TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc21590" PAGEREF _Tc21590 \h 3
\l "_Tc31442" PAGEREF _Tc31442 \h 4
\l "_Tc20606" 考點(diǎn)一 杠桿 PAGEREF _Tc20606 \h 4
\l "_Tc32335" 考點(diǎn)二 跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易桿秤 PAGEREF _Tc32335 \h 8
\l "_Tc1042" 考點(diǎn)三 定滑輪動(dòng)滑輪 PAGEREF _Tc1042 \h 10
\l "_Tc12820" 考點(diǎn)四 滑輪組 PAGEREF _Tc12820 \h 12
\l "_Tc25432" 考點(diǎn)五 斜面和輪軸 PAGEREF _Tc25432 \h 13
\l "_Tc29214" PAGEREF _Tc29214 \h 15
\l "_Tc8394" 題型一 杠桿作圖 PAGEREF _Tc8394 \h 15
\l "_Tc31678" 題型二 探究杠桿的平衡條件 PAGEREF _Tc31678 \h 16
\l "_Tc3624" 題型三 杠桿平衡條件的應(yīng)用 PAGEREF _Tc3624 \h 19
\l "_Tc9350" 題型四 生活中的杠桿 PAGEREF _Tc9350 \h 20
\l "_Tc4683" 題型五 定滑輪和動(dòng)滑輪 PAGEREF _Tc4683 \h 22
\l "_Tc10573" 題型六 滑輪組的分析與計(jì)算 PAGEREF _Tc10573 \h 23
\l "_Tc10888" 題型七 斜面與輪軸 PAGEREF _Tc10888 \h 25


考點(diǎn)一 杠桿
一、杠桿
1.認(rèn)識(shí)杠桿
(1)定義:一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就是杠桿。
“硬棒”和“能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)”是杠桿的兩個(gè)關(guān)鍵特征。“硬”的含義是指不考慮發(fā)生形變的理想情況,杠桿是一種理想模型。理想模型是人們分析物理問(wèn)題的基礎(chǔ)。
(2)杠桿五要素
2.對(duì)杠桿的理解
(1)對(duì)支點(diǎn)的理解:①在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),支點(diǎn)位置是固定的;②一定在杠桿上,可以在杠桿的一端,也可以在杠桿的其他位置,同一杠桿,使用方法不同,支點(diǎn)的位置也可能不同;③不一定與動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)在同一直線(xiàn)上,也不一定在動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)之間。
(2)對(duì)動(dòng)力和阻力的理解:①都是杠桿受到的力,作用點(diǎn)一定在杠桿上;②使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反,但兩個(gè)力的方向不一定相反。
(3)對(duì)力臂的理解:①力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離,不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離;②力臂可以在杠桿上,也可以不在杠桿上;③若力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn),則力臂為0。
3.力臂作圖
(1)力臂的畫(huà)法
二、杠桿的平衡條件
1.杠桿的平衡:當(dāng)杠桿處于靜止或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),我們就說(shuō)杠桿平衡了。
2.探究:杠桿的平衡條件
3.杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。用字母表示:;變形式: 。這個(gè)平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。
4.杠桿平衡條件的應(yīng)用
(1)杠桿的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題
杠桿在動(dòng)力和阻力作用處于平衡,若改變力和力臂某個(gè)條件,杠桿仍處于平衡,判斷其他條件如何變化。如輕質(zhì)杠桿OA的中點(diǎn)懸掛一個(gè)重物,在A(yíng)端施加一個(gè)拉力F,逆時(shí)針緩慢改變拉力F的方向到圖示虛線(xiàn)的位置,這個(gè)過(guò)程中杠桿始終在水平位置平衡。
分析:拉力F從圖示位置逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,拉力F的力臂先增大后減??;由于這個(gè)過(guò)程中杠桿始終在水平位置平衡,重物的重力不變,重力力臂也不變,由杠桿的平衡條件可知,力F和它力臂的乘積始終等于重物的重力乘其力臂,所以力F的大小先變小后大。
分析此類(lèi)問(wèn)題,關(guān)鍵抓住哪些力、力臂不變,判斷變化的情況,再根據(jù)杠桿的平衡條件作出正確判斷。
(2)杠桿最小力作圖
要用最小的力使得杠桿AB在如圖甲所示的位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件可知,,因?yàn)榇藭r(shí)的阻力和阻力臂是固定的,所以只要此時(shí)的動(dòng)力臂最大,則動(dòng)力就最小。如圖乙所示,當(dāng)力的作用點(diǎn)在B點(diǎn),且力垂直于OB,方向向上時(shí),動(dòng)力臂最大,動(dòng)力最小。
