6第六章简单机械.docx
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6第六章简单机械
第六章力和机械
一、力与相互作用
送分题常用图片过一段话来说明有关于力的物理知识
一个物体对另一个物体的作用叫做力（F）单位：
牛顿（N）
力的效果：
（1）力可以改变物体的运动状态
（2）力可以使物体发生形变
注：
物体的运动状态是否改变一般指：
物体的运动快慢是否改变（速度大小的改变）和物体的运动方向是否改变
力的三要素：
①大小②方向③作用点
（所有的力都用这三要素，这里只需要知道就好，平时的考试不会考查这么细的内容）
力产生的条件：
①必须有两个或两个以上的物体。
②物体间必须有相互作用（可以不接触）。
物体间有力的作用，必定同时存在连个物体：
一个叫施力物体，一个叫受力物体。
相互接触的物体间不一定有力的作用（除非发生形变），不互相接触的物体间也有可能有力的作用，例如磁铁间的作用
力的感性认识：
拿两个鸡蛋所用的力大约1N；拿起一个苹果所用的力是1N……
力的相互作用
注意划线的字眼，容易和后面的平衡力混淆，
大小相等
方向相反同一直线上
作用在不同物体上
力的示意图：
用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来,如果没有大小,可不表示,在同一个图中,力越大,线段应越长
经典考查：
①用脚踢球，足球又精致变成运动的，说明力可以使物体发生形变，同时脚感到痛，说明物体间力的作用是相互的，踢足球时足球在空中运动的过程只受重力
②划船的人要向后划水，水给船一个向前的动力，说明物体间力的作用是相互的
③在A.B两处推门，在A处较容易推开说明力的作用效果与力的作用点有关
此图也能说明力的作用效果与力的作用点有关
二、弹力弹簧测力计
物体由于弹性形变产生的力叫做弹力。
弹力的大小与弹性形变的大小有关
压力支持力推力拉力……实质都是弹力
弹力的条件：
（1）互相接触
（2）弹性形变（即两物体相互挤压）
弹簧测力计的原理：
在弹性限度内，弹簧的伸长跟它受到的拉力成正比
注：
①一个弹簧测力计挂着一个重物G，若将弹簧测力计倒过来将重物挂在吊环上，手提秤勾，则示数大于G
②在太空飞船上不能使用弹簧测力计，学习本知识点入门时常以选择题出考
例1、一人的两只手同时各用8N的力，分别向两侧拉一个弹簧测力计两端的挂钩时，弹簧测力计的示数是（）
A．0NB．8NC．16ND．20N
三、重力
地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力．
如何找物体的重心：
规则物体的重心：
几何中心
不规则物体的中心：
没有固定答案，但可以用悬挂法
大小
重力的条件：
方向：
竖直向下其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和墙面是否水平。
作用点：
重心
如果没有重力：
①抛出去的物体不会下落；②水不会由高处向低处流③大气不会产生压强；
注：
物体产生于地球的引力，若地球的引力减小一半，物体受到的重力则减小一半。
考试时又是为了方便，通常g会取10N/kg，但是不排除9.8N/kg，这也是失分的原因，考试卷上都会有提示
G（重力）牛顿（N）
m（质量）千克（kg）
g（常数）9.8（N/kg）
注：
注意对g的理解：
表示质量为1kg的物体受到的重力是10N.
注意重力方向的表述：
是竖直向下，决不能写成垂直向下。
例题2：
如图是一个物体所受重力的示意图，其中正确的是（）
例题3:
跳伞运动员从飞机上跳下，伞未打开时做加速运动，伞全部张开后是匀速降落，运动员在伞打开前后的受力情况是（B）
A．重力大于阻力，重力小于阻力B.重力大于阻力，重力等于阻力
C.重力大于阻力，重力大于阻力C.重力等于阻力，重力大于阻力
运载火箭在发射过程中，若不计空气阻力，则下列说法正确的（）
例题4:
商场的电梯匀速向上运动，站在电梯上相对电梯静止的人受到的作用力有（）
A、重力和支持力
B、重力、支持力和水平向右的摩擦力
C、重力、支持力和水平向左的摩擦力
D、重力、支持力和斜向上的摩擦力
例题5:
如图所示，一个球A被一挡板B挡在斜面上。
请你
在图中画出球A所受到的重力和挡板B对球A的支持力的示意图。
实验：
探究重力和质量的关系
例6:
如图所示，把不同质量的钩码依次挂在弹簧测力计上，
分别读出它们的大小记在下面的表格中，并计算出每次重力和质
量的比值，根据上述实验与数据，得出结论如下：
．
质量m/kg
重力G/N
重力和质量的比值
0.10
0.20
0.30
例7:
某物理实验小组的同学在探究物体受到重力大小与物体质量之间的关系时，实验记录如下表：
被测物体
物体质量m
（kg）
重力G（N）
比值G／m
（N／kg）
比值G／m的平均值（N／kg）
1
0.1
0.99
9.9
2
0.2
1.96
9.8
3
0.3
2.91
9.7
⑴在实验过程中，需要测量工具有和。
⑵在上表空白处填出G／m的平均值。
⑶分析表中实验数据，得出的结论是：
。
KEY:
（1）弹簧测力计天平
（2）9.8（3）物体受到的重力与物体的质量成正比
四、摩擦力
两物体相互接触，做相对运动所产生的力叫摩擦力
方向：
与相对运动相反
摩擦力的条件大小（影响因素）：
①接触面的粗糙程度②接触面所受的压力
作用点：
重心
实验：
影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与（压力的大小）和（接触面的粗糙程度）有关
据统计有一半的中考卷中有此实验
例8:
为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验.如图所示，以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）。
第1次：
把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块做匀速直线运动（如图甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；
第2次：
把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙），记下相应的示数；
第3次：
把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），记下相应的示数。
试验次数
木板对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
摩擦力/N
1
2
3
若已知每个木块的质量为2kg，请你帮助小明填全表格内的数据。
