国家级示范高中初升高物理提升班资料第九讲：简单机械综合专题

第九讲简单机械综合专题知识点睛一、杠杆：1．定义：杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒．说明：所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的，比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆．2．力臂：支点到力的作用线的距离．说明：（1）当力的大小相同时，力臂越大则该力对杠杆的旋转作用越强．（2）力臂不一定在杠杆上．3．杠杆平衡条件：F动·L动＝F阻·L阻说明：（1）当有两个力或两个以上力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向(比如顺时针或逆时针)转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动时，则我们说杠杆平衡了．（2）动力和阻力是从使杠杆转动和阻碍杠杆转动来定义的，具有相对性．如果两个力分别由人和物体施加的，我们通常选择人施加的力为动力，物体施加力为阻力；如果二个力都由人（或物体）施加的，我们可以任意选择其中的一个力作为动力，则使杠杆旋转方向相反的另一个力就是阻力．4．杠杆的分类：(1) L动力>L阻力时叫省力杠杆．其特点是省了力但费了距离，如瓶盖起子、手推车、铡刀等．(2) L动力<L阻力时叫费力杠杆，其特点是费了力但省了距离，如钓鱼竿、筷子、缝纫机脚踏板等．(3) L动力=L阻力时叫等臂杠杆，其特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离，如天平、定滑轮等．5．利用杠杆衡条件计算有关问题，解决这类问题的一般步骤是：（1）明确杠杆支点的位置；（2）分析杠杆受到的各个力，分清动力和阻力，明确其大小和方向．（3）确定每个力的力臂，据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2列出关系式，求解即可．二、滑轮：1．定滑轮定滑轮实质：一个等臂杠杆定滑轮的特点：不省力但可以改变力的方向2．动滑轮动滑轮实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆动滑轮的特点：可以省一半的力，但费距离，而且不能改变力的方向3．滑轮组滑轮组的特点：拉动物体时，既能省力又能改变力的方向滑轮组的计算：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是动滑轮和重物总重的几分之一，动力作用点移动的距离就等于重物提升高度的几倍4．根据一定的要求设计滑轮组绕线的方法：；（1）计算：先根据题目中的条件，如绳子能承受的拉力和需要承担的物重计算出需要的绳子段数n （如果计算结果不是整数，一律进上去，例如，计算结果为3.2，则n 取4）（2）安装：n 为偶数时，绳固定端固定在定滑轮上；反之n 为奇数时，绳固定端要固定在动滑轮上．具体绕线时，一般先从固定端开始，按顺序由内向外绕，每个滑轮只能绕一次，绳不能相交叉．【例1】 （14北京八中）如图所示，密度均匀的直尺AB ，放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分是全长的13．当B 端挂5N 的重物时，直尺的A 端刚好开始翘起，则直尺所受的重力是________N ．【例2】 （14北京四中）如图所示，杠杆OA 在力A F 、B F 的作用下保持水平静止状态，杠杆的自重不计，O 为杠杆的支点，B F 的方向与OB 垂直，则下列关系中一定正确的是（ ） A ．A B F OA F OB ⋅=⋅ B ．A B F OA F OB ⋅<⋅C ．A B F OA F OB =D ．B A F OB F OA⋅>【例3】 (14甘肃兰州)在图中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F 的示意图(要求保留作图痕迹)【例4】 [湖北省初中物理竞赛试题]如图1所示，一根质地均匀、粗细不同的木头平衡于支点O 上，若从O 点处将木头锯断，则两段的重力大小为（ ）A ．粗的一头重B ．细的一头重C ．两端一样重D ．不能判断图1 图2 图3【例5】 如图2所示的滑轮组中，每个滑轮自重均为20牛，横杆的自重是10牛，摩擦和绳重不计，现用此滑轮组匀速提起重G =750牛的物体，那么需要施加的动力F 是（ ）A ．200牛B ．180牛C ．190牛D ．170牛【例6】 如图3所示，滑轮组处于平衡状态，在A 、B 下边分别加两个完全相同的砝码，则（ ）A ．A 上升B ．B 上升C ．静止D ．无法判定【例7】 （14北京四中）如图所示，物体受到的重力为20N ，用力F 将滑轮匀速提升，重物随滑轮一起匀速上升．当重物上升1m 时．关于滑轮上升的高度h 和拉力F 的说法正确的是（ ）A ．20N F =，1m h =B ．40N F =，2m h =C ．40N F =，0.5m h =D ．10N F =，2m h =【例8】 （14北京101中）一个同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组提升重物．已知物重1000N ，基础强化AB OF AF BFBAOdd 1G 粗GO而绳子最多只能承受400N 的拉力．