在求解最小力問(wèn)題時(shí),我們不能受思維定式的影響,只想到F要作用在A(yíng)O段,出現(xiàn)如圖丙所示的錯(cuò)誤。實(shí)際上,在討論杠桿中的最小力問(wèn)題時(shí),如果力的作用點(diǎn)沒(méi)有預(yù)先設(shè)定,可以在杠桿上任意處選擇。
三、生活中的杠桿
1.杠桿的分類(lèi):根據(jù)動(dòng)力臂與阻力臂的關(guān)系,可將杠桿分為三類(lèi)——省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。不同的杠桿可以滿(mǎn)足人們不同的需求。
2.我國(guó)古代的杠桿
桔槔(如下圖)是古代的取水工具。人們?cè)诰呚Q一根立木,或就地利用樹(shù)權(quán),架上一根橫木,橫木的一端綁上大石塊,另一端系繩和水桶。不取水時(shí),石頭位置較低;當(dāng)要取水時(shí),人借助體重向下用力將橫木系水桶的一端往下拉;另一端大石塊的位置則上升。當(dāng)水桶裝滿(mǎn)水后,就讓另一端的大石塊下降,通過(guò)杠桿的作用,將水桶提升。
踏碓是古代的春米工具,由杵臼演變而來(lái),也運(yùn)用了杠桿原理。用柱子架起一根木杠,木杠的一端裝一塊大石頭,用腳連續(xù)踩踏木杠的另一端,石頭就連續(xù)起落,去掉石臼中稻谷的皮。
水碓的原動(dòng)輪是一個(gè)大型臥式水輪,輪的軸上裝有一排互相錯(cuò)開(kāi)的撥板,用以撥動(dòng)碓桿,碓桿的一端裝有碓頭,水輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就使幾個(gè)碓頭相繼春米。它不僅用于糧食加工,還用于春碎香料、陶土等。
1.(2024·山東德州·中考真題)如圖是古代勞動(dòng)人民用桔槔汲水的簡(jiǎn)化圖,請(qǐng)畫(huà)出杠桿上A點(diǎn)受到的拉力F1及其力臂。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】杠桿上A點(diǎn)受到的拉力方向沿繩的方向向下,因此從A點(diǎn)沿繩向下畫(huà)一條帶箭頭的線(xiàn)段,并標(biāo)上“”。從支點(diǎn)向拉力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn),垂線(xiàn)段的長(zhǎng)度就是力臂,如圖所示
考點(diǎn)二 跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易桿秤
一、項(xiàng)目提出
要使用天平測(cè)量質(zhì)量較大的物體(比如100kg的物體)不是很方便。“秤砣雖小壓千斤”,我們的祖先很早就用桿秤解決了這樣的問(wèn)題。學(xué)習(xí)了杠桿平衡條件的知識(shí),可以制作一個(gè)簡(jiǎn)易桿秤。
二、項(xiàng)目分析
桿秤由帶有秤星的秤桿、秤砣(砝碼 )、秤盤(pán)、提紐等組成。稱(chēng)量時(shí)將被稱(chēng)物體放在秤盤(pán)中,移動(dòng)系秤砣的掛繩使秤桿平衡,根據(jù)掛繩所處的位置就可以讀出被稱(chēng)物體的質(zhì)量。
要制作桿秤,我們需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。應(yīng)該選擇什么材料?提紐和秤盤(pán)的位置如何確定?如何確定桿秤的零刻度位置及各刻度線(xiàn)?…
(1)材料選?。和ǔJ褂弥窨曜踊蚰究曜?,選擇較直且均勻的筷子作為秤桿;
(2)提扭位置確定:主要依據(jù)杠桿原理,提扭作為支點(diǎn),其位置越靠近秤盤(pán)的位置,秤的最大稱(chēng)重越大,反之則越小?。如果需要稱(chēng)量較重的物體,應(yīng)將提扭設(shè)置在靠近秤盤(pán)的位置;如果需要更精細(xì)的稱(chēng)量或較小的稱(chēng)重范圍,則可以將提扭設(shè)置在相對(duì)遠(yuǎn)離秤盤(pán)的位置;
(3)簡(jiǎn)易桿秤的秤盤(pán)位置:應(yīng)選在支點(diǎn)一側(cè)(桿較短的一側(cè))的某個(gè)點(diǎn)?。這是因?yàn)闂U秤是不等臂的,支點(diǎn)應(yīng)靠近杠桿的某一端,而盤(pán)子則懸掛在支點(diǎn)這一側(cè)的某個(gè)點(diǎn)上。在制作簡(jiǎn)易桿秤時(shí),需要利用杠桿原理,通過(guò)合理設(shè)定支點(diǎn)、秤盤(pán)位置和秤砣,使得桿秤能夠準(zhǔn)確稱(chēng)量物體的重量。?
(4)確定零刻度的位置?:需要將秤砣掛在桿秤的提紐處,并確保桿秤平放在一個(gè)穩(wěn)定的支撐點(diǎn)上。此時(shí),桿秤的平衡點(diǎn)即為零刻度的位置。換句話(huà)說(shuō),當(dāng)不放物體時(shí),秤砣掛在這里,桿秤剛好平衡,秤砣的作用與桿秤自身重力的作用剛好抵消,這個(gè)點(diǎn)就是零刻度。
(5)確定各刻度線(xiàn):將砝碼放在秤盤(pán)上,然后移動(dòng)秤砣直到桿秤達(dá)到平衡。此時(shí),秤砣所在的位置就對(duì)應(yīng)著砝碼的重量刻度。重復(fù)這個(gè)過(guò)程,使用不同的砝碼,就可以得到一系列的刻度。這些刻度是均勻的,因?yàn)樵诟軛U原理下,提紐處為支點(diǎn),秤砣質(zhì)量乘以力臂等于物體質(zhì)量乘以力臂,所以在相應(yīng)的刻度線(xiàn)上標(biāo)上對(duì)應(yīng)的質(zhì)量數(shù)值即可。?
三、項(xiàng)目實(shí)施
材料:一根長(zhǎng)度約為40cm的木制筷子,一個(gè)小盆,一個(gè)20g鉤碼,一個(gè)100g砝碼,細(xì)線(xiàn)若干,一把刻度尺,一支記號(hào)筆等。??
