂。动力臂:从支点到___________的距离。阻力
臂:从支点到___________的距离。动力作用线阻力作用线(3)杠杆平衡条件①杠杆平衡的含义:杠杆在动力和阻力作用下,保持静止状态或匀速转动状态,称为杠杆平衡。
②杠杆平衡条件:“动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂”,即:F1×l1=F2×l2。(4)杠杆的分类和应用。
省力杠杆:动力臂_____阻力臂的杠杆。特点:省力
但多移动_____。
费力杠杆:动力臂_____阻力臂的杠杆。特点:费力
但少移动_____。
等臂杠杆:动力臂_____阻力臂的杠杆。特点:既不省力也不费力,又不多移动距离。大于距离小于距离等于(5)人体内的杠杆。
如图分别是仰头、跷足、屈肘所代表的三种杠杆。【基础落实】
1.(2016·厦门)在如图所示的四种剪刀中,最适用
于剪开较硬物体的是 ( )B解析　剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以B最适合。2.(2017·丽水)如图所示,使用时属于费力杠杆的
是 ( )A解析　A、用镊子夹石块,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;B、用瓶起子开瓶盖,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、用羊角锤拔钉子,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D错误。3.(2017·鄂州)到野外郊游时,小明和爸爸喜欢钓
鱼。鱼上钩后,小明感觉鱼在水中时很轻,拉出水面
后“变重”,在把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到
的 ( )
A.浮力增大,鱼竿是省力杠杆
B.重力增大,鱼竿是省力杠杆
C.浮力减小,鱼竿是费力杠杆
D.重力减小,鱼竿是费力杠杆C解析　把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼排开水的体积逐渐减小,根据F浮=ρ液gV排可知:鱼受到的浮力逐渐减小,而鱼的重力是不变的,由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力;所以拉力逐渐变大,即感到鱼“变重”;钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是一种费力杠杆;由此可知选项C正确,故选C。4.(2016·绍兴)下列杠杆能平衡的是(杆重和摩擦均
不计) ( )C解析　选项C中力和力臂的乘积:左边=10 N×3L,右边=15 N×2L,因为10 N×3L=15 N×2L,所以杠杆平衡。【要点精讲】
要点1　杠杆的特点及应用
【重要提示】杠杆的分类:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。还要明确:使用杠杆省力就费距离,费力就省距离,既省力又省距离的机械是不存在的。同时要注意动力臂的变化,当阻力和阻力臂不变时,动力臂减小,动力会增大。【例1】(2017·金华)在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模式图:引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。由图2可知,该杠杆属于_____杠杆。在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐_____。?解析　由图可知,动力臂OB大于阻力臂OA,所以该杠杆属于省力杠杆;当逐渐抬高引擎盖的过程中,重心A向左上方运动,重力的方向不变,由力臂的定义可知,重力的力臂会变小。
答案　省力　变小【变式训练1】(2017·绍兴)如图甲是制作面团的情景,把竹竿的一端固定在绳扣中,人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力,面团被不断挤压后变得更有韧性,图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是 (　　)A.面团对杆的作用力方向向下
B.面团对杆的作用力大小等于F
C.面团被压扁说明力能使物体发生形变
D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离解析　A、由图示可知,面团在B点受到的力向下,根据物体间力的作用是相互的,则杠杆在B点受到的力向上;B、力F是动力,在B点受到的力是阻力,由图示可知,动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力大于动力,即杠杆在B点受到的力大于F;C、面团受力后被压扁说明力能使物体发生形变;D、由图示可知,A点的力臂大于B点的力臂,省力,但要多移动距离,A点移动的距离大于B点移动的距离。
答案　C要点2　杠杆平衡条件的应用
【重要提示】杠杆在水平位置平衡,知道两边力臂、左边力的大小,利用杠杆平衡条件求右边力的大小;保持G1位置不变,即左边的力和力臂不变;右边的力不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,右边的力臂不变,据此确定G2应该移动到的位置,找出杠杆的几个要素,应用杠杆平衡条件求拉力大小。利用杠杆的平衡分析法及其应用可以解题。【例2】(2017·衢州)如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,OA=0.2 m,
OB=0.1 m,G1=2 N。杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时,G2的重力为________N。?
(2)松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′(B′点对应B点),保持G1位置不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,则G2应该移动至______________。?
