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第12讲简单机械1.(2018·潍坊)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将 (B) A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断找问题·知易2.(2018·常州)今年2月,我国台湾省发生地震,一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中,钢缆对水塔拉力最小的是 (B) 3.(2018·滨州)(多选)如图所示,重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,,则在此过程中,下列说法正确的是 (ACD) A.绳子自由端移动的距离为3mB.有用功为400JC.拉力F的功率为9WD.物体与地面间的滑动摩擦力为72N体系构建 夯基础·学易考点一杠杆「5年5考」1.(2018·河南)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是 (B) 2.(2018·德州)手机自拍已成一种时尚,如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看做一个轻质杠杆,O点是支点,请在图中画出:(1)施加在A点最小的动力F1;(2)力F2的力臂L2。 答案如右上图所示学法提点1.判断省力杠杆还是费力杠杆,关键点在于力臂的比较,动力臂比阻力臂大,省力,反之,费力。2.画力臂关键找到支点,力的作用线,从支点引力的作用线的垂线。考点二滑轮「5年内未做考查」3.(2018·无锡)用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物G,竖直向上的拉力F为100N,重物被提升1m,不计绳重和滑轮的摩擦,下列说法正确的是 (A)A.拉力做的额外功是100JB.动滑轮的重力为50NC.拉力做的总功是200JD.绳子末端移动的距离是2m学法提点竖直滑轮组中,不计绳重和摩擦,有用功为物体重力与物体提升高度的乘积,额外功为动滑轮重力与提升高度的乘积,总功为两者之和。考点三机械效率「5年内未做考查」有用功定义:①对人们有用的功公式:②W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总额外功定义:③并非我们需要但又不得不做的功公式:④W额=W总-W有用=G动h(提升重物,忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)总功定义:⑤有用功加额外功或动力所做的功公式:⑥W总=W有用+W额=Fs= 斜面:⑦W总=fl+Gh=Fl机械效率定义:⑧有用功跟总功的比值公式:⑨η= W有用WW有用总4.(2018·常州)用如图所示的滑轮组提升300N重物,在绳子自由端施加的拉力为125N,4s内重物匀速上升2m,不计绳重和轮轴间摩擦。则下列说法正确的是 (D)A.绳子自由端移动的距离为4mB.动滑轮重50NC.拉力做功的功率为150WD.此过程滑轮组的机械效率为80%学法提点功率是做功的快慢,效率是有用功在总功中所占的比例。解教材·图易类型一力臂作图研真题·优易例1(2018·山西,40,2分)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,在杠杆上施加最小动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。答案如右上图所示命题亮点本题考查学生对于杠杆模型的建立以及杠杆平衡条件在实际生活中的灵活应用。在情景中找出最大力臂,找到最小力,对于渗透建模法在实际教学过程中的运用起到了促进作用。解题思路本题想找到最小力,必须使力臂最大,杠杆上离支点最远的点和支点的连线作为力臂,此时力臂最大。1.如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。 答案如右上图所示类型二机械特点例2(2017·山西,17,3分)下列工具属于省力杠杆的 (A) 命题亮点本题考查了核心素养中对学生在不同情景中解释和解决实际问题的能力,对于生活中的杠杆能进行区分,要求学生关注生活中事物以及物理知识在生活中的应用。解题思路本题解题关键在于学生对于动力臂、阻力臂的区分,分析两力臂的大小关系,进而判断其特点。2.如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是 (B) 易错点辨析对于省力杠杆和费力杠杆的区分是比较容易发生错误的地方,要求学生必须具体分清动力臂和阻力臂之间的大小关系。命题点一力臂作图试真题·练易1.(2016·山西,32,2分)如图所示,分析人拉着拉杆旅行箱静止在水平地面上的情景,O是轮子的转轴。以O为支点,请你画出拉力F的力臂。 答案如右上图所示2.(2014·山西,34,2分)为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止,请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图,并作出阻力F2的力臂。 答案如右上图所示命题点二机械特点3.(2015·山西,16,3分)在生产生活中,如图所示的简单机械使用中,一定费力的是 (D) 必做实验类活动课·行易实验一探究杠杆的平衡条件【命题点】1.实验前杠杆平衡螺母的调节(左高左调,右高右调。注意:实验过程中不能再调平衡螺母)。2.实验时调节杠杆水平的目的(①使杠杆重心落在支点上,减少杠杆自重对实验造成的影响;②方便读出杠杆的力臂)。3.将一端的钩码换成弹簧测力计的好处(能直接测出拉力的大小,实验操作更方便)。4.弹簧测力计的使用和读数(应沿竖直方向拉动)。5.测量多组数据的目的(避免偶然性,使得出的结论更具有普遍性)。6.弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计示数的变化(拉力力臂变小,测力计示数逐渐变大)。7.分析数据,总结杠杆平衡条件(F1L1=F2L2)。8.根据杠杆平衡条件(F1L1=F2L2)分析计算。9.实验评估。10.生活中的杠杆的应用以及杠杆类型的判断。实验结论:杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2。例1(2018·滨州)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相等的0.5N重的钩码若干个。 (1)如图A所示,实验前,杠杆左端下倾,则应将左端的平衡螺母向右(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂,支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆自重对平衡的影响。(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=0.15m。(3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律。(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明丙同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,此实验能(选填“能”或“不能”)说明该结论是错误的,图C实验中,已知杠杆上每个小格长度为5cm,每个钩码重0.5N,当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,动力×动力臂等于(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂。解题思路实验时调节杠杆水平的目的:①使杠杆重心落在支点上,减少杠杆自重对实验造成的影响;②方便读出杠杆的力臂;根据杠杆平衡条件(F1L1=F2L2)分析计算。1.(2018·山东枣庄)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 (1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的左端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将左侧的钩码去掉一个即可。(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为小李的实验方案更好,请说明你的理由弹簧测力计在图丙中对杠杆的拉力与力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量。杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡。(4)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由不影响,这个作用在杠设计实验类实验二测量杆秤秤砣的质量【命题点】1.设计实验。2.实验设计体现控制变量法。例2现有一称量准确的杆秤和一把有刻度的直尺,请你再选择一些合适的物品用它们设计实验,测出杆秤秤砣的质量。(1)你选的物品:细绳,玻璃瓶,细沙(2)实验步骤:答案(2)①先用细绳将玻璃瓶系住,挂在秤杆上的零刻度线处;②然后向玻璃瓶内放一些细沙,增减瓶内细沙的质量,使秤杆在水平位置平衡;③以此装沙的玻璃瓶当秤砣,将待测的秤砣放在称钩上,用此杆秤称出秤砣的质量m;或用此杆秤称出装细沙玻璃瓶的质量,它就是待测秤砣的质量m第四单元电学