1.在筷子的一端刻一個(gè)槽A,在距離槽A稍近處再刻一個(gè)槽B。把小盆掛在槽A處作為秤盤(pán),在槽B處系一根細(xì)線(xiàn)作為提紐。
2.用細(xì)線(xiàn)系一個(gè)20g的鉤碼,作為秤砣。調(diào)節(jié)秤砣的位置使秤桿平衡,這時(shí)細(xì)線(xiàn)在秤桿上的位置為秤的定盤(pán)星0,用記號(hào)筆標(biāo)記此位置。
3.在秤盤(pán)中放100g砝碼,手提提紐,并調(diào)節(jié)秤砣的位置使秤桿平衡。此時(shí),標(biāo)記秤砣細(xì)線(xiàn)在秤桿上的位置C,并記為100g。在定盤(pán)星0到C之間均勻地畫(huà)上49條刻度線(xiàn),每一格就表示2g。
1.【跨學(xué)科實(shí)踐】(2024·內(nèi)蒙古通遼·中考真題)小明家有一把桿秤,如圖所示,秤鉤上不掛物體時(shí)提住秤紐,將秤砣移動(dòng)至定盤(pán)星處時(shí),秤桿恰能水平平衡,當(dāng)秤鉤掛上物體移動(dòng)秤砣使秤桿再次水平平衡時(shí),即可通過(guò)秤砣所對(duì)應(yīng)刻度讀出物體質(zhì)量。下列說(shuō)法正確的是( )
A.定盤(pán)星是秤桿的支點(diǎn)
B.桿秤是一種等臂杠桿
C.所掛物體加重時(shí),秤砣向右移,秤桿才能再次水平平衡
D.使用已磨損的秤砣測(cè)量時(shí),測(cè)量值比真實(shí)值偏小
【答案】C
【詳解】A.秤紐與秤桿的連接點(diǎn)是秤桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),是支點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.桿秤使用時(shí),動(dòng)力臂不等于阻力臂,不是等臂杠桿,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)杠桿平衡條件則有,、不變,所掛物體加重時(shí),變大,即秤砣向右移,秤桿才能再次水平平衡,故C正確;
D.使用已磨損的秤砣測(cè)量時(shí),即變小,、、不變,所以變大,則測(cè)量值比真實(shí)值偏大,故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)三 定滑輪動(dòng)滑輪
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
1.定滑輪和動(dòng)滑輪
2.幾種常見(jiàn)情況中的等量關(guān)系(圖中物體均做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),忽略繩重及摩擦)
1.(2024·四川內(nèi)江·中考真題)如圖所示,一根繩子繞過(guò)定滑輪,一端拴在物體上,另一端拴在彈簧測(cè)力計(jì)上,沿四個(gè)不同方向勻速拉起物體,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4,則它們的大小關(guān)系為( )
A.F1>F2B.F3>F4
C.F1<F4D.F1=F2=F3=F4
【答案】D
【詳解】定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿,使用定滑輪不能省力,無(wú)論沿哪個(gè)方向勻速拉起物體,力的大小都相等。故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
考點(diǎn)四 滑輪組
一、滑輪組
1.滑輪組:定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置。使用滑輪組既可以省力,又可以改變力的方向,但要費(fèi)距離。
2.確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)n的方法:在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫(huà)一條虛線(xiàn),將它們隔離開(kāi),只計(jì)算繞在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù),在圖甲中,有兩段繩子吊著動(dòng)滑輪,n=2,圖乙中有三段繩子吊著動(dòng)滑輪,n=3。
3.省力情況:使用滑輪組時(shí),不計(jì)繩重及摩擦,則滑輪組用幾段繩子提起物體,提起物體所用的力就是物重和動(dòng)滑輪重的幾分之一,即動(dòng)力,若再忽略動(dòng)滑輪重,則,其中n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。
4.費(fèi)距離情況:用滑輪組提升物體時(shí),雖然省了力,但是費(fèi)距離,滑輪組用幾段繩子提起物體,繩子自由端移動(dòng)的距離就是物體升高距離的幾倍。設(shè)物體升高的距離為h,則繩子自由端移動(dòng)的距離為(n表示該擔(dān)物重的繩子段數(shù))。
5.滑輪組的組裝
(1)確定繩子的段數(shù):根據(jù)省力情況,用來(lái)求,或根據(jù)移動(dòng)距離的關(guān)系,用來(lái)求。當(dāng)n不是整數(shù)時(shí),要采用只入不舍的“進(jìn)一法”處理小數(shù)位。
(2)滑輪組的繞繩方法:①動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)相同時(shí),滑輪組繞繩采用“奇動(dòng)偶定”的原則.即當(dāng)承重繩子的段數(shù)為奇數(shù)時(shí),繩子的固定端在動(dòng)滑輪上;當(dāng)承重繩子的段數(shù)為偶數(shù)時(shí),繩子的固定端在定滑輪上。
②動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)不相同時(shí),最省力的繞線(xiàn)方法:從個(gè)數(shù)少的滑輪為起點(diǎn)。
1.(2024·甘肅白銀·中考真題)將物體A、B置于如圖所示的裝置中,物體B恰好勻速下降,已知A重,B重,則A所受地面的摩擦力為 N;若對(duì)A施加一個(gè)水平向左的拉力F,剛好使A在原來(lái)的水平面上勻速向左運(yùn)動(dòng),則拉力F大小為 N。(不計(jì)繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦)
【答案】 20 40
【詳解】[1]如圖所示,物體A和B通過(guò)動(dòng)滑輪相連,動(dòng)滑輪上有2段繩子,已知B重10N,物體B恰好勻速下降,則A勻速向右運(yùn)動(dòng),說(shuō)明物體A處于平衡狀態(tài),則A所受地面的摩擦力與動(dòng)滑輪的鉤子拉A的力是一對(duì)平衡力,即
