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第39頁(共39頁)2024-2025學年下學期初中物理滬科版八年級同步經(jīng)典題精練之簡單機械綜合題一.選擇題(共8小題)1.(2024秋?句容市期末)下列工具在使用時可視為杠桿,能夠省距離的是()A.鑷子 B.開瓶器 C.核桃夾 D.鋼絲鉗2.(2024秋?漢臺區(qū)期末)如圖所示,輕質杠桿AOB的支點是O,AO=BO。若在A和B端分別懸掛兩個重物后,杠桿恰好在圖示位置平衡,則()A.A端較重 B.B端較重 C.兩邊一樣重 D.無法確定3.(2024秋?沛縣期末)如圖所示,使用鑷子夾取物體時,下列說法正確的是()A.B是支點 B.AB是動力臂 C.OB是阻力臂 D.鑷子是省力杠桿4.(2024秋?海陵區(qū)期末)如圖所示,用手扣緊不銹鋼碗夾器后,可抓取滾燙的菜碗。該碗夾器在使用時屬于()A.省力杠桿 B.等臂杠桿 C.費力杠桿 D.無法確定5.(2024秋?閻良區(qū)期末)學校國旗桿的頂端有一個滑輪,升旗時旗手緩緩向下拉繩子,國旗就會緩緩上升。使用該滑輪可以()A.省力 B.省距離 C.省功 D.改變動力的方向6.(2024秋?沛縣期末)如圖所示,漢代畫像磚上描繪了“泗水取鼎”的畫面。兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。下列說法正確的是()A.使用的是定滑輪,可以省力 B.使用的是定滑輪,可以改變力的方向 C.使用的是動滑輪,可以省力 D.使用的是動滑輪,可以改變力的方向7.(2024秋?蘇州期末)如圖甲所示是歐洲中世紀使用的吊車,如圖乙所示是我國古人使用的絞車。關于吊車與絞車的認識,下列說法錯誤的是()A.圖甲的吊車是輪軸與定滑輪的組合 B.圖甲中工人腳踩巨輪走過的距離一定大于重物上升的高度 C.圖乙的絞車是輪軸與定滑輪、動滑輪的組合 D.圖乙中的定滑輪改變了施力方向8.(2024秋?無錫期末)如圖所示為鐵路輸電線的牽引裝置原理圖,采用墜砣牽引來自動補償輸電線的張緊,以此保障列車電極與輸電線的接觸。鋼繩通過滑輪組懸掛配重為5000N的墜砣,輸電線的一端P點與B滑輪相連被張緊。若某段時間內墜砣豎直下降了10cm,不計滑輪和鋼繩自重、摩擦,則下列說法正確的是()A.A是動滑輪,B是定滑輪 B.A滑輪、B滑輪均為動滑輪 C.輸電線P點向左移動了20cm D.輸電線P端受到的拉力為1×104N二.填空題(共5小題)9.(2024秋?泗陽縣期末)使用簡單機械可以方便人們的生活。園林工人使用剪刀時把被剪物體盡量(填“靠近”或“遠離”)剪刀的轉動軸,這樣可以更省力;舉行升旗儀式時旗桿頂部的定滑輪的作用是(“省力”或“改變力的方向”);山區(qū)的公路修成盤山公路,是因為盤山公路相當于簡單機械中的,可以省力。10.(2024秋?宿城區(qū)期末)使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。(1)如圖甲,旗桿的頂端安裝一個滑輪,使用它的好處是。(2)如圖乙,小明和小杰握著兩根較光滑的木棍。小張將繩子的一端系在其中一根木棍上。然后依次將繩子繞過兩根木棍,小明和小杰相距一定的距離,握緊木棍站穩(wěn)后,小張在B處拉繩子的另一端,用很小的力便能拉動他們。此實驗說明了。11.(2024秋?高郵市期末)如圖所示,使用滑輪分別按甲、乙兩種方式勻速提升同一重物,不計滑輪自重,不計繩重及輪、軸間摩擦,使用甲裝置的好處是;使用乙裝置的好處是。12.(2024秋?沛縣期末)用如圖所示的十字扳手擰螺栓時,一只手穩(wěn)住扳手,另一只手在A、B或C中哪個位置更容易擰動螺栓?請你作出判斷并說明其中的道理:。13.(2024秋?海陵區(qū)期末)如圖所示,AC為刻度間隔相等的輕質杠桿,B處掛4N的物體。為使杠桿在水平位置平衡,則在C端施加的最小力是N,方向是。若在A端施加一個拉力F,剛好使杠桿在水平位置平衡時為等臂杠桿,請回答是否存在拉力F?如存在,準確寫出拉力F的方向;如不存在,試說明理由。、。三.作圖題(共1小題)14.(2024秋?蓮湖區(qū)期末)如圖,這是活塞式抽水機的示意圖,請作出動力F1的力臂l1。四.實驗探究題(共1小題)15.(2024秋?儀征市期末)小明根據(jù)“探究杠桿的平衡條件”實驗要求,完成下列各題:(1)實驗開始時,杠桿靜止時如圖甲所示,杠桿處于(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài),小明通過調節(jié)杠桿右端的螺母向移動(選填“左”或“右”),使杠桿在水平位置平衡,然后進行下面的實驗探究。(2)當彈簧測力計由圖乙的豎直地拉著變成傾斜地拉著,使杠桿在水平位置靜止時,彈簧測力計的示數(shù)將(選填“變大”、“不變”或“變小”)。(3)小明對原來裝置進行改裝如丙圖,杠桿的自重是G0,C點和A點分別是杠桿總長度的12處和14處,小明兩次將重為G的鉤碼分別掛在A點和C點,使鉤碼上升同樣的高度,已知G0=12G,兩次機械效率分別是ηA和ηC(4)有人用輕質杠桿組裝成如圖丁,輕質杠桿可繞O轉動,在A點始終受一垂直作用于杠桿的力,在從A緩慢轉動到A位置時,力F將。A.變大B.變小C.先變大,后變小D.先變小,后變大
2024-2025學年下學期初中物理滬科版八年級同步經(jīng)典題精練之簡單機械綜合題參考答案與試題解析題號12345678答案ABCCDBCD一.選擇題(共8小題)1.(2024秋?句容市期末)下列工具在使用時可視為杠桿,能夠省距離的是()A.鑷子 B.開瓶器 C.核桃夾 D.鋼絲鉗【考點】杠桿的分類.【專題】應用題;簡單機械;應用能力.【答案】A【分析】結合圖片和生活經(jīng)驗,先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿?!窘獯稹拷猓篈、鑷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,屬于費力杠桿,費力省距離,故A正確;B、開瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,省力費距離,故B錯誤;C、核桃夾在使用過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,省力費距離,故C錯誤;D、鋼絲鉗在使用過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,省力費距離,故D錯誤。故選:A?!