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第4节简单机械,常考透视,第3章能量的转化与守恒,挑战自我,常考透视,常考1知道杠杆的五要素，会画杠杆的示意图，并能对生活中常见的杠杆进行分类。,第4节简单机械,【考试热度】,例1如图3-4-11所示是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F向上撬。(木棒自重不计),第4节简单机械,例1如图3-4-11所示是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F向上撬。(木棒自重不计)（1）在图中画出力F1的力臂。,答案,解析（1）找准支点是关键，当在C点用与棒垂直的力F1向下撬时，以B为支点，连接BC，则BC即为力F1的力臂L1。,第4节简单机械,例1如图3-4-11所示是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F向上撬。(木棒自重不计)（2）若石块压在棒上的D点正好是AB的中点，你认为第_种方法更省力一些，理由是_。,二,根据杠杆的平衡条件，两种方法中的阻力,与阻力臂的乘积相等，第二种方法动力臂较长，所以更省力,第4节简单机械,解析（2）若D点正好是AB中点，当以B点为支点时，动力臂为BC，阻力臂为DB；当以A点为支点时，动力臂为AC，阻力臂为DA。因阻力臂相同（DA=DB），但第二种撬法的动力臂AC比第一种撬法的动力臂BC长一些，所以第二种撬法更省力一些。,方法透视由杠杆的平衡条件知：当阻力、阻力臂的乘积一定时，动力臂越长越省力，因此解答此题的关键是找出最长力臂。（1）会根据力臂的画法，准确作出动力臂，要求作图规范。（2）知道确定最小力的方法（力臂越长作用力越小）。,【试题链接】小试身手1、3,第4节简单机械,常考2能够设计实验探究杠杆的平衡条件，并能用杠杆的平衡条件解决一些简单的实际问题。,【考试热度】,第4节简单机械,例2图3-4-13甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。,第4节简单机械,第4节简单机械,（1）下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填写序号）：_。A将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处B将天平放在水平台面上C将待测物体放在天平左侧的置物盘中D调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记E移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记F由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量,BADCEF,第4节简单机械,解析（1）简易天平的使用步骤：B将天平放在水平台面上；A将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处（相当于游码回零）；D调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置）；C将待测物体放在天平左侧的置物盘中（相当于左盘放物体）；E移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡）；F由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量。,第4节简单机械,（2）调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的_（填“左”或“右”）侧。,左,例2图3-4-13甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。,第4节简单机械,解析（2）调节天平至水平位置平衡时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上的标记；把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。,第4节简单机械,（3）若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，如图乙所示，已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，则待测物体的质量M=_。,m（c-b）/a,例2图3-4-13甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。,第4节简单机械,解析（3）当置物盘中没有放物体时，钩码位于Q处，根据杠杆平衡条件得：m盘gOP=mgOQ，某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，根据杠杆平衡条件得：（m盘g+Mg）OP=mgON，综合以上两式得：MgOP=mg（ON-OQ），已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，所以物体的质量为M=m（c-b）/a.,第4节简单机械,方法透视调节杠杆水平平衡的方法是“左倾右调，右倾左调”。,【试题链接】小试身手2、6，创新培优8,第4节简单机械,常考3知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点和实质，理解有用功、额外功、总功及机械效率，并能进行简单计算,【考试热度】,例3如图3-4-14所示，物体A是正方体铁块，边长是20cm，当水平拉力F=80N时，物体A恰好做匀速直线运动。已知铁=7.8103kg/m3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3，试求：（g取10N/kg）（1）物体A的质量。,答案V=a3=（0.2m）3=810-3m3，=m/V，则m=V=7.8103kg/m3810-3m3=62.4kg。