文档介绍：沪科版物理2011中考复习专题《机械与人(上)》
一:知识点梳理
一、杠杆:
1、定义:在力的作用下,能绕着某一个固定点转动的硬棒叫做杠杆。
说明:①杠杆可以是直的也可以是弯曲,形状可以是任意形状的。
O
F1
l1
l2
F2
②有些情况下,可根据杠杆的实际转动情况,来确定支点。如:鱼杆、铁锹等。
2、杠杆的五要素:组成杠杆示意图。
①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明:动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点都在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动方向相反。
④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
3、力臂的方法:
⑴找到杠杆的支点O;
⑵画出力的作用线(虚线);
⑶画力臂:过支点作出力的作用线的垂线段。((虚线)
⑷标出力臂(用大括号,注明是动力臂还是阻力臂)。
4、研究杠杆的平衡条件:
(1)杠杆平衡:是指杠杆静止或匀速转动状态。
(2)实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。
(3)杠杆的平衡条件(或杠杆原理):
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
公式:F1*l1=F2*l2 或:F1 / F2=l2 / l1
说明:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力
臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)
解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
5、杠杆的分类及应用:
(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆。
特点:能省力但是费距离。
应用:撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆。
特点:费力但是生距离。
应用:缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等。
(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆。
特点:不省力不费力
应用:天平,定滑轮等。
说明:具体使用杠杆时应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆;当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
二、滑轮:
1、定滑轮:
l1
l2
F2
F1
①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:相当于等臂杠杆
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④说明: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(或速度vF) = 重物移动的距离h(或速度vG)
2、动滑轮:
F1
l1
F2
l2
①定义:轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 / 2G ; s = 2h
若只忽略轮轴间的摩擦则:拉力F= 1/2(G物+G动) ; s = 2h
3、滑轮组
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1/ n G ;s = nh
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G物+G动) ;s = nh
说明:组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
二:重点、难点突破
1、杠杆:
例1、如图所示,用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F的四种不同方向,其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为( )
1
解析:当杠杆在图示位置精致不动时,杠杆处于平衡状态,此时杠杆所受阻力大小等于物体的重力,因而可知阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,可知动力和动力臂的乘积也保持不变,所以当动力臂最大时所用的拉力最小。当杠杆上力的作用点和支点都固定不变时,当所用力的方向跟支点和力的作用点之间的连线垂直时,力臂最长,故力F2 最小
答案:B
小练习:
1、下列属于费力杠杆的是( )
2、一根杆秤,如果秤砣被磨损掉一部分,用它称得的质量将比被称