第9课--简单机械(25ppt)

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(1)如图所示 (正确标出 A、B 两点即可) (2)实验步骤： ①用细绳做成两个绳套，分别拴牢在杠杆的 A 点和 B 点处，调 节杠杆使其在水平位置平衡。将弹簧测力计的指针调节到零刻度线 位置。 ②在 A 点处依次挂 1 个、2 个、3 个、4 个、5 个、6 个钩码，在
GC＝T1′＋F1′③ T1′＝T1＝10 N，F1′＝F1＝30 N，
将 T1′＝10 N，F1′＝30 N 代入③式解得：
GC＝40 N， GC 40 N mC＝ ＝ ＝4 kg。 g 10 N/kg
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► 类型三
例5
滑轮和滑轮组
用如图 9－6 所示的滑轮组成滑轮组提升重物， 要求拉力为物重
B 点处依次竖直向上拉弹簧测力计，分别使杠杆在水平位置平衡。
把每次操作过程中挂在杠杆上的钩码的总质量和相应的弹簧测 力计示数记录在表格中。
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[解析] (1)因为弹簧测力计必须向上拉，所以A、B两点应该在 支点同侧。 (2)再根据弹簧测力计的量程为0～5 N、六个质量均为100 g的 钩码确定A点在B点内侧。 (3)当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力的方 向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。 因此，实验前必须调节杠杆水平平衡，并且应该在挂绳套后调节。 (4)研究实验至少六次，并且要求写明记录数据。
考点1 杠杆
1．杠杆基本知识
定义 支点 动力 五要素 阻力 动力臂 阻力臂 固定点 在力的作用下绕着________转动的硬棒叫杠杆 转动的点 O 杠杆绕着__________，一般用字母________表示 使杠杆______的力，一般用字母____表示 F1 转动 ________杠杆转动的力，一般用字母________表示 F2 阻碍 距离 从支点到动力作用线的________，一般用字母l1表示 距离 从支点到阻力作用线的________，一般用字母l2表示
的二分之一(忽略摩擦及绳和滑轮的重力)，在图中画出滑轮组的绕线。
图9－6
能够正确地分析与组装滑轮组是此部分的基本技能之 一，中考命题中常会考查到关于滑轮组绕线的作图问题。
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如图所示
[解析] 依据“奇动偶定”(当绳子的段数为奇数时，绳子的固 定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时，绳子的固定端 系在定滑轮的挂钩上)的规律确定出绳固定端的位置，然后从绳固 定端开始，由里向外进行绕线。
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简单机械部分单独占2～4分，以基础题的形式出现，主要考查的是以 预测2012 选择题形式出现的杠杆的分类识别，和以作图题形式考查画杠杆的力臂、 组装简单的滑轮组。另外，能力考查主要集中在以杠杆、滑轮为模型并
与压强、浮力、机械效率结合的综合题
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探究过程
杠杆自重 的目的是排除____________对杠杆平衡的影响和便于从杠杆上直接 力臂数值 右调 左调 读出__________)，杠杆的调节方法是左倾________，右倾________ 杠杆的平衡条件是：
得出结论
动力×动力臂＝阻力×阻力臂 文字式：_________________________________； F1 l2 ＝ 写成公式为__________或________2 F1l1＝F2l F2 l1 注意：①不同的物理量不能进行加减，但可以乘除；②如果实验
以杠杆 AB 及配重 D 为研究对象时，受力分析如图甲所示，杠杆 A 端 受到向下的压力为 F1，杠杆 B 端受到向下的压力为 F 和重力 GD，根据杠杆 平衡条件有：
F1×OA＝(GD＋F)×OB① GD＝mDg＝1.5 kg×10 N/kg＝15 N，
将 GD＝15 N，OA∶OB＝3∶1，F＝75 N 代入①式解得：F1＝30 N。 以动滑轮为研究对象时， 受力分析如图乙所示， 动滑轮受到向上的拉 力为 2T′，受到向下的拉力为 T1，受到向下的重力 GP。 因为动滑轮受力平衡，所以有：
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例 4 图 9－5 是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装
置示意图。该装置主要由滑轮组、配重 C、D 以及杠杆 AB 组成，配重 C 通过细绳与动滑轮相连，配重 C、D 分别通过支架固连在杠杆 AB 两端， 支架与杠杆垂直。杠杆的 B 端放在水平台面上，杠杆可以绕支点 O 在竖 直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡。已知动滑 轮 P 的质量 mP 为 0.2 kg，OA∶OB＝3∶1，配重 D 的质量 mD 为 1.5 kg， 作用在 D 上的竖直向下的压力 F 为 75 N，刚好拉开开关所需的拉力 T 为 6 N。杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴 的摩擦均忽略不计，g 取 10 N/kg。求：配重 C 的质量 mC 等于多少千克， 开关刚好能被拉开？