军c評】此題考查的是杠桿的分類,主要包括以下幾種:①省力杠桿,動力臂大于阻力臂;②費力杠桿,動力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動力臂等于阻力臂。2.(2024秋?漢臺區(qū)期末)如圖所示,輕質杠桿AOB的支點是O,AO=BO。若在A和B端分別懸掛兩個重物后,杠桿恰好在圖示位置平衡,則()A.A端較重 B.B端較重 C.兩邊一樣重 D.無法確定【考點】杠桿的平衡條件的應用.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】B【分析】根據(jù)圖中確定兩側力臂大小,結合杠桿平衡條件分析力的大小?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)力臂是從支點到力的作用下的距離,左側力臂大于右側,故右側的力臂較小,根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知GA<GB,B端較重,故B符合題意,ACD不符合題意。故選:B?!军c評】本題考查杠桿平衡條件的應用,屬于中檔題。3.(2024秋?沛縣期末)如圖所示,使用鑷子夾取物體時,下列說法正確的是()A.B是支點 B.AB是動力臂 C.OB是阻力臂 D.鑷子是省力杠桿【考點】杠桿的分類;杠桿及其五要素.【專題】應用題;簡單機械;應用能力.【答案】C【分析】結合圖片和生活經(jīng)驗,首先判斷鑷子在使用過程中,圍繞轉動的支點,根據(jù)支點的位置比較動力臂和阻力臂的大小關系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿?!窘獯稹拷猓喝鐖D,在使用鑷子時,繞O點轉動,所以O點是支點,阻力作用點在B點處,OB的長度為阻力臂,動力作用點在A點處,OA的長度為動力臂,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故ABD錯誤,C正確。故選:C。【點評】本題考查杠桿支點的判斷和分類,這類題目的關鍵是對支點和力臂的判斷,另外,要結合生活實際來解答。4.(2024秋?海陵區(qū)期末)如圖所示,用手扣緊不銹鋼碗夾器后,可抓取滾燙的菜碗。該碗夾器在使用時屬于()A.省力杠桿 B.等臂杠桿 C.費力杠桿 D.無法確定【考點】杠桿的分類.【專題】應用題;簡單機械;應用能力.【答案】C【分析】結合圖片和生活經(jīng)驗,先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿?!窘獯稹拷猓翰讳P鋼夾碗器在使用時,動力臂小于阻力臂,符合費力杠桿的特征,故ABD錯誤,C正確。故選:C?!军c評】此題考查的是杠桿的分類,主要包括以下幾種:①省力杠桿,動力臂大于阻力臂;②費力杠桿,動力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動力臂等于阻力臂。5.(2024秋?閻良區(qū)期末)學校國旗桿的頂端有一個滑輪,升旗時旗手緩緩向下拉繩子,國旗就會緩緩上升。使用該滑輪可以()A.省力 B.省距離 C.省功 D.改變動力的方向【考點】定滑輪改變力的方向.【專題】簡單機械;理解能力.【答案】D【分析】使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。定滑輪不省力,但是可以改變力的方向,實質上是動力臂等于阻力臂的杠桿?!窘獯稹拷猓簩W校國旗桿頂端的滑輪,使用時軸的位置固定不動,是定滑輪,不能省力,但是可以改變力的方向。故選:D?!军c評】此題考查了定滑輪的特點,比較簡單,屬基礎題。6.(2024秋?沛縣期末)如圖所示,漢代畫像磚上描繪了“泗水取鼎”的畫面。兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。下列說法正確的是()A.使用的是定滑輪,可以省力 B.使用的是定滑輪,可以改變力的方向 C.使用的是動滑輪,可以省力 D.使用的是動滑輪,可以改變力的方向【考點】定滑輪與動滑輪的區(qū)別.【專題】應用題;簡單機械;應用能力.【答案】B【分析】軸的位置固定不動的滑輪叫做定滑輪,使用定滑輪不省力,但可以改變力的方向?!窘獯稹拷猓河蓤D可知,滑輪位置固定不動,屬于定滑輪;使用定滑輪不省力,但可以改變力的方向,故ACD錯誤,B正確。故選:B?!军c評】本題考查了動滑輪與定滑輪的辨別,屬于基礎題。7.(2024秋?蘇州期末)如圖甲所示是歐洲中世紀使用的吊車,如圖乙所示是我國古人使用的絞車。關于吊車與絞車的認識,下列說法錯誤的是()A.圖甲的吊車是輪軸與定滑輪的組合 B.圖甲中工人腳踩巨輪走過的距離一定大于重物上升的高度 C.圖乙的絞車是輪軸與定滑輪、動滑輪的組合 D.圖乙中的定滑輪改變了施力方向【考點】輪軸及其應用;定滑輪改變力的方向.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】C【分析】輪軸:由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪,小輪叫軸。作用:可以省力和改變力的方向。使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。定滑輪不省力,但是可以改變力的方向,實質上是動力臂等于阻力臂的杠桿?!窘獯稹拷猓篈.圖甲的吊車是輪軸與定滑輪的組合,故A正確,不符合題意;B.圖甲中工人腳踩巨輪走過的距離一定大于重物上升的高度,故B正確,不符合題意;C.圖乙的絞車是輪軸與兩個定滑輪的組合,故C錯誤,符合題意;D.圖乙中的定滑輪改變了施力方向,故D正確,不符合題意;故選:C?!军c評】本題考查輪軸及定滑輪特點,屬于基礎題。8.(2024秋?無錫期末)如圖所示為鐵路輸電線的牽引裝置原理圖,采用墜砣牽引來自動補償輸電線的張緊,以此保障列車電極與輸電線的接觸。鋼繩通過滑輪組懸掛配重為5000N的墜砣,輸電線的一端P點與B滑輪相連被張緊。若某段時間內墜砣豎直下降了10cm,不計滑輪和鋼繩自重、摩擦,則下列說法正確的是()A.A是動滑輪,B是定滑輪 B.A滑輪、B滑輪均為動滑輪 C.輸電線P點向左移動了20cm D.輸電線P端受到的拉力為1×104N【考點】滑輪組的中的相關計算;定滑輪與動滑輪的判斷.【專題】簡單機械;功、功率、機械效率;應用能力.