九年级浙教版C专题简单机械.doc

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中考科学辅导讲义

学员编号： 年 级： 课 时 数：
学员姓名： 辅导科目：物理 学科教师：
授课内容
简单机械
星 级

授课日期及时段
40min
教学内容

i.基础引入

考点一：杠杆
1．在力的作用下，能绕着 转动的硬棒叫杠杆。力臂是 到 的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
2．杠杆处于 状态或 状态，称为杠杆平衡。杠杆平衡条件为： ，即＝。
3．杠杆的分类：
(1)省力杠杆：动力臂 阻力臂，特点是 但 。如：撬棒，起子。
(2)费力杠杆：动力臂 阻力臂，特点是 但 。如：船桨，镊子。
(3)等臂杠杆：动力臂 阻力臂，特点是既不省力也不费力。如：天平。
4．力臂的画法：
要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键。画法可按以下几步完成：
(1)首先在杠杆的示意图上，确定支点O。
(2)画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长。
(3)过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂。
5．人体中的杠杆：

考点二：滑轮
1．定滑轮的实质是 杠杆，特点是不能 ，但能改变 。
2．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂 的杠杆，特点是能 ，但不能 ，费 的距离。
3．使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的 ，即F＝ ；绳子移动的距离就是物体上升高度的几倍，即s＝ 。

ii.例题讲解

例1 (★★★)杠杆在生产生活中普遍使用。下列工具在使用过程中，属于省力杠杆的是(　　)
答案：D
如图是一个指甲剪的示意图，它是由三个杠杆ABC，OBD和OED组成。用它剪指甲时，属于省力杠杆的是(　　)
A．ABC　　　　　 B．OBD
C．OED　　　　　 D．三个都是
答案：指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成：
①撬棒是ABC，以B为支点，动力作用在A上，阻力作用在C上，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
②镊子是由OBD和OED两个杠杆组成，支点O点，动力作用在E点，阻力作用在D点．使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．A
例2 (★★★)滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验。
(1)甲同学研究的问题是________。
(2)研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是________(填序号)。
①拉着重物保持静止
②匀速向下拉动重物
③随意拉动重物
答案：（1）由图一、二、三可知，当使用定滑轮提升同一重物时，改变拉力的方向，观察拉力的大小是否改变，研究拉力的大小与拉力的方向是否有关．
故答案为：使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关．
（2）研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物．
故答案为：①②．
工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面)，其中最省力的方案是(　　)
答案：变滑动为滚动能够减小摩擦力，且动滑轮能够省一半的力（定滑轮只能改变力的方向，不能省力）。A图只是将滑动变成了滚动；B图使用了定滑轮且为滑动；C图使用了定滑轮，将滑动变成了滚动；D图中，即运用了动滑轮，也将滑动变成了滚动，综合分析可知D方案最省力
例3 (★★★）某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知(　　)
A．A是动滑轮
B．B是定滑轮
C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升
D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
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，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则(　　)
A．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4　　s1∶s2∶s3＝2∶1∶4
B．F1∶F2∶F3＝2∶1∶1　　s1∶s2∶s3＝2∶4∶1
C．F1∶F2∶F3＝2∶4∶1　　v1∶v2∶v3＝2∶1∶4
D．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4　　v1∶v2∶v3＝2∶4∶1
答案：BD

iii.强化训练

一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2011·宁波)下列所示工具中，使用时不能省力但能省距离的是(　　)
答案：D
2．(2011·台州)如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于(　　)
A．手指对杆没有做功
B．杆所受重力与支持力是一对平衡力
C．指尖受杆挤压发生形变
D．杆与手指间力的作用是相互的
答案：B

3．(2012·十堰)如图所示，小枫骑变速自行车上坡时，要想省力，后轴的齿轮应该换用较大还是较小的？原因是什么？下列对这两个问题回答正确的是(　　)
A．较大的，增大动力臂 　　B．较大的，减小阻力臂
C．较小的，增大动力臂 　　D．较小的，减小阻力臂
答案：A 后面越大的齿轮越好，由杠杆原理可知，离轴越远等于力矩越长，则做同样的功时，用力越小，但做功距离增加小齿轮力矩短，则用力较大，但做功距离短，在足够的力作用下，在相同时间内做功距离越短则效率越高，所以小齿轮是用来加速的，但不省力
4．(2012·泰安)如图所示的情景中，所使用的工具属于费力杠杆的是(　　)

答案：D
5．(2012·湖州)如图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(　　)
A．A点 　　B．B点 　　
C．C点 　　 D．D点
答案：这个装置的目的是为了能把图钉拔出来，该图钉的工作过程是这样的：用力向上撬杠杆的A点，设备绕着C点顺时针转动，使图钉被拔出．由此可知作用在A点使杠杆顺时针转动的力是动力；作用在B点，阻碍图钉拔出的力是阻力；C点是支点．
故选C．
6．在日常生活中，用10 N的拉力不能提起重15 N的物体的简单机械是(　　)
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面
答案：因为10N的拉力要提起重15N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用10N的拉力不能提起重15N的物体．
故选A
7．(2012·重庆)如图所示，所使用的杠杆属于费力杠杆的是(　　)