f=F拉=2GB=2×10N=20N
[2]若對(duì)A施加一個(gè)水平向左的拉力F,則物體A受到三個(gè)力的作用:水平向左的拉力F,水平向右的拉力2GB, 水平向右的摩擦力20N,所以水平剛好使A勻速向左運(yùn)動(dòng),則拉力
F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N
考點(diǎn)五 斜面和輪軸
一、斜面
1.斜面:人們往卡車(chē)上裝載較重的貨物時(shí),常常會(huì)在車(chē)尾斜搭一塊木板,將貨物沿著木板往上推,如圖所示,這樣比直接向上抬起重物省力很多。這塊傾斜的木板就是斜面。斜面是同水平面成一定傾斜角度的平面,也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械。
2.特點(diǎn):如圖所示,設(shè)斜面長(zhǎng)度為l,高為h,重物重力為G,在理想情況下,不考慮斜面摩擦,即斜面是光滑的,則沿斜面向上的推力(即斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍,推力就是物重的幾分之一),因,故。即在斜面高度一定時(shí),斜面越長(zhǎng)越省力。
二、輪軸
1.輪軸:由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫作輪,小輪叫作軸。如圖所示。
2.輪軸的實(shí)質(zhì):輪軸相當(dāng)于一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,支點(diǎn)在輪軸的軸線(xiàn)上,如圖所示。
3.輪軸的平衡公式: 或。即輪半徑為軸半徑的幾倍,作用在輪上的力就為作用在軸上的力的幾分之一。
4.輪軸的特點(diǎn):當(dāng)動(dòng)力作用在輪上,阻力作用在軸上時(shí),因,故,此時(shí)使用輪軸省力,費(fèi)距離;當(dāng)動(dòng)力作用在軸上,阻力作用在輪上時(shí),因,故,此時(shí)使用輪軸費(fèi)力,但省距離。
注意:不要錯(cuò)誤地認(rèn)為使用輪軸一定省力,關(guān)鍵要看動(dòng)力是施加在輪上還是施加在軸上。
1.(24-25九年級(jí)上·江蘇常州·期中)螺絲刀就是一個(gè)輪軸的實(shí)例,手柄 (選填“粗”或“細(xì)”)一些的螺絲刀用起來(lái)更省力;螺絲釘上有螺紋,在我們學(xué)過(guò)的簡(jiǎn)單機(jī)械中它屬于 ,螺紋 (選填“密”或“稀”)一些的螺絲釘擰起來(lái)更省力。
【答案】 粗 斜面 密
【詳解】[1]螺絲刀的動(dòng)力施加在手柄上,手柄相當(dāng)于輪,是一個(gè)省力的輪軸,手柄粗一些的螺絲刀用起來(lái)更省力。
[2][3]螺絲釘上的螺紋相當(dāng)于一個(gè)變形的斜面,長(zhǎng)度一定時(shí),螺紋越密相當(dāng)于斜面越長(zhǎng),所以,螺紋密一些的螺絲釘擰起來(lái)更省力。
題型一 杠桿作圖
1.(2024·山東棗莊·中考真題)用手提起重物時(shí),前臂可簡(jiǎn)化為杠桿:橈骨在肱二頭肌牽引力F1的作用下,繞肘關(guān)節(jié)(支點(diǎn)0)轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出動(dòng)力F1的力臂l1和阻力F2的示意圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】F1的力臂l1 為支點(diǎn)到F1作用線(xiàn)的距離,阻力F2豎直向下,如下圖所示:

2.(2024·湖南長(zhǎng)沙·中考真題)為撬起大石頭,小明以O(shè)為支點(diǎn)架好撬棒,如圖所示。他在A(yíng)點(diǎn)用最小的力撬起大石頭,請(qǐng)畫(huà)出這個(gè)力的示意圖。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】由圖示可知,當(dāng)杠桿與地面的接觸點(diǎn)(O點(diǎn))為支點(diǎn)時(shí),根據(jù)杠桿平衡條件,以AO為力臂時(shí),力臂最大,所以此時(shí)動(dòng)力最小,過(guò)A點(diǎn)作垂直于動(dòng)力臂向下的力F。如圖所示:
題型二 探究杠桿的平衡條件
3.【跨學(xué)科實(shí)踐】(2024·江蘇淮安·中考真題)在“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中:
(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出的力臂;
(2)的力臂為 。當(dāng)?shù)拇笮闀r(shí),豎直向上拉杠桿,仍使杠桿在水平位置平衡, N;
(3)小明學(xué)過(guò)杠桿知識(shí)后自制了一根桿秤(自重不計(jì)),如圖乙所示,要想增大桿秤的測(cè)量范圍,你有哪些方法? (寫(xiě)出一種方法即可),小明猜想制作的桿秤刻度是均勻的,請(qǐng)你通過(guò)推理證實(shí)。 (寫(xiě)出推理過(guò)程,涉及的物理量用圖中字母表示)。
【答案】(1)見(jiàn)解析
(2) 10.0 0.5
(3) 換用質(zhì)量更大的秤砣(增大) 見(jiàn)解析
【詳解】(1)過(guò)支點(diǎn)O作力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段即為力臂,作圖如下:
(2)[1][2]由圖甲可知,的力臂;當(dāng)?shù)拇笮闀r(shí),豎直向上拉杠桿,此時(shí)的力臂,根據(jù)杠桿平衡條件,大小為
(3)[1]要想增大桿秤的測(cè)量范圍,可以換用質(zhì)量更大的秤砣。根據(jù)杠桿平衡條件,兩力臂不變,秤砣重力變大,對(duì)秤桿的拉力變大,即動(dòng)力變大,那么阻力會(huì)變大,即稱(chēng)量的物體重力變大,則桿秤的測(cè)量范圍變大。
[2]根據(jù)杠桿平衡條件可得
則有
因?yàn)楹途鶠槎ㄖ?,所以和成正比,所以制作的桿秤刻度是均勻的。
4.【新情境】(2024·山東淄博·中考真題)同學(xué)們利用蠟燭、細(xì)鐵絲、杯子等制作了一個(gè)蠟燭“蹺蹺板”,如圖甲。一端燭油滴下時(shí),此端就上升,兩端交替上下。為了尋找上述現(xiàn)象的原因,同學(xué)們用鐵架臺(tái)、杠桿(已在水平位置平衡)、質(zhì)量相等的鉤碼等器材進(jìn)行以下探究。
(1)圖乙中杠桿水平平衡,分別改變一側(cè)鉤碼的個(gè)數(shù)或懸掛位置,發(fā)現(xiàn)杠桿不再平衡。
小聰認(rèn)為:影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離;
