初中物理简单机械培优

初中物理简单机械 培优

提示概要

1． 杠杆

（1） 定义：一根硬棒，在力的作用下，如果能绕着一个固定点转动，

这根硬棒叫杠杆。

（2） 杠杆的几个要素：

○1支点O ：杠杆绕着转动的固定点；

○2动力F 1：使杠杆转动的力；

○3阻力F 2：阻碍杠杆转动的力；

○4动力臂（L 1）从支点到动力作用线的垂直距离；

○5阻力臂（L 2）从支点到阻力作用线的垂直距离；

（3） 杠杆的平衡条件

所谓杠杆的平衡状态是指杠杆静止不转或发生均速转动状态，此时杠

杆满足；

动力×动力臂=阻力×阻力臂用字母表示：F 1×L 1=F 2×L 2或1221

F L F L 上式表明：要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力的大小跟它们的力

臂成反比，即动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

（4） 杠杆应用分类

○1省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力，但费距离。

○2费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力，但省距离。

○3等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力，也不省距离。

2． 滑轮

（1）定滑轮

○1特征：轴心固定不定的滑轮。

○2实质及作用：定滑轮实质是一个等臂杠杆，作用是不省力，但可以改变力的方向。

（2）动滑轮

○1特征：轴心连物体一起移动

○2实质及作用：动滑轮实质是一个动力臂两倍的杠杆，作用是能省一半力，但不能改变力的方向。

○3滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的叫滑轮组，其作用既能省力，又能改变力的方向。

计算动力的方法：重物和动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一，即1

F G

其中ｎ经过动滑轮的绳

n

子股数，如果物体上升ｈ，则拉下绳子的距离为ｓ＝nh

3.轮轴

（1）定义：由轮和轴组成，能绕着共同的轴线旋转的简单机械。（2）实质：轮轴实质是一个变形的杠杆，轮半径和轴半径就是力臂。

例题

342.一根粗细均匀的铁丝，中间用一根细线吊住，使其在水平位置平衡，如图7-1

（甲）所示，当将右边的铁丝弯曲，如图7-1

（乙）所示，铁丝将（）

A仍保持平衡B右端向下倾斜C左端向下倾斜D无法判断

解析：题中铁丝可视为一条均匀的杠杆，其重心应在其中心处，当在中间用绳子吊住后，可理解为绳子左右两段的铁丝同时受到大小为1/2G，方向向下的重力的作用，并且这两个力臂L1=L2,所以铁丝平衡，将右边的铁丝弯折后，支点左、右两边的铁丝虽然重力的大小相同，但右边铁丝重力作用点向支点移近，使其力臂L2

故本题应选C

343,小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁体用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在( )

A磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体的重心北侧D磁体的重心南侧

解析：以璇线为支点，磁体所受的两个力F、G如图7-2（甲）使杠杆平衡。

正常情况下，悬线应系住物体中央，但条形磁体在北京受地磁场的作用，如图7-2（乙）所示，它的北极受向下偏。

根据杠杆原理，悬线应偏向磁体中心的北侧，让磁体的重力有力臂，与力F使杠杆平衡。

故本题应选C

344,在00C时，将两根长度和质量相等的均匀的铜棒和

铁棒连接在一起，并将支点放在接头处刚好平衡，如图

7-3所示，当温度升高数百摄氏度时，能观察到现象是

（）

A仍然保持水平方向平衡B左端向上翘起，右端向下降低

C右端向上翘起，左端向下降低D以上三种现象均有可能

解析：因为铜的热膨胀性能比铁的好，当它们的温度同样升高数百摄氏度时，铜棒的体积膨胀得大些，长度变得长一些，铜棒的重心向左偏移比铁棒的重心向右偏移得大一些，由于温度的变化不影响质量，根据杠杆原理可知，左端向下降低，右端向上翘起。

故本题应选C

345，用不等臂天平称质量为4g的药品，先放在左盘中称，再放入右盘中称，记下两次结果，其记录数据可能是下列的哪一组( )

A.2g、6g

B.4g、1g

C.10g、6g

D.2g、8g

解析：物体先放右盘中称时，天平平衡所以又mgL1=m1gl2(L2、L1分别表示天平左、右两盘到支点的距离).

物体再放左盘中称时，由天平平衡由m2gl1=mgl2,两式相乘得m2=m1·m2

故本题应选D.

346．如图7-4（甲）所示，杆OB的O端用铰链（可自由转动）固定在竖直壁上，杆的中点挂一重物G，杆的B点受水平拉力F而平衡，若拉力F沿逆时针方向逐渐转向竖直方向，而保持OB在原位置平衡，则在此过程中F将( )

A.大小保持不变

B.逐渐变大

C.逐渐变小

D.先变小后变大

解析：阻力G的作用点不变，杆保持原位置，因而阻力臂不变，又阻力G的大小也不变，所以阻力和阻力臂的乘积不变；动力F的作用点不变，但由于方向改变，因而它的动力臂改变，当F的方向转到与OB垂直的位置时，动力臂的长度就等于杆OB的长度，而F的方向在其他任何位置时，其动力臂的长度就等于杆OB的长度，这就是说，只有当F的方向转向与OB垂直的过程中，力F是渐渐变小的，而在F离开与OB垂直的位置转向竖直位置的过程中，力F是渐渐变大的.概括地说，力F先变小后变大.

故本题应选D.

348．如图7-6所示，是一把不诚实的小贩卖瓜子用的杠杆，A挂托盘处，B为零刻度线，O为提纽处，C为

杆秤的重心，若小贩把杆秤秤砣换成质量

小一些的，那么他称出的瓜子的质量数为

（）

A.读数都比实际数多

B.读数都比实际数少

C.买得少时读数比实际数少

D.买得多时读数比实际数少

解析：设杠杆的质量为m,杆杆原配秤砣质量为m2.

若买的瓜子质量M较少，杆秤平衡时，秤砣在B点到O点之间，由杠杆平衡条件可得

使用秤砣m1时，Mg·AO+M1g·DO=mg·OC;

使用秤砣m2时，Mg·AO+M2g·DO=mg·OC;

因为m1>m2,所以DO

即D’点较D点更靠近零刻度线B处，所以顾客买得少时，读数小于瓜子实际质量，若买的瓜子质量M’较大，杠杆平衡时，秤砣在O点右边，由杠杆平衡条件可得

使用秤砣M1时，M’g·AO=mg·OC+M1g·OE;

使用秤砣M2时，M’g·AO=mg·OC+M2g·OE;

因为M1>M2,所以OE

即E’点较E点更远离零刻度B处，所以顾客买得买，读数大于瓜子