答案:A
8．(2012·滨州)衣服夹是一种常用物品，如图给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况．下列说法中正确的是(　　)
A．当用手将其捏开时，它是费力杠杆
B．当用其夹住物品时，它是费力杠杆
C．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆
D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆
答案:B
9．如下图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦)，正确的是(　　)

A．F甲＞F乙 B．F乙＝F丙
C．F丙＜F丁 D．一样大
答案:B
10．三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，图中和尚们商量出新的挑水方案，胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中不正确的是(　　)

A．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B．乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离
D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
答案：D
11.如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F在这个过程中(　　)
A．变大
B．变小
C．不变
D．先变大后变小
答案：A
12．(2012·包头)如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒(　　)
A．绕O点顺时针方向转动
B．绕O点逆时针转动
C．仍保持平衡
D．平衡被破坏，转动方向不定
答案：因木棒处于转动平衡状态，故木棒两侧的力矩平衡；
因OA=OC，两端再分别挂上3个同样的砝码时，两端增加的力矩相等，故增加砝码后的力矩仍能平衡；
故选C．
二、简答题(每空3分，共33分)
13． (2012·贵阳)杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 ；有时却要使用费力杠杆，那又是为了 。
答案：省力；省距离；
14．(2012·上海)如图所示，用20牛的拉力F匀速提起物体A，不计摩擦，A的重力为 牛。若物体A在10秒内上升4米，此过程中拉力F做的功为 焦，功率为 瓦。
答案：20牛 ；80J ；8W

15．(2012·北京)小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量为50 g，杠杆上相邻刻度线间的距离相等。小华将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 个钩码。
答案：2
16． (2012·北京)省力杠杆的动力臂 (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力臂。
答案：大于
17.(2012·重庆)用如图所示的滑轮组匀速提升重为200 N的物体，人对绳的拉力为125 N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 。如果人的体重为600 N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为 N。
答案：80% 1150
18． (2012·嘉兴)如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 。若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是 。
答案：乙； F1=F3>F2
三、实验探究题(12分)
19.(2011·绍兴)如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时，两触点接触，使电磁铁产生磁性，吸引衔铁，小猫端下降，两触点断开，电磁铁失去磁性，在小狗重力的作用下，小狗端下降，反复上述过程。
(1)如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米，小猫模型的质量为100克，则该跷跷板要能正常工作，小狗模型的重力应略大于________牛；
(2)如该跷跷板电路连接正确、两触点接触良好，但不能正常工作，可以改进的方法是________________________________________________________________________
_______________________________________________________(只要写出一点即可)。
答案：（1）由题知，小猫的力臂为L1=7cm，小狗的力臂为L2=5cm，小猫模型的重力为G1=mg=0.1kg×10N/kg=1N；
要使跷跷板能正常工作，则应使小狗的重力与力臂的乘积大于小猫的重力与力臂的乘积，即G2•L2＞G1•L1，
解得：G2＞G1L1/L2=1N×7cm/5cm=1.4N，即小狗模型的重力应略大于1.4N；
（2）跷跷板不能正常工作说明左侧小猫模型及磁力及力臂的乘积小于小狗的力及力臂的乘积，无法将左端压下，故可以增大左侧力及力臂的乘积或减小右侧力及力臂的乘积；方法有：
①将小狗模型向左移动，减小左侧力臂；
②增大电压提高线圈中的电流，从而增大磁力；
③增加小猫模型的质量，从而增大压力；
以上任选一个回答即可．
故答案为：（1)1.4；（3）将小狗模型适当向左移动．
四、分析计算题(19分)
20．(2012·宁波)如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB＝2OA。
(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为________；
(2)求图乙中F2的大小；
(3)利用图丙的机械，小科把此物体匀速提高2 m，用时10 s，求拉力F3的功率。

答案：（1）由题知，不计摩擦、机械自重及绳重，甲图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F1=G；乙图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F2=2G；丙图，n=3，F3=G；由以上分析可知，从大到小的顺序为：F2、F1、F3，
（2）图乙中，OB=2OA，∵F2×OA=G×OB∴F2=2G=2×150N=300N；
（3）由图知，n=3，则s=3h=3×2m=6m，拉力F3=G=×150N=50N，
拉力做功：W=Fs=50N×6m=300J，
拉力做功功率：P===30W．
答：（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为F2、F1、F3；
（2）图乙中F2的大小为300N；
（3）拉力F3的功率为30W．

古代的简单机械
桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。

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