小明認(rèn)為:影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離。
為判斷誰(shuí)的觀(guān)點(diǎn)正確,同學(xué)們利用圖丙中水平平衡的杠桿(OD>OA=OC)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),保持B處懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置不變。
①把A處懸掛的鉤碼改掛在C處,發(fā)現(xiàn)杠桿不再平衡。與A處相比,支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離 (選填“變小”“不變”或“變大”);
②把A處懸掛的鉤碼改掛在D處,發(fā)現(xiàn)杠桿仍保持平衡,這兩種情況下 的距離不變;
③由此初步判斷 的觀(guān)點(diǎn)是正確的;
(2)明確影響因素后,同學(xué)們利用圖乙的器材探究杠桿平衡的條件,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)的表格中。
①表格中a處應(yīng)填寫(xiě)的內(nèi)容是 ;
②分析表中數(shù)據(jù),得出杠桿平衡的條件是 ;
③若在圖乙中杠桿兩側(cè)鉤碼下端各加掛一個(gè)鉤碼,杠桿 端下沉;
(3)交替上下的蠟燭“蹺蹺板”,一端燭油滴下時(shí),此端上升。原因是 。
【答案】(1) 不變 支點(diǎn)到力的作用線(xiàn) 小明
(2) 動(dòng)力臂l1/cm 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂 左
(3)此端力和力臂的乘積變小
【詳解】(1)[1][2][3]由題意知,OD>OA=OC,當(dāng)把A處懸掛的鉤碼改掛在C處,支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離不變,但杠桿不再平衡;把A處懸掛的鉤碼改掛在D處,支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離相同,發(fā)現(xiàn)杠桿仍保持平衡;因此可知影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離,故小明的觀(guān)點(diǎn)是正確的。
(2)[1]由杠桿平衡條件可知,還需要測(cè)量力臂,因此a處應(yīng)填:動(dòng)力臂l1/cm,b處應(yīng)填:阻力臂l2/cm。
[2]由表中數(shù)據(jù)可知,每一組實(shí)驗(yàn)中動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積都等于阻力與阻力臂的乘積,故得出杠桿的平衡條件是:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
[3]設(shè)一個(gè)鉤碼的重為G,標(biāo)尺上一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),則在圖乙中杠桿兩側(cè)鉤碼下端各加掛一個(gè)鉤碼,此時(shí)左側(cè)
2G×2L=4GL
右側(cè)
3G×L=3GL
故杠桿左端下沉。
(3)當(dāng)一端燭油滴下時(shí),此端蠟燭的重力變小,導(dǎo)致此端的力和力臂的乘積變小,杠桿失去平衡,所以此端上升。
題型三 杠桿平衡條件的應(yīng)用
5.【我國(guó)古代杠桿】(2024·陜西·中考真題)如圖1,是我國(guó)春秋時(shí)期勞動(dòng)人民發(fā)明的一種提水工具一桔槔,其簡(jiǎn)化示意圖如圖2所示。該裝置工作時(shí),可利用“墜石”的重力,幫助人們輕松地從井中提水。
(1)不改變支點(diǎn)O的位置和“墜石”的重力,想要提水時(shí)更省力,可以將“墜石”懸掛點(diǎn)B適當(dāng) (選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)支點(diǎn)O;
(2)若OA的長(zhǎng)度為1m,OB的長(zhǎng)度為1.5m,“墜石”的重力為100N,桶的重力為20N,不計(jì)杠桿AOB和豎桿自身重力、繩重和摩擦,若要豎直勻速提起180N的水,人還需要施加 N的拉力,此過(guò)程中,“墜石”下降的高度為3m,則“墜石”的重力做功為 J。
【答案】(1)遠(yuǎn)離
(2) 50 300
【詳解】(1)根據(jù)杠桿的平衡條件可知,人們從井中提水時(shí),則有
在一定時(shí),通過(guò)增大的距離,即可以將“墜石”懸掛點(diǎn)B適當(dāng)遠(yuǎn)離支點(diǎn),在杠桿平衡時(shí),更小,即可以使提水時(shí)更省力。
(2)[1]若要豎直勻速提起180N的水,則有
解得,即人還需要施加50N的拉力。
[2]“墜石”的重力做功為
6.【跨學(xué)科實(shí)踐】(2024·四川樂(lè)山·中考真題)從物理學(xué)角度來(lái)看, (選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿因動(dòng)力臂比阻力臂長(zhǎng),可以實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”。我國(guó)傳統(tǒng)衡器“桿秤”是一種杠桿,要使如圖所示的秤桿在水平方向平衡 端移動(dòng)。
【答案】 省力 應(yīng)將秤砣向右
【詳解】[1]動(dòng)力臂大于阻力臂,根據(jù)杠桿平衡條件知是省 力杠桿。
[2]稱(chēng)量時(shí),若秤桿右端向上翹起,說(shuō)明右邊的力和力臂的乘積小于左邊的力和力臂的乘積,而左邊的力和力臂、右邊的力一定,根據(jù)杠桿平 衡條件可知,應(yīng)該增大右邊的力臂,即應(yīng)將秤砣向右端移動(dòng)。
題型四 生活中的杠桿
7.【生活場(chǎng)景】(2024·陜西·中考真題)如圖所示的工具中,屬于費(fèi)力杠桿的是( )
A.釣魚(yú)竿B.開(kāi)瓶器
C.核桃?jiàn)AD.鋼絲鉗
【答案】A
【詳解】A.釣魚(yú)竿在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故A符合題意;
B.開(kāi)瓶器在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故B不符合題意;
C.核桃?jiàn)A在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故C不符合題意;
