物理第12讲简单机械考点一:杠杆1.杠杆的五要素和平衡条件【特别提醒】画力臂:(1)找支点O;(2)画力的作用线(实线);(3)画力臂(虚线,过支点且垂直力的作用线);(4)标力臂。2.杠杆的分类【特别提醒】省力杠杆必然费距离,省距离杠杆必然费力,既省力又省距离的杠杆是不存在的。考点二:滑轮考点三:斜面和轮轴考点一)杠杆【例1】(天津中考)应用杠杆的知识判断图中最适合剪断铁片的剪刀是()【点拨】适合剪铁片的剪刀必须是省力最多的,根据杠杆平衡条件可知,必须在使用这种剪刀时动力臂比阻力臂更长些。【答案】B【方法归纳】根据杠杆的平衡条件可以判定杠杆是否省力,也可以解释日常生活有关现象。考点二)杠杆作图【例2】(2016,广安)如图所示,想要在B点施加最小的动力撬起铁路上报废的道钉,请画出该最小动力F的示意图,并标出动力臂l。【点拨】力臂是支点到力的作用线的距离,即过支点向力的作用线所作垂线段长,根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2可知,要使动力F1最小,动力臂l1必须最大,而最大的力臂是支点到动力作用点B的距离OB,故过B点作垂直于OB斜向下用力为最小的力。【答案】图略【方法归纳】杠杆力臂作图“四步法”考点三)滑轮【例3】已知物重600N,绳子承受力为250N,在图中画出能提起重物的绳子绕法。【点拨】承担物重的绳子段数n=GF=600N250N=2.4,故滑轮组应由3段绳子承担物重,应先从动滑轮挂钩绕起。【答案】图略【方法归纳】①判断承担物重的绳子股数的方法:在动滑轮和定滑轮间画一虚线,与动滑轮相连的绳子数即为承担物重绳子的股数。②省力的判断方法:有几段绳子承担动滑轮和物重,提升物重所用拉力F=1n(G物+G动)(不计绳重与摩擦)。如图所示,提升重物时,绳自由端拉出距离与重物移动距离关系:s=5h。【易错易混】1.不会将实际生活中的简单机械(杠杆)简化成示意图。应先找支点,再找使其转动的动力,阻碍转动的阻力。注意阻力的方向:阻碍杠杆转动的方向。2.不会正确分析杠杆转动中力或力臂的变化(根据杠杆平衡条件分析)。3.误认为动滑轮一定省一半的力(只有沿竖直方向或水平方向时才省一半的力)。4.不能灵活地分析滑轮组的省力情况,可根据动滑轮受力情况进行受力分析解答。【例4】(2016,遂宁)如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将()A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小【点拨】在杠杆缓慢由A到B的过程中,动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂l却逐渐增大;由杠杆的平衡条件F·OA=G·l,可知F的大小将如何变化。【答案】C【图片与命题】【图片与命题】实验探究杠杆的平衡条件命题点1.让支点处于杠杆中央的目的:减小杠杆自重对实验造成的影响。2.杠杆平衡螺母的调节:左高左调、右高右调。3.实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止,目的是_______________________。4.本实验多次测量的目的是______________________________。5.用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码,当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉,要使杠杆仍保持平衡,测力计的示数会变______,是因为拉力的力臂变______。6.实验数据分析。7.实验结论:____________________________________。便于测量力臂避免实验的偶然性,得出普遍规律大小动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)【例】探究杠杆的平衡条件。【提出问题】如图1所示,是一种常见的杆秤,此时处于水平位置平衡。发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的____来实现;发现二:接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡,说明通过改变_______的长短也可以改变杠杆的平衡。那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?力力臂【设计实验】实验前,轻质杠杆处于如图2所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向____(填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是________________。【实验结论】如图3所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是__________________。右方便直接测量力臂F1l1=F2l2【拓展设问】(1)下列事例与图3甲的平衡原理相同的是()A.自行车手闸B.镊子C.托盘天平D.筷子(2)在图3乙图中,若将杠杆两端所挂钩码各都取下一个相同的钩码,杠杆____(填“能”或“不能”)平衡,若不能,杠杆会_______转动;若将杠杆两端所挂钩码都远离支点移动相同的距离,杠杆会_______转动。(后两空填“顺时针”或“逆时针”)C不能逆时针逆时针(3)如图4所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。假如托起6N的重物,请你根据图所示,估算出手臂要用的动力大约是____N。(4)实验时让支点在杠杆的中央是为了_________________________。费力48消除杠杆自重对实验的影响请完成备考集训