人教版八年级物理下册杠杆与滑轮专题
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杠杆与滑轮专题
教学目标:通过学习对杠杆的力臂灵活运用
教学重点:寻找力臂,画力臂
教学难点:综合滑轮问题
一、杠杆:定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒。
1、五要素——组成杠杆示意图
①支点②动力③阻力④动力臂,从支点到动力作用线的距离;
⑤阻力臂,从支点到阻力作用线的距离;
2、画力臂方法:⑴找支点O;⑵画动力和阻力(实线),如果需要延长力的作用线(虚线);
⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括号)。
3、研究杠杆的平衡条件:杠杆静止或匀速转动;动力×动力臂=阻力×阻力臂;F1l1=F2l2
4、杠杆应用
名称结构特征特点应用举例
省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳
费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平,定滑轮
杠杆作图问题:画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂
杠杆平衡问题:
实验注意事项:实验前,应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。(杠杆平衡时动力最小问题)
1、某同学在做单臂俯卧撑运动,如图所示。他的重心在A点,所受重力为520N,他将身体撑起处于平衡状态时,地面对手的支持力为N。
2、要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是()
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
2题图3题图4题图
O
A
F
F
F
F
O
F1
l1l
2
F2
O
3、二个体积相等的实心铜球和铝球,挂于轻质杠杆两端,当支点O位于某处时,杠杆平衡,如图所示,现将两球慢慢浸没在水中后,要想使杠杆平衡,下述支点O的移动情况中正确的是()
A.向铜球侧移动
B.向铝球侧移动
C.不需要移动
D.无法判断
4、如图所示是一弯曲的杠杆,O是支点,OB=CA=4 cm,OC=3 cm。在B点挂一重物G=10 N,在A点加一力,要使杠杆平衡,力F最小值为多大?
二、滑轮
1、定滑轮:定义:中间的轴固定不动的滑轮。实质:等臂杠杆。特点:
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
对理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G,绳子自由端移动距离S F(或速度v F)
= 重物移动的距离S G(或速度v G)
2、动滑轮:定义:和重物一起移动的滑轮。实质:动力臂为阻力臂2倍的
省力杠杆。特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
对理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F= 1
2
G只忽略轮轴间的摩擦
则拉力F= 1
2
(G物+G动)绳子自由端移动距离S F(或v F)=2倍的重物移动的距离S G(或v G)
3、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
判断滑轮组的用力情况——“隔离法”:
“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”
5、有一个结构不明的滑轮组,只知道拉力F向下拉绳子时,每拉下12m,重物就上升3m,拉力F=400N,重物为多大,试画出滑轮的结构图。
6、如图甲所示,用F=10N的力,拉着物体在地面上匀速运动,则物体与地面的摩擦力是多大?若物体向前移动1m,绳子要拉过多少m?
6题图7题图
7、如图所示,通过定滑轮匀速提起重物G时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是() A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
8、如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3。则()
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.F2>F1>F3
D.F2<F1<F3
4、轮轴与斜面
F1
l1
F2
l2
轮轴:两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。半径较大的叫做轮,半径较小的叫做轴。
实质:轮轴是一个可以连续转动的杠杆。
特点:由于轮的半径大于轴的半径,因此当动力作用
于轮上时,轮轴为省力杠杆;当动力作用在轴上时,
轮轴为费力杠杆。
斜面:斜面是一种可以省力但是费距离的简单机械。
原理:Gh=Fl。公式可知,斜面越长,越省力。
9、如图所示,简单机械均不计摩擦,图B中R=2r,其中最省力的是()
9题图 10题图
10、如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()
A.20N 0.4m/s B.20N 0.1m/s C.5N 0.4m/s D.5N 0.1m/s
关于滑轮的综合题
一、(一模)如图25所示是起重机的结构示意图。用它把质量为
2×103kg,底面积为1m2的货箱G匀速提起。(取g=10N/kg)问:
(1)当货箱静止于水平地面时,它对地面的压强是多少?
(2)若把货箱匀速吊起3m,起重机对货箱做了多少功?
(3)吊起货箱时,为使起重机不倾倒,在它右边加挂质量为多大的铁
块?已知:OA=10m,OB=5m。(设起重机所受重力的作用线恰好通过O点。)
二、(一模)磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图29(甲)所示
的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为
40kg。于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29(乙)所示,再去提这个木箱。当木
箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg。
求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。