D.鋼絲鉗在使用過(guò)程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故D不符合題意。
故選A。
8.【生活場(chǎng)景】(2024·海南·中考真題)用起子開(kāi)瓶蓋,下列杠桿能正確解釋這現(xiàn)象的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】要把瓶蓋打開(kāi),要克服瓶蓋和瓶口之間的摩擦力,瓶蓋給起子的阻力是向下的,動(dòng)力使起子繞支點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),阻力繞支點(diǎn)O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),且動(dòng)力臂大于阻力臂,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
題型五 定滑輪和動(dòng)滑輪
9.(24-25九年級(jí)上·安徽池州·期中)如圖所示,一滑輪下端懸吊一個(gè)重100N的物體,滑輪重2N,在拉力F的作用下使物體G在2s內(nèi)上升了4m,(繩的重力和摩擦不計(jì)),滑輪上升的速度是v= m/s,拉力F所做的功W= J。
【答案】 1 404
【詳解】[1]由圖可知,F(xiàn)移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的二分之一,則滑輪在2s內(nèi)移動(dòng)的距離為2m,故動(dòng)滑輪上升的速度
[2]物體重100N,滑輪重2N,F(xiàn)的大小是
拉力F所做的功
10.(24-25九年級(jí)上·江蘇鎮(zhèn)江·階段練習(xí))如圖所示,用不同的滑輪提升重均為100N的物體,不計(jì)滑輪的重力、繩重和摩擦,拉動(dòng)B物體的滑輪相當(dāng)于 杠桿(選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”), N; N。
【答案】 等臂 50 100
【詳解】[1]拉動(dòng)B物體的滑輪軸固定不動(dòng)是定滑輪,其實(shí)質(zhì)是等臂杠桿。
[2]動(dòng)滑輪其實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂等于二倍阻力臂的杠桿,省一半的力,所以
[3]定滑輪可以改變力的方向,不能省力,所以FB=100N。
題型六 滑輪組的分析與計(jì)算
11.【航天科技】(2024·青?!ぶ锌颊骖})如圖甲所示,工作人員正在組裝神舟飛船。用圖乙所示的電動(dòng)滑輪將質(zhì)量為2噸的飛船部件在10s內(nèi)勻速提升2m,電動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%(g取10N/kg),以下分析正確的是( )
A.電動(dòng)滑輪的總功為5×104JB.飛船部件的重力為2×103N
C.繩子自由端移動(dòng)的距離為2mD.電動(dòng)滑輪的功率為5×104W
【答案】A
【詳解】B.飛船部件的重力為
故B錯(cuò)誤;
A.電動(dòng)滑輪的有用功為
電動(dòng)滑輪的總功為
故A正確;
C.由圖可知,有效繩子段數(shù),則繩子自由端移動(dòng)的距離為
故C錯(cuò)誤;
D.電動(dòng)滑輪的功率為
故D錯(cuò)誤。
故選A。
12.(2024·四川達(dá)州·中考真題)如圖所示,A、B兩物體疊放在水平桌面上,,,A、B均為正方體,邊長(zhǎng)分別為20cm、10cm。在拉力的作用下,5s內(nèi),物體A、B一起向右勻速直線(xiàn)移動(dòng)了3m。若不計(jì)滑輪和繩自重及繩與滑輪間的摩擦,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.A與B之間的摩擦力為0B.A對(duì)地面的壓強(qiáng)為2500Pa
C.繩子自由端移動(dòng)的速度為1.2m/sD.拉力F做功的功率為30W
【答案】D
【詳解】A.物體A、B一起向右勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),A、B之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故A與B之間的摩擦力為0,故A正確,不符合題意;
B.A對(duì)地面的壓力等于A(yíng)和B組成的整體的重力,為
則A對(duì)地面的壓強(qiáng)為
故B正確,不符合題意;
C.與動(dòng)滑輪連接的繩子段數(shù)n=2,根據(jù)滑輪組繩子自由端與物體移動(dòng)距離的規(guī)律可知,繩子自由端移動(dòng)的距離為
則繩子自由端移動(dòng)的速度為
故C正確,不符合題意;
D.拉力F做功為
則拉力F做功的功率為
故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
題型七 斜面與輪軸
13.(24-25九年級(jí)上·江蘇徐州·期中)簡(jiǎn)單機(jī)械是人類(lèi)在改造自然中運(yùn)用機(jī)械工具的智慧結(jié)晶。如圖甲所示是同學(xué)們常用的燕尾夾,它和滑輪一樣,都可以看作是一個(gè) ;圖乙中的螺紋和盤(pán)山公路一樣,都屬于 (選填“滑輪”或"斜面”),手柄粗且螺紋 (選填“密”或“稀”)一些的螺絲釘擰起來(lái)更省力。
【答案】 杠桿 斜面 密
【詳解】[1]燕尾夾在使用時(shí),圍繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),與滑輪一樣,都可以看作是一個(gè)杠桿。
[2]斜面是一種省力的機(jī)械,斜面越長(zhǎng)越省力;螺絲釘上的螺紋和盤(pán)山公路一樣,都可以看作是斜面,是一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械。
[3]圖中的螺絲刀屬于輪軸,支點(diǎn)在手柄截面的中心,手柄越粗,動(dòng)力臂越大,在其他條件一定時(shí),動(dòng)力越小,即越省力;在擰螺絲釘時(shí),螺絲釘?shù)穆菁y屬于斜面,螺紋越密,即斜面越長(zhǎng),就會(huì)越省力。所以,手柄粗且螺紋密一些的螺絲釘擰起來(lái)更省力。
12.(24-25九年級(jí)上·江蘇無(wú)錫·期中)如圖所示,盤(pán)山公路就相當(dāng)于一個(gè) (填機(jī)械名稱(chēng)),它能 (選填“省力”或“省距離”)。圖甲汽車(chē)上陡坡時(shí),司機(jī)常常換用 (選填“高”或“低”)速擋,這樣做是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率一定時(shí),可以增大動(dòng)力。圖乙和丙是生活中常見(jiàn)的兩種開(kāi)瓶器,其中與盤(pán)山公路的力學(xué)原理相同的是圖 (選填“乙”或“丙”)。