【答案】D【分析】(1)軸不隨物體運動的滑輪叫定滑輪;軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪;(2)滑輪組承擔P端拉力的繩子段數(shù)n=2,墜砣串下降高度h=2sP,據(jù)此可求輸電線P端向左移動的距離;(3)不計滑輪和鋼繩自重、摩擦,可得G=1nFP,據(jù)此求輸電線【解答】解:AB、由圖可知,滑輪A的軸不隨物體運動,是定滑輪;滑輪B的軸隨物體運動,是動滑輪,故AB錯誤;C、由圖知,滑輪組承擔P端拉力的繩子段數(shù)n=2,墜砣掛在鋼繩的自由端,墜砣串下降高度h=2sP,則輸電線P端向左移動的距離:sP=12h=12×10cmD、圖中墜砣掛在鋼繩的自由端,不計滑輪和鋼繩自重、摩擦,可得G砣=1nF則輸電線P端受到的拉力大?。篎P=nG砣=2×5000N=1×104N,故D正確。故選:D?!军c評】本題考查了水平使用滑輪組時拉力與提升物重的關系以及拉力端移動距離與物體升高高度的關系,注意與豎直使用滑輪組的區(qū)別。二.填空題(共5小題)9.(2024秋?泗陽縣期末)使用簡單機械可以方便人們的生活。園林工人使用剪刀時把被剪物體盡量靠近(填“靠近”或“遠離”)剪刀的轉動軸,這樣可以更省力;舉行升旗儀式時旗桿頂部的定滑輪的作用是改變力的方向(“省力”或“改變力的方向”);山區(qū)的公路修成盤山公路,是因為盤山公路相當于簡單機械中的斜面,可以省力?!究键c】斜面及其應用;杠桿在生活中的應用;定滑輪改變力的方向.【專題】應用題;簡單機械;應用能力.【答案】靠近;改變力的方向;斜面。【分析】(1)根據(jù)杠桿平衡條件,當阻力和動力臂一定時,阻力臂越短,動力越小、越省力。(2)使用定滑輪不省力但能改變力的方向。(3)車經(jīng)過盤山路時要向高處運動,所以我們可以從斜面模型上分析,使用斜面可以省力,斜面越平緩,越省力,但同時越費距離。【解答】解:園林工人使用剪刀時把被剪物體越靠近剪刀的轉動軸,阻力臂越小,根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,這樣做越省力。國旗桿上的滑輪為定滑輪,利用它來升國旗,可以改變施加力的方向。盤山公路相當于簡單機械中的斜面,多移動了距離,但可以省力。故答案為:靠近;改變力的方向;斜面?!军c評】此題考查了杠桿的應用、斜面、定滑輪的工作特點等,比較簡單,屬基礎題。10.(2024秋?宿城區(qū)期末)使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。(1)如圖甲,旗桿的頂端安裝一個定滑輪,使用它的好處是能改變力的方向。(2)如圖乙,小明和小杰握著兩根較光滑的木棍。小張將繩子的一端系在其中一根木棍上。然后依次將繩子繞過兩根木棍,小明和小杰相距一定的距離,握緊木棍站穩(wěn)后,小張在B處拉繩子的另一端,用很小的力便能拉動他們。此實驗說明了使用滑輪組可以省力?!究键c】滑輪組的特點;定滑輪改變力的方向.【專題】簡單機械;理解能力.【答案】(1)定;能改變力的方向;(2)使用滑輪組可以省力?!痉治觥浚?)使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。定滑輪不省力,但是可以改變力的方向,實質上是動力臂等于阻力臂的杠桿;(2)根據(jù)木棍和繩子的使用情況,確定機械的類型是滑輪組,使用滑輪組可以省力?!窘獯稹拷猓海?)旗桿上的滑輪為定滑輪,利用它來升國旗,可以改變施加力的方向;(2)從乙圖的使用情況來看,一根木棍相當于定滑輪,另一根相當于動滑輪,故兩根木棍和繩子組成的機械相當于滑輪組,小張在圖B處拉繩子的另一端,用很小的力便能拉動他們,說明使用滑輪組可以省力。故答案為:(1)定;能改變力的方向;(2)使用滑輪組可以省力?!军c評】本題主要考查學生對定滑輪工作特點,滑輪組的省力情況的了解和掌握,是一道基礎題。11.(2024秋?高郵市期末)如圖所示,使用滑輪分別按甲、乙兩種方式勻速提升同一重物,不計滑輪自重,不計繩重及輪、軸間摩擦,使用甲裝置的好處是省一半力;使用乙裝置的好處是改變力的方向?!究键c】定滑輪與動滑輪的區(qū)別;定滑輪;定滑輪改變力的方向;定滑輪不省力;動滑輪省一半力.【專題】簡單機械;應用能力.【答案】省一半力;改變力的方向?!痉治觥縿踊喓投ɑ喌氖褂锰攸c:使用定滑輪不能省力,但能改變動力的方向;使用動滑輪不能改變動力的方向,但能省力。【解答】解:由圖可知,甲為動滑輪,其使用時的好處是可以省一半力;乙為定滑輪,其使用時的好處是可以改變力的方向。故答案為:省一半力;改變力的方向?!军c評】本題考查了定滑輪和動滑輪的特點,屬于基礎知識。12.(2024秋?沛縣期末)用如圖所示的十字扳手擰螺栓時,一只手穩(wěn)住扳手,另一只手在A、B或C中哪個位置更容易擰動螺栓?請你作出判斷并說明其中的道理:C;在阻力和阻力臂一定時,動力臂越長越省力。【考點】杠桿的平衡條件的應用.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】C;在阻力和阻力臂一定時,動力臂越長越省力?!痉治觥扛鶕?jù)杠桿的平衡條件進行分析?!窘獯稹拷猓阂恢皇址€(wěn)住扳手的十字交叉部位,擰螺絲時的阻力和阻力臂一定,根據(jù)杠桿的平衡條件可知:動力×動力臂等于阻力×阻力臂。在阻力和阻力臂一定時,動力臂越長越省力,C點的動力臂最長,所以最省力。故答案為:C;在阻力和阻力臂一定時,動力臂越長越省力。【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用,屬于中檔題。13.(2024秋?海陵區(qū)期末)如圖所示,AC為刻度間隔相等的輕質杠桿,B處掛4N的物體。為使杠桿在水平位置平衡,則在C端施加的最小力是2N,方向是豎直向下。若在A端施加一個拉力F,剛好使杠桿在水平位置平衡時為等臂杠桿,請回答是否存在拉力F?如存在,準確寫出拉力F的方向;如不存在,試說明理由。存在、與杠桿成30°角斜向上?!究键c】杠桿的最小動力.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】2;豎直向下;存在;與杠桿成30°角斜向上。【分析】(1)根據(jù)動力使杠桿轉動,阻力阻礙杠桿轉動,確定向哪個方向用力;根據(jù)杠桿的平衡條件,可算出F的大小;比較拉力大小與物重的大小可得是哪種類型的杠桿。(2)使杠桿在水平位置平衡時為等臂杠桿,結合動力方向和力臂大小分析?!