A.B′点处　　　 B.①点处
C.②点处 D.③点处解析　(1)如图甲,杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件得:G1×OA=G2×OB,即:2 N×0.2 m=G2×0.1 m,解得:G2=4 N。
(2)保持G1位置不变,即左边的力和力臂不变;G2不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,应该使右边的力臂不变;原来G2的力臂为OB,所以G2应该移动到②点处,故选C。
答案　(1)4　(2)C【变式训练2】(2017·嘉兴)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是(　　)A.刀刃很薄可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力解析　本题考查杠杆平衡条件的应用。刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的,故A错误。铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,实质上是一种省力杠杆,故B错误。甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小,根据杠杆的平衡条件可知,动力会越小,更易被切断,故C正确。手沿F1方向用力比沿F2方向时的动力臂要小,根据杠杆平衡条件可知,动力越大,故D错误。故选C。
答案　C分块讲解二　滑轮【知识回顾】
滑轮
(1)定滑轮:在使用时,轴位置固定不动的滑轮叫做定滑轮,如图甲。其实质是一个等臂杠杆,如图乙。特点:使用定滑轮既不省力,也不省距离,但可以_____
力的方向。改变(2)动滑轮:在使用时,轴随着物体一起运动的滑轮叫做动滑轮,如图甲。其实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,如图乙。特点:省_____力,但不能改变力的方向,省了力但要
费距离。
(3)滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成,既能省力
也能改变_________。一半力的方向【基础落实】
1.(2015·台州)使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个_______滑轮,用来改变拉力的方向。?定(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,
可减小_____臂,剪断物体更省力。阻力解析　(1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向。(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,越省力。因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。2.(2017·云南)某工人用如图所示的装置,将重150 N
的木块在10 s内竖直向上匀速提升4 m,此装置是
_______(选填“定”或“动”)滑轮,该工人拉力的
功率为_______W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)。?动60解析　图中的滑轮随物体一起运动,此装置是动滑
轮;滑轮和绳的重力、摩擦均不计,工人拉力做的功:W=Gh=150 N×4 m=600 J,该工人拉力的功率:
P= =60 W。3.(2016·泰安)如图所示,物体A在水平拉力F的作用
下,沿水平面以0.4 m/s的速度运动了2 s,弹簧测力
计的示数为5 N,拉力F做功为______J。?8解析　F=5 N,s=2s物=2v物t=2×0.4 m/s×2 s=1.6 m,
拉力做功:W=Fs=5 N×1.6 m=8 J。【要点精讲】
要点　定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点
【重要提示】定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点和功率的计算需要了解定滑轮、动滑轮和滑轮组的省力特点及绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系,这些是正确解题的基础。【例】(2017·台州)小柯用图中装置提升重为
400 N的物体,不计摩擦和滑轮自重,下列说法正确
的是 (　　)A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1 m,物体也上升1 m
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200 N
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向解析　本题考查滑轮组的特点。由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,故A错误。使用动滑轮时,物体上升1 m,则绳子的自由端会通过2 m,故B错误。不计摩擦和滑轮自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400 N,则拉力为200 N,故C正确。使用动滑轮能省力,使用定滑轮能改变力的方向,故D错误。故选C。
答案　C【变式训练】
(2016·宁波)如图,用5 N的力F向下拉绳子,使物体在6 s内匀速上升0.3 m。这一过程中 (　　)
A.物体上升速度为0.1 m/s
B.拉力所做的功为1.5 J
C.拉力做功的功率为0.5 W
D.物体的机械能守恒解析　物体上升速度v= =0.05 m/s,由图知,n=2,则
s=2h=2×0.3 m=0.6 m,拉力所做的功:W=Fs=5 N×
0.6 m=3 J,拉力做功的功率P= =0.5 W,物体在上
升的过程中,除了重力做功以外还有拉力做功,机械
能不守恒。
答案　C分块讲解三　综合提升
【综合运用】
压力、压强和简单机械的有关计算
【重要提示】杠杆平衡条件的应用,要熟练掌握杠杆平衡条件,压强公式、重力的计算及杠杆的平衡条件的应用,综合性较强,要求学生能正确求出杠杆所受压力的大小及方向,再由杠杆的平衡即可解决问题。特别是在动态变化的题目中,要分析力的大小和力臂的大小变化情况。【例】(2016·衢州)(1)如图甲所示(杠杆自身质量
和摩擦忽略不计,固定装置未画出),O为支点,OA=OD
=3OB=0.6 m,CD=0.2 m。在做背景的白纸上作有以O
为圆心、半径为0.2 m 的圆。在A点挂5 N的重物G,
要使杠杆水平平衡,则作用在B点竖直向下的力FB应为
__________N,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、FD两
个力,且每次都使杠杆在水平位置平衡,则FC、FD大小
关系为________。?(2)如图乙,在注射器A、B处分别扎一个等大的小孔,插入两根相同规格的硬质塑料管(连接处密封),并在管上分别系一个未充气的同规格气球(连接处不漏气)。先慢慢往外拉活塞,使注射器中充满空气,接着快速向内推动活塞,在此过程中可观察到A、B两孔处气球的鼓起情况是________(填序号)。?