【答案】 斜面 省力 低 丙
【詳解】[1][2]盤(pán)山公路相當(dāng)于斜面模型,利用該模型費(fèi)距離,可以省力。
[3]汽車(chē)上陡坡時(shí),功率相同,根據(jù)可知,換用低速檔,減小速度來(lái)增加牽引力。
[4]圖丙的螺絲釘上的一圈圈螺紋的相當(dāng)于斜面,所以與盤(pán)山公路的力學(xué)原理相同的是圖丙。
考點(diǎn)要求
新課標(biāo)要求
命題預(yù)測(cè)
新舊教材對(duì)比
杠桿
2.2.6 知道簡(jiǎn)單機(jī)械。探究并了解杠桿的平衡條件。
4.2.5 探究杠桿的平衡條件。
《簡(jiǎn)單機(jī)械》是人類(lèi)社會(huì)在生產(chǎn)生活中所經(jīng)常使用的工具,在使用簡(jiǎn)單機(jī)械應(yīng)用于實(shí)踐中經(jīng)常涉及力學(xué)和能量相關(guān)內(nèi)容。對(duì)本單元的學(xué)習(xí)和考查應(yīng)立足于社會(huì)實(shí)踐,同時(shí)也要清楚在使用過(guò)程中功和能的關(guān)系。因此,考題一般會(huì)從社會(huì)實(shí)踐中對(duì)這些工具的使用,以及計(jì)算功、功率計(jì)算入手。
本單元常考題型有:選擇題、填空題、作圖題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題和綜合題等。
主要命題點(diǎn)有:杠桿作圖、杠桿平衡條件的應(yīng)用、杠桿的動(dòng)態(tài)平衡、探究杠桿的平衡條件、滑輪與滑輪組、滑輪組的應(yīng)用與計(jì)算、斜面、輪軸等
新教材新增跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易桿秤??鐚W(xué)科實(shí)踐是生活到物理再回歸到生活的完美體現(xiàn)。充分展示了物理的實(shí)用性和實(shí)踐性。學(xué)生通過(guò)制作簡(jiǎn)易桿秤,加強(qiáng)對(duì)杠桿的平衡條件的理解,能夠更加熟練應(yīng)用物理理論知識(shí)解決生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題。
跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易桿秤
熟練應(yīng)用杠桿原理,解決實(shí)際問(wèn)題
定滑輪和動(dòng)滑輪
3.2.4 能說(shuō)出人類(lèi)使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
滑輪組
3.2.4 能說(shuō)出人類(lèi)使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
斜面和輪軸
3.2.4 能說(shuō)出人類(lèi)使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
圖示
五要素
支點(diǎn)
杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn),用字母O表示
動(dòng)力
使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用字母表示
阻力
阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用字母表示
動(dòng)力臂
支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離,用字母表示
阻力臂
支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離,用字母表示
步驟
畫(huà)法
圖示
找支點(diǎn)O
先假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),則杠桿上相對(duì)靜止的點(diǎn)即為支點(diǎn)
畫(huà)動(dòng)力和阻力的作用線(xiàn)
從動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)沿力的方向分別畫(huà)直線(xiàn)或反向延長(zhǎng)線(xiàn)即動(dòng)力、阻力的作用線(xiàn)(用虛線(xiàn))
畫(huà)力臂
從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)段,在垂線(xiàn)段旁標(biāo)注力臂的名稱(chēng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>探究杠桿的平衡條件
實(shí)驗(yàn)思路
探究杠桿的平衡條件,就是要找到影響杠桿平衡的各種因素并確定它們之間的關(guān)系。
容易想到:杠桿支點(diǎn)兩側(cè)所受的動(dòng)力、阻力,以及動(dòng)力臂、阻力臂都會(huì)影響杠桿的平衡,所以應(yīng)該找出這四個(gè)量之間的關(guān)系。
我們可以先保持杠桿一側(cè)的兩個(gè)量不變,如左側(cè)的阻力和阻力臂,改變另一側(cè)的兩個(gè)量,即右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂。然后再保持右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂不變,改變左側(cè)的阻力和阻力臂。綜合分析后找出動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂這四個(gè)量之間的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)圖
實(shí)驗(yàn)器材
彈簧測(cè)力計(jì)、杠桿、鉤碼
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
(1)支點(diǎn)位置選擇:杠桿的重心;以避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響
(2)使用前調(diào)節(jié)杠桿平衡,使其在水平位置靜止的方法:調(diào)節(jié)平衡螺母,左高左調(diào),右高右調(diào)(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能調(diào)平衡螺母)
(3)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的原因:可以在杠桿上直接讀出力臂的大小