窘獯稹拷猓涸贑端施加的最小力,根據(jù)杠桿的平衡條件知,動力臂必須最大,故最大力臂等于OC的長,在C端施加的力的方向應豎直方向,而左側使得杠桿逆時針轉動,右側的力必須順時針轉動,故豎直向下,則支點到FB的力臂有2小格,支點到FC的力臂有4小格,由杠桿平衡條件可知FB×LB=FC×LC;即4N×2=FC×4;解得FC=2N;在A端施加一個拉力F,剛好使杠桿在水平位置平衡時為等臂杠桿,則動力臂等于阻力臂,由圖可知,支點到FB的力臂有2小格,OA的距離有4小格,由數(shù)學知識,在直角三角形中,30°角所對的直角邊為斜邊的12,所以拉力F與杠桿成30°角斜向上時,拉力F的力臂為OA的12,有故答案為:2;豎直向下;存在;與杠桿成30°角斜向上。【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用,屬于中檔題。三.作圖題(共1小題)14.(2024秋?蓮湖區(qū)期末)如圖,這是活塞式抽水機的示意圖,請作出動力F1的力臂l1。【考點】力和力臂的畫法.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】【分析】力臂的畫法:首先確定支點O,再由支點向動力作用線作垂線,標出l?!窘獯稹拷猓哼^支點作力F1作用線的垂線段,即可做出力臂l,如圖所示;【點評】關鍵是掌握杠桿五要素,然后根據(jù)杠桿的五要素作出相應的作用力或力臂。四.實驗探究題(共1小題)15.(2024秋?儀征市期末)小明根據(jù)“探究杠桿的平衡條件”實驗要求,完成下列各題:(1)實驗開始時,杠桿靜止時如圖甲所示,杠桿處于平衡(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài),小明通過調節(jié)杠桿右端的螺母向右移動(選填“左”或“右”),使杠桿在水平位置平衡,然后進行下面的實驗探究。(2)當彈簧測力計由圖乙的豎直地拉著變成傾斜地拉著,使杠桿在水平位置靜止時,彈簧測力計的示數(shù)將變大(選填“變大”、“不變”或“變小”)。(3)小明對原來裝置進行改裝如丙圖,杠桿的自重是G0,C點和A點分別是杠桿總長度的12處和14處,小明兩次將重為G的鉤碼分別掛在A點和C點,使鉤碼上升同樣的高度,已知G0=12G,兩次機械效率分別是ηA和ηC,則η(4)有人用輕質杠桿組裝成如圖丁,輕質杠桿可繞O轉動,在A點始終受一垂直作用于杠桿的力,在從A緩慢轉動到A位置時,力F將C。A.變大B.變小C.先變大,后變小D.先變小,后變大【考點】探究杠桿的平衡條件;探究杠桿的平衡條件的實驗前調節(jié)杠桿平衡;探究杠桿的平衡條件的實驗中使用彈簧測力計的問題.【專題】簡單機械;分析、綜合能力.【答案】(1)平衡;右;(2)變大;(3)3:4;(4)C?!痉治觥浚?)杠桿的平衡態(tài):靜止或勻速轉動;杠桿平衡調節(jié)原則是:右低將平衡螺母左調,左低將平衡螺母右調。(2)阻力和阻力臂不變,根據(jù)題意判斷動力臂如何變化,然后由平衡條件判斷彈簧測力計示數(shù)如何變化。(3)將重為G的鉤碼分別掛在A點和C點,使鉤碼上升同樣的高度,有用功相同,圖丙中,支點位于動力和阻力的右側,彈簧測力計不但提了鉤碼,而且還提了杠桿,杠桿的重力對杠桿轉動產(chǎn)生了影響,分別計算額外功的大小,根據(jù)效率公式計算兩次機械效率之比;(4)在轉動過程中,力F的方向不變,力臂不變,而重力的力臂在杠桿水平時最大,從A到A′過程中重力力臂先變大后變小,根據(jù)杠桿平衡條件可知F的變化?!窘獯稹拷猓海?)杠桿此時處于靜止狀態(tài),故稀釋杠桿是平衡狀態(tài);杠桿右端高,說明水平時重心在支點左邊,所以應將平衡螺母右調,使重心右移,杠桿才能平衡;(2)當彈簧測力計逐漸向左傾斜時,阻力和阻力臂不變,彈簧測力計拉力F的力臂變小,由杠桿平衡條件:F1L1=F2L2,可知彈簧測力計的拉力變大;(3)將重為G的鉤碼分別掛在A點和C點,使鉤碼上升同樣的高度,設提升高度為h,則W有=Gh,C點和A點,分別是杠桿總長度的12處和14處,根據(jù)數(shù)學知識可知A上升高度為h,則C上升的高度為2h,所以將重為G的鉤碼掛在A點時杠桿上升的高度為2h,掛在C點時杠桿上升的高度為將重為G的鉤碼分別掛在A點和C點,克服杠桿自重的額外功:WA=G02h=12G×2h=Gh,WC=G0h=兩次機械效率分別是ηA和ηC,則ηA(4)在轉動過程中,力F的方向不變,力臂不變,而重力的力臂在杠桿水平時最大,從A到A′過程中重力力臂先變大后變小,根據(jù)杠桿平衡條件可知F先變大后變小,故選:C。故答案為:(1)平衡;右;(2)變大;(3)3:4;(4)C?!军c評】本題探究“杠桿的平衡條件”,考查器材調試、杠桿平衡條件的運用、杠桿的動態(tài)平衡、做功公式、效率公式的靈活運用。
考點卡片1.杠桿及其五要素【知識點的認識】(1)定義:杠桿是在力的作用下能夠讓某個固定點轉動的硬棒(2)五要素:支點:杠桿繞著轉動的固定點。?動力:使杠桿轉動的力。阻力:阻礙杠桿轉動的力。動力臂:從支點到動力作用線的垂直距離。阻力臂:從支點到阻力作用線的垂直距離。2.力和力臂的畫法【知識點的認識】力臂的畫法:(1)首先在杠桿的示意圖上,確定支點O.(2)畫好動力作用線及阻力作用線,畫的時候要用虛線將力的作用線適當延長.(3)在從支點O向力的作用線作垂線,在垂足處畫出直角,從支點到垂足的距離就是力臂.用三角板的一條直角邊與力的作用線重合,讓另一條直角邊通過交點,從支點向力的作用線畫垂線,作出動力臂和阻力臂,在旁邊標上字母,l1和l2分別表示動力臂和阻力臂.【命題方向】力臂的畫法,判斷是什么力臂都是命題方向。例:如圖是使用螺絲刀撬圖釘?shù)氖疽鈭D,請在圖中畫出動力F1的力臂l1。分析:從支點到動力作用線的距離叫動力臂。解析:解:圖中的O點為支點,從O點向力F1的作用線引垂線段l1,如圖所示:。點評:本題考查的是力臂的作法,屬于基礎題目?!窘忸}方法點撥】畫杠桿示意圖時應注意:(1)阻力作用點應畫在杠桿上.有部分同學認為阻力由石頭的重力產(chǎn)生,所以阻力作用點應畫在石頭重心上,這是錯誤的.(2)確定阻力方向.當動力使杠桿繞支點順時針轉動時,阻力一定使杠桿逆時針轉動.(3)力臂不一定在杠桿上.力臂可用虛線畫出并用大括號標明,也可用實線畫出.3.探究杠桿的平衡條件【知識點的認識】實驗步驟:(l)實驗前要調節(jié)杠桿的平衡螺母使其在水平位置平衡,其目的是使杠桿的重心落在支點上,從而消除杠桿的重力對平衡的影響。在實驗過程中,不允許再旋動兩端的螺母。(2)在已調節(jié)平衡的杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿平衡.支點兩邊的鉤碼重力分別是動力F1和阻力F2,用刻度尺量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2。