①A孔处气球大　②B孔处气球大　③两个气球一样大解析　(1)根据杠杆平衡条件可得:G×OA=FB×OB,
OA=3OB=0.6 m,则OB=0.2 m,所以,作用在B点竖直向
下的力FB= =15 N;由图可知,FC、
FD两个力的力臂均与FB的力臂相等,都是圆的半径,阻
力和阻力臂不变,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、
FD两个力,且每次都使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆
平衡条件可知,FC、FD大小关系为FC=FD。(2)由图可知B的下端注射器的横截面积大,A的下端注射器的横截面积小,快速向内推动活塞,B的下端空气流速小,压强大,A的下端空气流速大,压强小,所以,在此过程中可观察到A、B两孔处气球的鼓起情况是B孔处气球大。
答案　(1)15　FC=FD　(2)②【变式训练】(2017·毕节)利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为30 N,边长为10 cm的正方体物体。拉力F的大小为3 N,物体在水平地面上匀速运动时,受到地面对它的摩擦力为4.5 N。求:(1)A处拉力大小。
(2)正方体物体对地面的压强是多少?
(3)若拉力F以0.5 m/s的速度匀速拉了4 s,求A处拉力所做的功是多少?解析　(1)物体在水平地面上匀速运动时处于平衡状
态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则A处拉力:
F=f=4.5 N。(2)正方体物体对地面的压力:F压=G=30 N,
受力面积:S=L2=(10 cm)2=100 cm2=0.01 m2,对地面的
压强:p= =3 000 Pa。(3)由v= 可得,绳端移动的距离:s绳=vt=0.5 m/s×
4 s=2 m,由图可知,n=2,由s绳=ns物可得,物体运动
的距离:s物= =1 m,则A处拉力所做的功:
W=Fs物=4.5 N×1 m=4.5 J。
答案　(1)4.5 N　(2)3 000 Pa　(3)4.5 J【实验探究】
杠杆的平衡
【重要提示】杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用线的距离就是力臂(重力的方向跟杠杆垂直),同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,无论两侧挂几组钩码,每一组都有自己的力与力臂,因此,求出每一个力与相应力臂的乘积,再相加,就是整个这一侧的结果,同样表示出另一侧,看两者是否平衡。测力计在研究杠杆平衡条件时的应用,关键是能够正确读出测力计的示数,并分析出对应的力臂大小。【例】(2017·成都)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码的重力相等,杠杆刻度均匀。(1)平衡时,应该让杠杆静止在________位置。?
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图甲所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2=______m。?(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是________。?
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们进一步探究,如果杠杆受到 F2、F3两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了图乙所示的结果。根据这个结果,可以初步得到,在这种情况下杠杆的平衡条件为:F1L1=______________。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)?解析　(1)为了便于从杠杆上直接读取力臂,在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡。
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:1.5 N×0.1 m=
1 N×L2,得:L2=0.15 m。(3)A.铁架台自身的重力足够大目的是使杠杆稳定,但对杠杆的平衡无影响;B.单个钩码的重力不完全相等,则多个钩码总重力无法确定,对实验结果有影响;C.悬挂钩码的绳套重力偏大,会对力的真实值有影响;D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏,对测量结果造成误差,故选A。(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知,杠杆右侧F3L3+F2L2=2G×2L+2G×4L=12GL;杠杆左侧F1L1=4G×3L=12GL,故左侧等于右侧,故F3L3+F2L2=F1L1。
答案　(1)水平　(2)0.15　(3)A　(4)F3L3+F2L2【变式训练】(2016·丽水)在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)安装好杠杆,调节杠杆两端,使杠杆在水平位置平衡;把钩码挂在杠杆A点(如图甲),为方便直接从杠杆上读出力臂,应在B点沿着________的方向拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。?(2)如图乙,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数将________。?解析　(1)当支点到力的作用点的距离成为力臂时,力臂最大,拉力最小,所以应在B点沿着竖直向下的方向拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡;
(2)由图可知,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
答案　(1)竖直向下　(2)先变小后变大【易错警示】
杠杆的应用
【例】(2017·杭州)小金将长为0.6 m,质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40 N的物体,肩上支点O离后端A为0.2 m,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示。小金的质量为50 kg,则此时手压木棒的力大小为__________N,肩对木棒的支持力大小为__________N,人对地面的压力大小为______N。(g取10 N/kg)?解析　本题考查杠杆平衡条件的应用。根据杠杆的平
衡条件,有FA·OA=FB·OB,可得FB=
=20 N;肩对木棒的支持力F=FA+FB=40 N+20 N=60 N;
人对地面的压力大小等于人与物体的总重力,有:
F′=G总=mg+FA=50 kg×10 N/kg+40 N=540 N。
答案　20　60　540