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第9课时简单机械考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点一杠杆1.杠杆的定义在力的作用下绕转动的硬棒叫杠杆。2.杠杆五要素(如图所示)①支点：杠杆绕着转动的点(O);②动力：驱使杠杆转动的力(F1);③阻力：阻碍杠杆转动的力(F2);④动力臂：从支点到动力作用线的距离(l1);⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(l2)。图9-1固定点考点梳理夯实基础考向探究逐个击破3.力臂画法①找支点O;②画力的作用线(会画延长线或反向延长线);③画力臂(过支点垂直于力的作用线作垂线);④标力臂(大括号或背向箭头)。4.杠杆的平衡条件：阿基米德首先发现了杠杆的平衡条件,即动力×动力臂=阻力×阻力臂,或写成。[点拨](1)动力、阻力都是杠杆受到的力,作用点在杠杆上。当支点在杠杆中间时,二力同向;当支点在杠杆一端时,二力反向。(2)切不可．．．把从动力作用点到支点的距离作为动力臂,或者把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂。F1l1=F2l2考点梳理夯实基础考向探究逐个击破5.杠杆的分类名称力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆l1l2F1F2省力、撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳费力杠杆l1l2F1F2、省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子等臂杠杆l1l2F1F2不省力、不费力天平、定滑轮费距离费力==考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点二滑轮滑轮组项目定滑轮动滑轮滑轮组示意图实质：特点：实质：特点：等臂杠杆可改变力的方向,不能省力省力杠杆不可改变力的方向,但可省一半力考点梳理夯实基础考向探究逐个击破项目定滑轮动滑轮滑轮组力、速度、距离的关系F1=Gv1=v2s=hF1=v1=s=F1=v1=s=(注：不计摩擦,动滑轮重为G动)𝑮+𝑮动𝟐2v22h𝑮+𝑮动𝟑3v23h考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[点拨]组装滑轮组的方法：如果定滑轮和动滑轮的个数相等,首先根据公式n=𝐺物+𝐺动𝐹求出绳子的股数,然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。如果定滑轮和动滑轮的个数不相等,从滑轮个数少的一边的挂钩上固定绳子,再绕好绳子,此时是最省力的绕绳方法。探究一杠杆五要素及杠杆的识别考点梳理夯实基础考向探究逐个击破1.如图9-2所示是开瓶盖的起子,可以看成是一个杠杆,在图9-3中找出能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的是()图9-2图9-3C考点梳理夯实基础考向探究逐个击破2.如图9-4所示,杠杆在动力F1和阻力F2的作用下保持平衡,请在图中画出动力臂l1和阻力臂l2。图9-4如图所示考点梳理夯实基础考向探究逐个击破3.林红同学要将一圆柱体油桶推上台阶,若分别在A、B和C点用力,力的方向如图9-5所示,则最小的推力是()图9-5A.FAB.FBC.FCD.一样大[答案]B[解析]根据杠杆的平衡条件可知,动力臂最长时动力最小。如图所示,图中O'OB是圆柱体油桶的直径,则FB的力臂O'B最长,因为阻力G和阻力臂一定,FB的力臂最长,所以FB最小。4.[2019·宜昌模拟]小小的筷子堪称中华文明的传承链,不仅以独特的形式传承着中华民族的特色文化,还蕴含着丰富的物理知识：正常使用的筷子属于(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;筷子能夹起食物,说明筷子与食物间有力。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破费力摩擦探究二杠杆的平衡条件及应用考点梳理夯实基础考向探究逐个击破5.如图9-6所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图,阀门S的底面积为2cm2。当阀门S受到的蒸气压力超过其安全值时,阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力,该装置相当于一个杠杆。忽略杆重,若OA=0.2m,AB=0.6m,物体G重25N,那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为N;当锅炉内气压达到4×105Pa时,蒸气对阀门下表面的压力是N。图9-610080考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[解析]由图可知：OB=OA+AB=0.2m+0.6m=0.8m,根据杠杆平衡条件得：F×OA=G×OB,则：F=𝐺×𝑂𝐵𝑂𝐴=25N×0.8m0.2m=100N。S=2cm2=2×10-4m2,水蒸气对阀门A的压力F压=pS=4×105Pa×2×10-4m2=80N。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破6.如图9-7所示,林红和小勇用一根均匀轻质直杆抬一袋重60kg的米,小勇想减轻林红的负担,自己要承担23的力量,则林红承担的压力是N,林红的肩头到挂点O的距离与小勇的肩头到挂点O的距离之比是。