改變力和力臂的數(shù)值,多次實驗,并將實驗數(shù)據(jù)填入表格。注意事項:實驗中使杠桿在水平位置平衡是為了方便測力臂。實驗結論:杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂,可寫作F1L1=F2L2?!久}方向】考查究杠桿的平衡條件的實驗,包括實驗原理,實驗器材,實驗步驟,實驗方法,數(shù)據(jù)分析,注意事項等內容。例:在“探究杠桿平衡條件”的實驗中,使用的鉤碼質量均相等,杠桿上每格長度均相等。(1)為了使圖甲中的杠桿在水平位置平衡,可以將杠桿右側平衡螺母向右(選填“左”或“右”)調節(jié)。(2)實驗時,在已調平的杠桿兩側分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,調節(jié)鉤碼的位置,使其在水平位置重新平衡,使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測量力臂。(3)在杠桿兩側多次換用不同數(shù)量的鉤碼,并改變鉤碼在杠桿上的位置,使杠桿在水平位置平衡,得到實驗數(shù)據(jù)如下表。分析表中的數(shù)據(jù),得到杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2。(4)本次探究經(jīng)過多次實驗的目的是B。A.減小實驗誤差B.尋找普遍規(guī)律(5)如圖乙所示,用彈簧測力計先后在a、b位置拉杠桿上的同一點C,使杠桿都在水平位置平衡,當彈簧測力計從a位置轉到b位置時,其示數(shù)會變大(選填“變大”“不變”或“變小”)。分析:(1)杠桿左端下沉,說明杠桿的重心在支點左側,調節(jié)平衡螺母應使杠桿重心右移;(2)測量過程中使杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小;(3)杠桿平衡的條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂;(4)為了得到普遍規(guī)律,避免偶然性,實驗中應多次測量;(5)根據(jù)杠桿平衡的條件,通過判斷力臂的大小關系,可以比較力的大小關系。解析:解:(1)杠桿左端下沉,應將杠桿重心向右移,所以應將兩端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右調節(jié);(2)測量過程中使杠桿在水平位置平衡后,支點到力的作用點的距離就是力臂,所以使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測量力臂;(3)分析表格中的數(shù)據(jù)知0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm,1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm,1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm,故可得出杠桿平衡的條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;(4)通過分析表格中數(shù)據(jù)得到杠桿平衡的普遍規(guī)律,所以多次實驗的目的是得到杠桿平衡的普遍規(guī)律,避免偶然性,故選:B;(5)當測力計從a位置轉到b位置時,拉力F力臂變小,要保持杠桿仍在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件,因阻力和阻力臂不變,則拉力將變大,即彈簧測力計的示數(shù)將變大。故答案為:(1)右;(2)測量力臂;(3)F1L1=F2L2;(4)B;(5)變大。點評:本題考查了探究杠桿平衡條件的實驗過程,包含對杠桿平衡條件的理解、實際操作、實驗方法、數(shù)據(jù)分析等,考查較為全面,是我們應該掌握的重點實驗?!窘忸}方法點撥】利用科學探究的要素(提出問題;猜想與假設;制定計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據(jù);分析與論證;評估;交流與合作.)去探究.4.探究杠桿的平衡條件的實驗前調節(jié)杠桿平衡【知識點的認識】杠桿處于靜止狀態(tài)和勻速轉動狀態(tài)都稱為杠桿平衡;為了使杠桿在水平位置平衡,平衡螺母向上翹的一端移動?!久}方向】考查探究杠桿的平衡條件的實驗前調節(jié)杠桿平衡。例:在“研究杠桿的平衡條件”實驗中,實驗前要調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。在某次實驗時,王明同學先調好杠桿的水平位置平衡,然后開始實驗,在杠桿兩端掛上數(shù)目不等的鉤碼后,發(fā)現(xiàn)杠桿左端高、右端低,為了使杠桿恢復到水平位置平衡,以下操作中正確的是()A.左端的鉤碼向右移B.右端的平衡螺母向左移C.右端的鉤碼向左移D.左端的平衡螺母向右移分析:(1)實驗前,應首先進行杠桿平衡調節(jié),杠桿不平衡時,左、右兩端的螺母(或一端的螺母)向杠桿上翹的一端調節(jié);但實驗過程中,螺母再調節(jié)會改變杠桿重心的位置,使杠桿重力對杠桿平衡又產(chǎn)生影響,因此不能再調節(jié)平衡螺母;(2)根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2,左端上翹,可以將左端鉤碼向左調節(jié),或將右端鉤碼向左調節(jié)。解析:解:(1)實驗前先要調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,實驗過程中,調節(jié)杠桿在水平位置平衡,是為了便于測量力臂的長度,如杠桿不在水平位置平衡,應通過調節(jié)鉤碼的數(shù)量或位置來實現(xiàn),而不能再調節(jié)平衡螺母,故BD錯誤;(2)根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2,左端上翹,可以將左端鉤碼向左調節(jié),或將右端鉤碼向左調節(jié),故A錯誤,C正確。故選:C。點評:本題關鍵:知道杠桿的重力方向通過支點,就不會對杠桿平衡產(chǎn)生影響,二是在實驗過程中不能再調節(jié)平衡螺母?!窘忸}方法點撥】牢記方法:平衡螺母向上翹的一端移動5.