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4 kg [解析] 若开关刚好能被拉开，则拉力 T 等于 6 N，配重
C 的质量等于 mC，此时，杠杆在水平位置平衡，杠杆的 B 端受水平台
面的支持力为零。 分别以杠杆 AB 及配重 D、动滑轮、配重 C 为研究对象，进行受 力分析，如图甲、乙、丙所示。
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图9－4
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实验考查方面要求较高的是根据要求设计实验， 这就要求同学们在实验复习中着重掌握基本的设计思路， 即首先明确实 验的目的，依据目的选择器材；设计实验探究步骤，明确每步操作应观 察的现象或记录的数据，然后是比较、归纳观察内容，分析记录数据， 处理结果，概括总结得出该探究过程的结论；最后思考得出的结论和生 活生产实际的联系及在生活实际中的应用。
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图 9－5 本题中的装置是杠杆和滑轮的组合， 由于杠杆两端 有配重， 使得机械结构看上去更为复杂， 找不到解题的突破口。 运用“拆 分法”，将要研究的对象隔离出来，再进行受力分析，是解题的关键。 另外对于“开关刚好能被拉开”这个状态的理解和此状态受力分析也是 难点，有的同学会以为 B 点下侧的平台给 B 点一个向上的作用力，因而 导致不能得出正确结果。
► 类型一
例1
杠杆分类与作图
如图 9－2 所示的用具中，属于省力杠杆的是( A )
图 9－2 本类型的习题通常考查杠杆的分类， 通常以选择题的 形式出现。
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例2 如图 9－3 所示，O 点为杠杆的支点，请画出力 F 的力臂，
并用字母 l 表示。
图 9－3 会画杠杆的力臂是本类型的基本要求，中考的常见考 点。
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说明
①动力、阻力都是杠杆受的力，作用点在杠杆上；②杠杆可直、可曲，
当支点在杠杆中间时，二力同向；支点在杠杆一端时，二力反向
[点拨] 力臂画法：
(1)找支点O；
(2)画力的作用线(虚线)； (3)画力臂(虚线，过支点垂直力的作用线作垂线)；
(4)标力臂(大括号或背向箭头)。
＞ F1____F2
竿、镊子
天平、定滑轮
l1____l2 ＝
F1____F2 ＝
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考点2 探究：杠杆平衡条件
理解平衡
匀速转动 杠杆平衡是指杠杆______或____________ 静止
平衡螺母 水平位置 调节杠杆两端的__________，使杠杆在___________平衡(这样做
评估交流
中只测一组数据，具有偶然性，不能得出普遍结论
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考点3 滑轮
实质
力的关系
(F，G) ____ F＝G
距离的关系
(s，h)
作用 改变
定滑轮
等臂 ______杠杆
动力臂是阻力臂
s＝h
________ 力的方向
________ s＝2h ______ 省力 既可以______，也 省力 s＝nh ________ 力的方向 可以改变________
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1.杠杆；2.力臂的概念；3.杠杆平衡条件；4.运用杠杆平衡条件解决 考纲要求 有关问题；5.定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用；6.会组装简单的滑轮组； 7.会画杠杆的力臂 年份 近三年 北京市 中考考 查情况 2010 2011 单选、实验 单选 4分 2分 中 易 2009 题型 单选、填空、计算 分值 11分 难易程度 难 考点 杠杆的分类识别；与压 强、浮力结合的综合题 杠杆的分类识别；杠 杆平衡条件 杠杆的分类识别
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2．组装滑轮组的方法
G物＋G动 首先根据公式 n＝ 求出绳子的股数。然后根据“奇动 F
偶定”的原则(若绳子的起点在动滑轮上，则有奇数股绳子承担 重物；若绳子的起点在定滑轮上，则有偶数股绳子承担重物)。 结合题目的具体要求组装滑轮。
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2．杠杆的分类
名称 省力 杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂关系 ＞ l1____l2 力的关系 ＜ F1____F2 特点 费距离 省力、________ 应用举例 撬棒、铡刀、羊 角锤、钢丝钳 费力 ______、省距离 不省力、不费力 理发剪刀、钓鱼
＜ l1____l2
图 9－1
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(2)绳子股数的确定：一般采用“切割法”定绳子股数，即从定滑轮和 动滑轮之间切断(如图 9－1 所示)， 数出拴在动滑轮框上的绳子和最后从动滑 轮引出的拉绳就是承担重物的绳子股数(图中的股数已标出)。 (3)规律总结：①滑轮组中动滑轮的个数越多，越省力。 ②“一动一定”滑轮组最多能省三分之二的力，“两动两定”滑轮组最 多能省五分之四的力。 ③绕线规律：“奇动偶定”即对于成对构成的滑轮组，若绳子的起点在 动滑轮上，则有奇数股绳子承担重物；若绳子的起点在定滑轮上，则有偶数 股绳子承担重物。 ④滑轮组中动滑轮与定滑轮数目不等时，将少数者作为起点开始绕起。