(g取10N/kg)图9-72002∶1考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[解析]米的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N,根据题意可知,小勇要承担的力：F2=23G=23×600N=400N;林红要承担的力：F1=13G=13×600N=200N;由F1l1=F2l2得𝑙1𝑙2=𝐹2𝐹1=400N200N=21。探究三滑轮、滑轮组考点梳理夯实基础考向探究逐个击破7.动滑轮是杠杆的变形,请在图9-8中标出支点O并作出动滑轮的动力臂l1和阻力臂l2。图9-8如图所示考点梳理夯实基础考向探究逐个击破8.[2019·江西]如图9-9所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),则拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是()图9-9A.F2F3=F4F1B.F2F4F1F3C.F4=F2F1F3D.F4F2F3F1B考点梳理夯实基础考向探究逐个击破10.69.如图9-10所示是林红同学在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系时的情形。每个滑轮的重力为1N,钩码总重为1N,若不计绳重和摩擦,弹簧测力计的示数是N;实验时匀速提升钩码,经过10s,钩码被提升了3m,则绳子自由端移动的速度是m/s。图9-10[解析]由题图可知,滑轮组由两股绳子承担物重,n=2;弹簧测力计的示数F=1𝑛(G物+G轮)=12×(1N+1N)=1N;绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m,移动的速度v=𝑠𝑡=6m10s=0.6m/s。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破10.如图9-11所示,重30N的物体A在水平拉力F的作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,物体A所受的滑动摩擦力是物重的0.2倍,物体A在2s内前进了0.2m。若不计滑轮重、绳重及轴摩擦,拉力F为N。绳子自由端的速度为m/s。图9-1130.2[解析]由图可知,物体A由2股绳子拉动,即n=2,不计滑轮重、绳重、绳与轮之间的摩擦,则F=12f=12×0.2G=12×0.2×30N=3N。又s=nsA=2×0.2m=0.4m,绳子自由端的速度v=𝑠𝑡=0.4m2s=0.2m/s。实验突破素养提升【设计和进行实验】1.让支点处于杠杆的中心：消除杠杆自重对实验结论的影响。2.让杠杆在水平位置平衡：便于从杠杆上直接读出力臂。3.平衡螺母的调节：左高左调,右高右调,实验开始后,不能再调节平衡螺母。4.钩码换成弹簧测力计的好处：能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向。5.弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会变大,因为拉力力臂变小。6.多次实验的目的：消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。突破一探究杠杆的平衡条件实验突破素养提升【数据处理和分析】7.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出：杠杆的平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式为F1l1=F2l2。次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123实验突破素养提升【交流、反思与评估】8.实验时注意不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。实验突破素养提升例小红和小明利用如图9-12所示装置做“探究杠杆平衡条件”的实验。图9-12(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是。右便于测量力臂实验突破素养提升(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。多次实验的目的是。(4)小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是。(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂个钩码。次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11102522101203215310使结论具有普遍性F1l1=F2l26实验突破素养提升(6)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将(选填“变大”“变小”或“不变”)。变大实验突破素养提升·实验拓展·(7)实验中调节杠杆平衡时,杠杆静止在如图9-13甲所示的位置,此时杠杆(选填“处于”或“不处于”)平衡状态。图9-13(8)用绳子拴住一根粗细不同的木棒某处,静止后木棒水平平衡,如图乙所示,现将木棒从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段,可判断GA(选填“”“=”或“”)GB。处于实验突破素养提升[解析](8)用绳子拴住一根粗细不同的木棒某处,静止后木棒水平平衡,支点O左端部分重为GA,重心为M;右端部分重为GB,重心为N,杠杆的示意图如图所示：根据力臂的定义,左端部分重力力臂大小就等于OE,右端部分重力力臂大小等于OF,且OEOF,根据杠杆的平衡条件,GA×OE=GB×OF,故有GAGB。