探究杠桿的平衡條件的實驗中使用彈簧測力計的問題【命題方向】考杠桿與彈簧測力計的綜合。例:小東利用已調水平平衡的杠桿,進行如圖甲、乙所示的實驗,且每次實驗杠桿都保持水平平衡。已知杠桿上相鄰刻度線之間的距離相等,所用鉤碼的質量均相等。下列說法正確的是()A.實驗前,在調節(jié)杠桿水平平衡時,若發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時左端向下傾斜,應該把杠桿右端的平衡螺母向左移B.圖甲中,若將掛在A、B兩處的鉤碼各去掉一個,則杠桿左端下沉C.圖甲中,若將掛在A、B兩處的鉤碼均向支點O移近1格,則杠桿左端下沉D.圖乙中,若將彈簧測力計由豎直向上拉改為沿圖中虛線方向斜向上拉,且保持杠桿水平平衡,則彈簧測力計的示數(shù)變小分析:(1)杠桿左端向下傾斜,應將平衡螺母應向右端移動,使杠桿在水平位置平衡;(2)(3)根據(jù)杠桿平衡條件進行分析;(4)若將彈簧測力計由豎直向上拉改為沿圖中虛線方向斜向上拉動力臂變小,阻力、阻力臂不變,根據(jù)杠桿平衡條件得出彈簧測力計的示數(shù)變化。解析:解:A、調節(jié)杠桿在水平位置平衡,杠桿左端向下傾斜,應將平衡螺母應向右端移動,使杠桿在水平位置平衡,故A錯誤;B、如圖甲,設杠桿一個格為L,一個鉤碼重力為G,原來杠桿處于平衡狀態(tài),由杠桿的平衡條件可得:2N×4L=4N×2L,在A、B處各去掉一個相同的鉤碼,左邊=1N×4L=4NL,右邊=3N×2L=6NL,此時左邊<右邊,即左邊的力和力臂的乘積小,杠桿不再平衡,并且右端下沉,故B錯誤;C、在A、B處各去掉一個相同的鉤碼,左邊=2N×3L=6NL,右邊=4N×L=4NL,此時左邊>右邊,即左邊的力和力臂的乘積大,杠桿不再平衡,并且左端下沉,故C正確;D、圖乙中,若將彈簧測力計由豎直向上拉改為沿圖中虛線方向斜向上拉,且保持杠桿水平平衡,動力臂變小,阻力、阻力臂不變,根據(jù)杠桿平衡條件可知,彈簧測力計的示數(shù)變大,故D錯誤。故選:C。點評:此題是探究杠桿平衡實驗,考查了杠桿的調平及杠桿平衡條件的應用,在利用平衡條件公式時,要注意分析力和對應的力臂。6.杠桿的平衡條件的應用【知識點的認識】杠桿的平衡條件的應用:①以實際應用為背景進行杠桿的平衡計算;②利用杠桿的平衡條件測物體質量;③分析杠桿的平衡情況;④其他以杠桿平衡條件為基礎的應用?!久}方向】考查杠桿的平衡條件的應用。例:如圖所示,輕質杠桿的兩端懸掛著A、B兩個體積相同的均勻實心物體,使杠桿處于水平平衡狀態(tài),下列做法仍能使杠桿保持水平平衡的是()A.將物件A和B分別切去相同質量B.將物件A和B分別切去相同體積C.在物體A和B下方分別掛一個等重的物體D.將物體A和B同時向支點O移動相同的距離分析:(1)根據(jù)杠桿的平衡條件,動力×動力臂=阻力×阻力臂,即G1×L1=G2×L2;(2)根據(jù)對兩物體采取的方法,利用F1×L1與F2×L2的大小關系判斷杠桿是否平衡。解析:解:根據(jù)題意可知,左右兩物體的體積相等,左邊物體的重力為G1,右邊物體的重力為G2,根據(jù)杠桿的平衡條件知G1L1=G2L2,由于L1<L2,所以G1>G2,由G=mg=ρVg知ρ1>ρ2,A、若將物件A和B分別切去相同質量,由G=mg知切去的重力相同,此時左邊力與力臂的乘積為(G1﹣G)L1,右邊力與力臂的乘積為(G2﹣G)L2,由于L1≠L2,則(G1﹣G)L1≠(G2﹣G)L2,故A錯誤;B、將物件A和B分別切去相同體積,則剩余部分的體積仍相同,即剩余部分的重力比不變,其力臂之比也不變,因此杠桿平衡,故B正確;C、在物體A和B下方分別掛一個等重的物體,此時左邊力與力臂的乘積為(G1+G)L1,右邊力與力臂的乘積為(G2+G)L2,由于L1≠L2,則(G1+G)L1≠(G2+G)L2,故C錯誤;D、將物體A和B同時向支點O移動相同的距離,左邊力與力臂的乘積為G1(L1﹣L),右邊力與力臂的乘積為G2(L2﹣L),由于G1>G2,則G1(L1﹣L)≠G2(L2﹣L),因此杠桿不平衡,故D錯誤。故選:B。點評:本題雖為選擇題,但涉及杠桿的平衡、力臂與力關系的判斷,考查了學生綜合分析處理物理問題的能力?!窘忸}方法點撥】掌握杠桿的平衡條件。7.杠桿的最小動力【知識點的認識】古希臘學者阿基米德總結出杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂.據(jù)此,他說出了“只要給我一個支點,我就可以撬動地球“的豪言壯語.地球的質量大約是6×1024kg,人產(chǎn)生的推力約為588N,我們設想要撬起地球這個龐然大物,又找到了合適的支點,根據(jù)杠桿平衡條件,所用動力臂與阻力臂的比值為1023:1,當然要找到這樣長的杠桿確實非常困難,但這個假想的實驗包含了科學家對物理知識的深刻理解:根據(jù)杠桿平衡條件,在阻力和阻力臂不變的情況下,若要動力最小,動力臂必然要最長。因此我們首先需要畫出最長的力臂,也就是要找到杠桿上離支點O直線距離最遠的點,連接支點O和最遠點,這條連線就是最長的力臂,然后與力臂垂直畫出最小的力就可以了?!久}方向】畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖一般是命題方向。例:如圖所示,O為輕質杠桿的支點,B點掛一重物,為使杠桿在水平位置平衡,若在B點或在A點施加一個力并使該力最小,該力應沿()A.F1方向B.F2方向C.F3方向D.F4方向分析:由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情況下,動力臂越長則動力越小。所以要判斷哪個動力最小,就看哪個動力對應的動力臂最長。支點與動力作用點之間的連線就是最長的動力臂,與這條動力臂垂直的力即為最小動力。解析:解:由圖可知,O為支點,B點掛一重物,阻力方向向下;要使該力最小,由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情況下,動力臂越長則動力越小;由圖可知,OB對應的動力臂最長,所以該力應沿F1方向。故選:A。點評:首先判斷最小力的力臂,一般找支點和作用點之間的最長距離為最大力臂,在該點施加的力才最小。確定好最小的力,還要根據(jù)杠桿情況判斷施力方向?!窘忸}方法點撥】求最小動力問題,可轉化為找最長力臂問題.找最長力臂,一般分兩種情況:(1)在動力的作.用點明確的情況下,支點到力的作用點的連線就是最長力臂;(2)在動力作用點未明確時,支點到最遠的點的距離是最長力臂.8.