,第4节简单机械,答案G=mg=62.4kg10N/kg=624N，f=0.3G=0.3624N=187.2N，=W有用/W总100%=（fs）/（Fns）100%=187.2N/（80N3）100%=78%。,例3如图3-4-14所示，物体A是正方体铁块，边长是20cm，当水平拉力F=80N时，物体A恰好做匀速直线运动。已知铁=7.8103kg/m3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3，试求：（g取10N/kg）（2）该滑轮组的机械效率。,解析本题综合考查了质量和密度的计算、机械效率的计算。使用滑轮组水平拉动物体时，需要克服物体和地面间的摩擦力。,挑战自我,小试身手,第4节简单机械,1.如图3-4-15所示，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间。图钉作为杠杆，其支点是（）,AA点BB点CC点DD点,C,解析根据图示可知，当撬起A端时，整个图钉绕C点顺时针转动，所以此时杠杆的支点为C点。,第4节简单机械,2.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（）,C,解析设杠杆每一个格长为L，A中力和力臂的乘积：左边10N3L，右边10N2L，因为10N3L10N2L，所以左边下沉；B中力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡；C中力和力臂的乘积：左边10N3L，右边15N2L，因为10N3L15N2L，所以杠杆平衡；D中力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡。,第4节简单机械,3.如图3-4-16所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物。为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（）,A始终是省力杠杆B始终是费力杠杆C先是省力杠杆，后是费力杠杆D先是费力杠杆，后是省力杠杆,C,第4节简单机械,4.如图3-4-17所示，用滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳子绕法。,答案略,第4节简单机械,5.如图3-4-18所示的滑轮组中，绳的重力及绳与滑轮的摩擦忽略不计。,（1）如果滑轮的自重不计，物重G=3N，要使物体匀速上升，拉力F为多大？（2）在物体匀速上升过程中，如果物体上升的速度为v1，绳子自由端向上拉动的速度为v2，那么v1=_v2。,1N,1/3,第4节简单机械,5.如图3-4-18所示的滑轮组中，绳的重力及绳与滑轮的摩擦忽略不计。,（3）假如每个滑轮的自重为G0，物重为G。当物体匀速上升时，a、b两根细绳受到的拉力分别为Fa、Fb，当Fa=2Fb时，G0G=_。,45,解析(3)Fa2G0，FbG，Fa2Fb，则2G02G，则G0G45。,第4节简单机械,6.随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多。那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究：制作了头部模型，如图3-4-19所示，头部可绕支点O（颈椎）转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5N，模拟头部的重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计。支点（颈椎）承受的压力约为头部重力和绳子拉力之和，实验数据如下表：,第4节简单机械,（1）分析表中数据，可得出的结论是_。,颈椎承受的压力随着低头角度的,增大而增大,解析(1)由表格数据可知，低头角度越大，颈椎承受的压力越大。,第4节简单机械,（2）该头部模型相当于绕O点转动的杠杆，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因_。,根据杠杆平衡条件可知：Gl1Fl2，当低头角度增大时，l1增大，G不变，l2减,小，故F增大,解析(2)由图知，根据杠杆平衡条件：Gl1Fl2，由于重力是竖直向下的，当低头角度变大时，重力的力臂变大，又由于l2变小，故力F变大。,第4节简单机械,（3）下列措施中，有利于保护颈椎的是_。A不要长时间低头看手机B适当抬高手机屏幕，减小低头角度C低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力,ABC,解析(3)由于低头会使颈椎所受压力变大，且低头角度越大，颈椎所受压力越大，所以要保护颈椎，不能长时间低头看手机，可适当抬高手机屏幕，减小低头角度，且低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力，故A、B、C均正确。,创新培优,第4节简单机械,7.如图3-4-20所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10N时，下列分析正确的是（）,A弹簧测力计的示数为20NB弹簧测力计的示数为0NC木板仍向右做匀速直线运动D小木块将保持静止,D,第4节简单机械,解析当拉力F为5N时，木板向右做匀速直线运动，此时木板所受摩擦力为10N，方向向左。因地面光滑，故这时木块所受摩擦力是10N。当拉力增大到10N时，木板所受拉力为20N，向右做加速直线运动。木块对木板的压力未变，接触面的粗糙程度也未变，故木块所受摩擦力还是10N，木块受到平衡力而保持静止。,第4节简单机械,8.如图3-4-21所示是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。,（1）制作舂米工具时，为了使作用在A点的力F更小，在其他条件相同时，只改变支点O的位置，应将O点更靠近_（填“A”或“B”）端。（2）若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45角的过程中，动力F大小的变化是_。,B,先增大后减小,
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