(4)杠桿平衡的判斷:杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
(5)用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼提供動(dòng)力的好處:可以直接測(cè)出動(dòng)力的大??;可以提供不同方向的力
(6)彈簧測(cè)力計(jì)從豎直拉變成斜著拉,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化:力臂減小示數(shù)增大
(7)多次實(shí)驗(yàn)的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂或
名稱(chēng)
省力杠桿
費(fèi)力杠桿
等臂杠桿
圖示
力臂關(guān)系
>
<
=
力的關(guān)系
<
>
=
特點(diǎn)
省力但費(fèi)距離
費(fèi)力但省距離
不省力不費(fèi)距離
應(yīng)用舉例
鍘刀、瓶起子,手推車(chē)、鋼絲鉗、羊角錘、撬棒等
釣魚(yú)竿、鑷子、筷子、理發(fā)剪子、掃帚、船槳等
天平、蹺蹺板、定滑輪
名稱(chēng)
定滑輪
動(dòng)滑輪
示意圖
定義
軸固定不動(dòng)
軸可以隨被吊物體一起運(yùn)動(dòng)
實(shí)質(zhì)
等臂杠桿
動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿
特點(diǎn)
不能省力,但是能改變動(dòng)力的方向
能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向
力臂關(guān)系
=
= 2
力的關(guān)系
=
=
距離關(guān)系
=
=
圖示
表達(dá)式
定滑輪
,,
,,(其中,為物體所受的摩擦力)
動(dòng)滑輪
,,
,,
,,
,,
1.力臂的作圖
(1)找到支點(diǎn),確定力的作用點(diǎn)和方向;(2)作出力的作用線(xiàn);(3)從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)段;(4)標(biāo)出力臂。
2.最小力臂作圖
找最長(zhǎng)動(dòng)力臂的方法:根據(jù)杠桿平衡條件畫(huà)出最小力的實(shí)質(zhì)是尋找最長(zhǎng)力臂。(1)如果動(dòng)力作用點(diǎn)已經(jīng)給出,則支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離就是可作出的最長(zhǎng)的動(dòng)力臂;(2)如果動(dòng)力作用點(diǎn)沒(méi)有確定,則選擇杠桿上離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)作為動(dòng)力作用點(diǎn),支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離即為可作出的最長(zhǎng)的動(dòng)力臂。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
動(dòng)力F1/N
a
阻力F2/N
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
利用杠桿平衡條件解決實(shí)際問(wèn)題的步驟:
(1)轉(zhuǎn)化:分析受力情況,找出支點(diǎn),然后找出動(dòng)力和阻力、動(dòng)力臂和阻力臂,將實(shí)際物體轉(zhuǎn)化成杠桿模型;
(2)標(biāo)量:畫(huà)出杠桿模型示意圖,在圖中標(biāo)明動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂;
(3)計(jì)算:根據(jù)已知條件,利用杠桿平衡條件分析求解。
判斷杠桿種類(lèi)的方法:
(1)通過(guò)動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系判斷:對(duì)于較復(fù)雜的杠桿,關(guān)鍵是確定支點(diǎn),然后再找出動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)的位置,進(jìn)而大體上確定動(dòng)力臂和阻力臂的大小。
(2)從應(yīng)用目的上進(jìn)行判斷:省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用,以達(dá)到省力的目的,而費(fèi)力杠桿在阻力不大的情況下使用,目的是省距離。
判斷滑輪類(lèi)型的方法判斷滑輪是定滑輪還是動(dòng)滑輪,關(guān)鍵看它的軸是否和被拉物體一起移動(dòng),若一起移動(dòng),則滑輪為動(dòng)滑輪;若不一起移動(dòng),則為定滑輪。另外,定滑輪常常會(huì)固定在其他不動(dòng)的物體上,我們也可依據(jù)這一特點(diǎn)來(lái)判斷滑輪是否為定滑輪。
(1)理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算:在理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算中,不需要考慮繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦,可以直接使用,s=nh,進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
(2)非理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算:在非理想狀態(tài)下,需要考慮動(dòng)滑輪自重,計(jì)算拉力的大小時(shí)要使用,但s=nh,進(jìn)行還可以繼續(xù)使用。
(3)水平方向滑輪組的計(jì)算:使用滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí),理想狀態(tài)下滑輪組用幾段繩子拉著動(dòng)滑輪,拉力就是物體所受摩擦力的幾分之一,即。物體移動(dòng)的距離與繩子自由端移動(dòng)距離的關(guān)系為s繩=ns物,速度關(guān)系為。
(4)反向滑輪組的受力分析:較復(fù)雜的滑輪組,常常不能直接用滑輪組公式進(jìn)行分析、求解,故需要用受力分析法求解滑輪組中力的大小。此時(shí),一般以滑輪或物體為研究對(duì)象,沿豎直方向或水平方向進(jìn)行受力分析,根據(jù)物體受力平衡的條件進(jìn)行求解,如圖所示。

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