请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法．【例9】 （14崇文二模）如图所示，用水平拉力F 通过滑轮组（滑轮的质量可忽略，且不计轮与轴间的摩擦）拉动物块A 在水平地面上做匀速运动，弹簧测力计的示数如图所示．对物块A 施水平向右、大小为9.6N 的拉力时，物块A 向右匀速运动，此时弹簧测力计的示数为_________N ．【例10】 如图所示，杠杆AB 可绕O 转动，绳AD 连在以A 为圆心的弧形槽MN 上，D 球可以在MN 上自由滑动，在D 球从N 向M 滑动过程中杠杆仍能保持平衡，则绳AD 对杠杆的拉力变化情况是（ ） A ．变大 B ．变小 C ．先变大后变小 D ．先变小后变大【例11】 （14北京八一中学）一根均匀木条长,l 支点在中点时刚好平衡，如果在左端锯下棒长的14，叠放在左端剩余部分的上面，则这根木条（ ）A ．仍保持平衡B ．左端向下倾斜C ．右端向下倾斜D ．无法判断 【例12】 如图所示，一根长为L 的木头重1000牛，其重心O在离木头左端13L 处，甲、乙二人各杠一端将木头杠起，此时丙又在木头的中间N 处向上杠，用力300N f =丙，由于丙的参与，乙的负重减轻了（ ） A ．200牛 B ．300牛 C ．100牛 D ．150牛【例13】 如图所示，甲、乙、丙三个小和尚抬着一根长木头向寺庙走去，甲和尚抬着较粗的一端A ，乙和尚抬着木头的中间部位B ，丙和尚抬着较细的一端C ，O 为木头的重心，则下列判断正确的是（ ）A ．当丙由于肩部酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变轻，乙的负担顿时加重B ．当乙由于肩部酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变重，乙的负担顿时变轻C ．当乙的作用力减小时，甲、丙两人的作用力均增加，但F F ∆>∆乙甲D ．当甲的作用力增大时，乙、丙两人的作用力均减小，但F F ∆<∆乙丙【例14】 （14人大附中）如图，一均匀木板MN 长15m L =，重1400N G =，搁在相距8m D =的两个支架A 、B 上，MA BN =，重2500N G =的小象乐乐从A 点向N 点走去．乐乐走过B 点 m 时，木板会翘起．能力提高丙乙甲O CBAf丙f 乙f 甲L 3NOL【例15】 （14北京101中）光滑的长木板AB 长为1.6m,可绕固定点O 转动，离O 点0.4m 的B 端挂一重物G ,板的另一端A 用一根与板成900角的细绳A C 拉住，处于平衡状态，这时此绳拉力为1.96N,如图所示，现在转轴O 放一质量为240g 的圆球，并使球以20cm/s 的速度由O 点沿长木板向A 端匀速滚动，问小球由O 点经过多长时间，系在A 端的细绳拉力刚好减为0？【例16】 如图所示，吊篮的重力为400N ，动滑轮的重力为50N ，定滑轮重力为40N ，人的重力为600N ，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（ ） A ．218N B ．220N C ．210N D ．236N【例17】 如图所示，滑轮及绳子质量和摩擦都不计，人重G ，，平板重G 2，要使木板处于平衡状态．问：（1）人用多大的力拉绳子?（2）人应站在何处?（3）人对板的压力多大?【例18】 如图所示，AB 在水平方向上静止，且123BO AB =，当100N G =时，F 为＿＿N ．（滑轮重不计） 【例19】 如图所示，AB 是一根重量可以不计的轻杠杆，提钮C 位于靠A 端的距离等于全长的14处，B 端下方与固定在地面上弹簧秤E 相连，A 端下方挂一个滑轮D ，绕过滑轮D 的细绳一端固定在地面上，另一端拴在物体P 上，已知物体P 重40N ，滑轮D 重6N ，用力F 向上拉提钮C ，使物体P 稍离开地面但保持平衡，求：（1）拉力F 多大？（2）弹簧秤E 的示数是多少？【例20】 在如图装置中，300N G =，13OA OB =，轮轴的轮半径是轴半径的4倍，如不计杠杆的重力和轮轴的摩擦，要使杠杆平衡，在轮边缘上的作用力为多大？1． 如图所示，有一只货箱吊在均匀轻杆上O 点，测得A 端用500N竖直向上的力可以将杆抬至水平位置，若杆长BO :OA =1:2，则货箱的重力大小为______． 2． 如图所示，滑轮本身质量和摩擦阻力不计，整个系统处于平衡状态，重物1G 、2G 之间的关系是（）A ．21G G =B ．2132G G =C ．212G G =D ．2123G G =实战演练BA AB FECDPF 2F 1O BAf e dcbaG 2G 1F GO 2O 1B A3． （14人大附中）如图所示，杠杆处于平衡状态，其中OA 长1m ，OB 长0.25m ，重物P 为58.8N ．滑轮和杠杆质量不计，则重物G 的重力为____，滑轮悬挂点D 、C 各受力分别为F D 为______和F C 为_______．4． 如图所示装置中，站在地面上的人体重为600N ，绕过滑轮B的绳子的一端系在人的腰上，用手拉住绕过滑轮A 的另一根绳子的一端，要使人匀速上升，则手拉绳子的力F 多大？（A 、B 滑轮的重、绳子重不计，各处摩擦都不计．）5． 如图，2R r ，拉力F 为98N ，求物重G ．（不计一切摩擦）B AP DG OCBA。