杠桿的分類【知識點的認識】(1)杠桿分為三類:省力杠桿(動力臂大于阻力臂,省力費距離)費力杠桿(動力臂小于阻力臂,費力省距離)等臂杠桿(動力臂等于阻力臂,不省力不費力,不省距離不費距離)(2)天平是等臂杠桿.關于天平的使用,我們已學過,天平是支點在中間的等臂杠桿,它是根據(jù)物體的重力跟質量成正比和杠桿平衡條件來工作的,天平平衡時,砝碼加游碼的總質量等于被稱物體的質量.〔3)秤是用來稱量物體的質量的工具,它是根據(jù)杠桿平衡條件制成的,使用時,可以是等臂杠桿,也可以是不等臂杠桿.(4)生活中常見的省力杠桿:羊角錘頭撬釘子、手推獨輪車、剪樹枝的剪刀、瓶蓋起子、核桃夾等.生活中常見的費力杠桿:人的前臂、釣魚竿、裁縫用的剪刀、筷子、鑷子等.【命題方向】判斷生活中的杠桿式什么杠桿是命題的關鍵。例:使用下列簡單機械時,一定省力的是()A.鍘刀和定滑輪B.撬棒和理發(fā)剪刀C.羊角錘和手推車D.瓶蓋起子和釣魚竿分析:對于簡單機械來說,如果要求它省力,那么動力臂就一定要大于阻力臂。選項中所列都是生活中常見的簡單機械,只有逐一分析它們力臂的大小,才能判斷其是否省力,同時還要注意,機械的力臂有時會隨著使用方式的不同而變化。解析:解:A、鍘刀通常是省力的,但定滑輪的實質卻是等臂杠桿,所以不合題意;B、撬棒通常是省力的,但理發(fā)剪刀一般刀口部分長于刀柄,屬費力杠桿,所以不合題意;C、羊角錘和手推車都有著較長的用力柄,動力臂長于阻力臂,而且相對固定,所以符合題意;D、瓶蓋起子通常是省力的,但釣魚竿卻是典型的費力杠桿,所以不合題意。故選:C。點評:判斷一種簡單機械是否省力,主要看它的力臂的分配,同一種機械在使用方式不同時,它的省力情況也會發(fā)生變化。【解題方法點撥】解題的關鍵是要看動力臂與阻力臂之間的大小關系.要與生活實際相聯(lián)系,例如上面的例題由于人的前臂相當于杠桿,動力臂和阻力臂已經(jīng)固定,且阻力臂大于動力臂,是一個費力杠桿.根據(jù)杠桿平衡條件可知:在動力臂和阻力臂確定的情況下,手托起的物體越重,肌肉提供的動力越大,感覺越累.9.杠桿在生活中的應用【知識點的認識】【命題方向】考查并分析杠桿在生活中的應用。例:小艾陪爺爺去公園鍛煉,看到工人在用園藝剪刀修剪樹枝,如圖所示。下列關于園藝剪刀正常修剪樹枝時的說法正確的是()A.園藝剪刀是費力杠桿B.支點為大拇指與手柄的接觸點C.剪的樹枝越遠離支點越省力D.將手往手柄末端移動更省力分析:知道杠桿的五要素可以判斷支點的位置,從而得出阻力與動力的方向,根據(jù)動力臂與阻力臂的關系分析杠桿的省力情況以及如何省力。解析:解:AB.由題圖可知,修枝剪的支點在轉軸處,手對修枝剪的作用力為動力,樹枝對修枝剪的作用力為阻力,動力臂大于阻力臂,故修枝剪為省力杠桿,故AB錯誤;C.剪的樹枝越遠離支點,阻力臂增大,在阻力和動力臂大小不變時,根據(jù)杠桿平衡條件可知,動力增大,即更費力,故C錯誤;D.修剪樹枝時將手往手柄末端移動,動力臂增大,在阻力和阻力臂大小不變時,根據(jù)杠桿平衡條件可知,動力減小,即更省力,故D正確。故選:D。點評:本題考查了杠桿平衡條件的應用,利用杠桿平衡條件分析問題,要抓住不變的量,根據(jù)變化的量進行分析解答?!窘忸}方法點撥】靈活運用杠桿的平衡條件去分析杠桿在生活實際中的應用。10.定滑輪【知識點的認識】定滑輪的特點主要有以下幾點:(1)軸的位置固定不動:這是定滑輪最基本的特征,即滑輪在使用過程中,其軸心位置是保持不變的。?(2)不省力:使用定滑輪并不能減少所需施加的力。也就是說,通過定滑輪提起重物,所需的力量與直接提起重物所需的力量是相同的。?(3)可以改變力的方向:雖然定滑輪不能省力,但它可以改變施力的方向。這對于某些需要改變施力方向的應用場景來說是非常有用的。?(4)實質上是等臂杠桿:定滑輪在力學原理上等同于一個等臂杠桿,其動力臂和阻力臂長度相等,因此不能省力。?11.定滑輪改變力的方向【知識點的認識】定滑輪的特點主要有以下幾點:(1)軸的位置固定不動:這是定滑輪最基本的特征,即滑輪在使用過程中,其軸心位置是保持不變的。?(2)不省力:使用定滑輪并不能減少所需施加的力。也就是說,通過定滑輪提起重物,所需的力量與直接提起重物所需的力量是相同的。?(3)可以改變力的方向:雖然定滑輪不能省力,但它可以改變施力的方向。這對于某些需要改變施力方向的應用場景來說是非常有用的。?(4)實質上是等臂杠桿:定滑輪在力學原理上等同于一個等臂杠桿,其動力臂和阻力臂長度相等,因此不能省力。?【命題方向】考查定滑輪改變力的方向這一知識點,常以概念考查。例:學校國旗桿的頂端有一個滑輪,升旗時旗手緩緩向下拉繩子,國旗就會緩緩上升。使用該滑輪可以()A.省力B.省距離C.省功D.改變動力的方向分析:使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。定滑輪不省力,但是可以改變力的方向,實質上是動力臂等于阻力臂的杠桿。解析:解:學校國旗桿頂端的滑輪,使用時軸的位置固定不動,是定滑輪,不能省力,但是可以改變力的方向。故選:D。點評:此題考查了定滑輪的特點,比較簡單,屬基礎題?!窘忸}方法點撥】理解定滑輪的概念及特點,牢記即可。12.定滑輪不省力【知識點的認識】定滑輪的特點主要有以下幾點:(1)軸的位置固定不動:這是定滑輪最基本的特征,即滑輪在使用過程中,其軸心位置是保持不變的。?(2)不省力:使用定滑輪并不能減少所需施加的力。也就是說,通過定滑輪提起重物,所需的力量與直接提起重物所需的力量是相同的。?(3)可以改變力的方向:雖然定滑輪不能省力,但它可以改變施力的方向。這對于某些需要改變施力方向的應用場景來說是非常有用的。?(4)實質上是等臂杠桿:定滑輪在力學原理上等同于一個等臂杠桿,其動力臂和阻力臂長度相等,因此不能省力。?【命題方向】考查定滑輪不省力這一知識點,常以概念考查。例:如圖所示,工人站在地面上利用滑輪將建筑材料提升到樓上。下列說法正確的是()A.此滑輪是定滑輪,可以省力B.此滑輪是定滑輪,不能省力C.此滑輪是動滑輪,可以省力D.此滑輪是動滑輪,不能省力分析:軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪,定滑輪不省力,但是可以改變力的方向。解析:解:由圖可知,此滑輪軸的位置固定不動,所以是定滑輪;定滑輪不能省力,但是可以改變力的方向。選項A、C、D錯誤,B正確。故選:B。點評:本題考查定滑輪的特點,屬于基礎題型?!窘忸}方法點撥】理解定滑輪的概念及特點,牢記即可。13.定滑輪與動滑輪的判斷【知識點的認識】動滑輪與定滑輪的區(qū)別:1、軸的位置不同:定滑輪的軸的位置是固定不動的,動滑輪軸的位置則會與被拉物品一起運動。2、性質不同:定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向;動滑輪實質上是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省力不省功。3、作用不同:定滑輪的作用是改變力的方向,動滑輪的作用則是省力?!久}方向】判斷是定滑輪還是動滑輪。例:如圖,用的裝置是動滑輪,它不能(選填“能”或“不能”)改變拉力的方向,圖中,最省力的是F1。(選填“F1”或“F2”)分析:(1)使用過程中,固定不動的滑輪是定滑輪,滑輪和物體一起移動的是動滑輪;(2)動滑輪的實質是一個省力杠桿,可以省力,但是不能改變力的方向。解析:解:軸的位置固定不動的滑輪稱之為定滑輪,軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪,圖中的裝置是動滑輪。動滑輪可以省力,但是不能改變力的方向。動滑輪的實質是一個省力杠桿,由杠桿平衡條件可知,當阻力和阻力臂一定時,動力臂最大時,動力最小,最省力。圖中,拉力F1的力臂大于F2的力臂,因此最省力的是F1。故答案為:動;不能;F1。點評:本題考查的是動滑輪的認識和動滑輪的特點,屬于基礎題?!窘忸}方法點撥】判斷一個滑輪是定滑輪還是動滑輪的關鍵在于觀察其是否固定。?如果一個滑輪的軸位置固定不動,?那么它是定滑輪;?如果一個滑輪的軸位置隨著被拉物品的運動而運動,?那么它是動滑輪。?14.動滑輪省一半力【知識點的認識】動滑輪:是指軸隨物體一起移動的滑輪,實質是動力臂等于2倍阻力臂的杠桿。特點:省力,不能改變動力方向,費距離。【命題方向】考查動滑輪省一半力這一知識點,常以概念考查。。例:如圖所示,利用相同的滑輪組裝成甲、乙兩種裝置,將重均為10N的A、B兩物體都勻速向上提升1m,已知滑輪重1N,不計繩重和摩擦,則下列說法中正確的是()A.使用甲滑輪省功B.使用乙滑輪省力C.手的拉力F乙為5ND.手移動的距離甲比乙多分析:(1)使用任何機械都不省功;(2)軸不隨物體一起運動的滑輪是定滑輪,使用定滑輪不省力但能改變力的方向;(3)軸隨物體一起運動的滑輪是動滑輪,使用動滑輪能省一半力,但費距離,繩自由端移動的距離s=2h。解析:解:A.使用任何機械都不省功,故A錯誤;B.乙滑輪隨物體一起運動,是動滑輪,能省一半力,故B正確;C.乙滑輪是動滑輪,繩重和摩擦不計,使用該滑輪可以省一半的力,拉力等于物體和動滑輪總重力的一半,即F乙=12(G+G動)=12(10N+1N)=D.在甲圖中,手移動的距離s甲=hA=1m,在乙圖中,手移動的距離s乙=2hB=2×1m=2m,故D錯誤。故選:B。點評:此題考查了定滑輪和動滑輪的工作特點,是一道基礎題?!窘忸}方法點撥】理解動滑輪的特點,牢記即可。15.定滑輪與動滑輪的區(qū)別【知識點的認識】動滑輪與定滑輪的區(qū)別:1、軸的位置不同:定滑輪的軸的位置是固定不動的,動滑輪軸的位置則會與被拉物品一起運動。2、性質不同:定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向;動滑輪實質上是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省力不省功。3、作用不同:定滑輪的作用是改變力的方向,動滑輪的作用則是省力。【命題方向】定滑輪和動滑輪的區(qū)別,主要是概念和特點上的考查。例:為探究動滑輪和定滑輪的特點,分別設計了如圖所示兩種方式提升重物,下列關于實驗說法正確的是()A.增加動滑輪的質量可以更省力B.用定滑輪提升重物,當拉力豎直向下時最省力C.若勻速提升同一物體上升相同高度,使用動滑輪拉力一定最小D.用動滑輪提升重物上升高度h,測力計要豎直上升2h分析:(1)根據(jù)F=12(G+G(2)定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向;(3)和使用定滑輪相比,使用動滑輪時需要克服動滑輪重;(4)使用動滑輪可以省一半力,但費一倍的距離。解析:解:A、增加動滑輪的質量,根據(jù)G=mg可知,動滑輪的重力變大,由F=12(G+G動)可知,拉力F將變大,故B、定滑輪的實質是一個等臂杠桿,不計繩重和摩擦時,用定滑輪拉重物,不計摩擦時,各個方向的拉力都等于物重,沒有最省力的方向,故B錯誤;C、拉升同一物體勻速上升相同高度,如果動滑輪的重力大于物體的重力,根據(jù)F=12(G+G動)可知,F(xiàn)>G,故D、使用動滑輪時,拉力端移動的距離等于提升物體升高高度的2倍,所以用動滑輪提升重物上升h高度,測力計上升2h高度,故D正確。故選:D。點評:本題考查了定滑輪和動滑輪的特點,屬于基礎題目?!窘忸}方法點撥】理解動滑輪和定滑輪的區(qū)別,牢記即可。16.滑輪組的特點【知識點的認識】滑輪組:人們常把定滑輪和動滑輪組合在一起,構成滑輪組滑輪組的特點:(1)使用滑輪組時,既可以省力,也可以改變施力的方向;(2)使用滑輪組提起重物時,動滑輪上有n段繩子承擔物重,提起物體的力就是物重的n分之一(忽略繩重及各處的摩擦力)①不考慮滑輪重力有F=1②考慮滑輪的重力,則有F=1③繩子自由端移動的距離s與物體上升的高度h的關系是s=nh。【命題方向】利用滑輪組的特點解題是命題一個方面。例:關于滑輪,下列說法正確的是()A.定滑輪的中心軸位置是固定不變的B.滑輪組一定是省力的C.滑輪組可以省力的同時省距離D.動滑輪可以省力分析:(1)定滑輪的特點:定滑輪使用時,滑輪的位置固定不變,不省力,但可以改變力的方向。(2)動滑輪的特點:能省一半的力,但不能改變力的方向。(3)滑輪組是將定滑輪與動滑輪結合在一起,既能省力,又能改變力的方向。解析:解:A、定滑輪的中心軸位置是固定不變的,故A正確;BC、滑輪組可以省力,當重物質量遠遠小于動滑輪質量時候,滑輪組不一定是省力的,故B正確,C錯誤;D、動滑輪可以省力,故D正確。故選:ACD。點評:本題主要考查了定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點,理解使用滑輪組可以省力,也可以改變力的方向。【解題方法點撥】滑輪組不是既可以省力又可以省距離,沒有任何機械既可以省力又可以省距離。17.滑輪組的中的相關計算【知識點的認識】滑輪組中力、距離、速度的基本計算主要包5個方面:1、畫滑輪組中繩子的繞法;2、計算繩端的拉力;3、計算能夠拉動重物的重力;4、計算動滑輪的重力;5、計算繩端或物體運動的速度;6、做功、功率問題等?!久}方向】
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