（1）比较两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关．
（2）比较第l、3两次实验数据，可以初步得出的结论是：
KEY:
试验次数
木板对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
摩擦力/N
1
20
4.0
4.0
2
20
4.0
4.0
3
40
8.0
8.0
（1）1、2
（2）压力越大，摩擦力越大（或摩擦力与压力成正比）
摩擦力的分类：
①静摩擦力：
尚未发生相对运动，具有运动的趋势。
例如：
推桌子，桌子不动
②滑动摩擦：
一个物体在另一个物体表面上滑动.例如：
铅笔、卷笔刀……
③滚动摩擦：
一个物体在另一个物体表面上滚动.例如：
圆珠笔、车轮……
增大摩擦力的方法有：
增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
减小摩擦的方法有：
减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。
在中考时，主要考察滑动摩擦和滚动摩擦．滚动摩擦远小于滑动摩擦．
滑动摩擦力的大小和压力的大小及两物体接触面的粗糙程度有关．
压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大．
滑动摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反．
经典考查：
①传送带对货物的摩擦力与货物运动方向相同；皮带上涂上皮带蜡是为了增大摩擦（有益摩擦）
②人向前走路，后脚摩擦力向前，前脚摩擦力向后。
自行车后轮摩擦力向前，前轮摩擦力向后
③体操运动员在上单杆之前手上抹一些镁粉是为了增大摩擦力，手握单杆不能太紧是为了减小摩擦力
例题9：
如图所示，用力推放在水平地面上的一只箱子，但未推动，这是因为（ ）
A．箱子质量太大
B．推力小于箱子与地面的摩擦力
C．推力等于箱子与地面的摩擦力
D．箱子的重力大于推力
例题10:
如图所示，某同学用40N的水平力将一个重30N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态，则物体与墙壁间的摩擦力是（）
A、40NB、30N
C、10ND、70N
例题11:
自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．
例如：
A．轮胎上刻有花纹
B.车轮做成圆形
C．塑料套紧套在车把手上
D．在转动部分添加润滑油
E．脚踏板凹凸不平
F．刹车时用力捏闸
G.车轴处装有滚珠
H．车的把手上有凹槽
（1）上述各项内容中属于（只填写各选项前的字母）
通过改变接触面粗糙程度而增大摩擦的是；通过增大压力而增大摩擦的是；
通过变滑动为滚动而减小摩擦的是；通过使接触面彼此分离而减小摩擦的是．
（2）用力踩动脚踏板使自行车前进时，后轮与地面间摩擦力的方向朝（填“前”或“后”）．
KEY：
AEH,CF,BG,D前
五、杠杆
在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆（很多物体可以抽象为硬棒）。
说明：
①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。
如：
鱼杆、铁锹。
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
用同一根硬棒作杠杆时，使用中方法不同，支点位置也会不一样。
如撬石块的过程中支点可在棒的一端[图1（A）]也可在棒的中间[图1（B）]。
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、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上
动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反
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
画力臂方法：
⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）
注：
任何机械胜利必然费距离，反之费力必然省距离
生活中常见的杠杆
需要知道每一个图的支点，学会画出每一个图的动力、阻力、动力臂和阻力臂
实验：
研究杠杆的平衡条件
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
结论、杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
写成公式F1l1=F2l2也可写成：
F1/F2=l2/l1
杠杆的平衡：
杠杆处于静止状态（杠杆静止或匀速转动）
注：
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。
经典考查：
①简单机械在我国古代就有了很多巧妙的应用.护城河上安装使用的吊桥就是一个应用.
如图，它的支点是C点，（不是B点）在匀速拉吊桥时，它属于一个省力杠杆
垃圾桶也是近几年的杠杆新题，ABC是省力杠杆；A’B’C’是费力杠杆
杠杆的分类：
①F1=F2L1＝L2（等臂杠杆）等臂杠杆既不省距离也不费距离。
例：
天平、定滑轮
②F1L2（省力杠杆）省力杠杆虽然省力，但费距离，即动力作用点移动的距离比阻力作用点大。
例：
羊角锤、道钉撬、老虎钳、开瓶扳手、板车、抽水机手柄、手术剪刀、铁皮剪刀、修枝剪刀、指甲剪、汽车脚刹
③F1>F2L1例：
火钳、钓鱼杆、筷子、镊子、船桨、裁衣剪刀、理发剪刀、铁锹、笤帚、起重机吊臂、肱二头肌、缝纫机蹋板
注意：
省力和省距离不能兼顾
例题12：
如图所示，用力F将球形重物滚上台阶时，可以把它看成一个杠杆，那么（）
A．它的两个力臂相等
B．这杠杆的支点是球心O点
C．这杠杆的支点是球与地面的接触点
D．这杠杆的支点是球与台阶的接触点
例题13:
如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（）
A．道钉撬B.火钳C.钢丝钳D.天平
例题14：
剪刀是日常生活中常用的一种工具，它的种类有各种各样的，但其实都是一对________.如图所示的剪刀，你认为剪较硬的物体时，应该使用剪刀________；剪纸或布时，应该使用剪刀________；修理树枝时，应该使用剪刀________.
KEY:
杠杆EACD
例题15：
在研究杠杆平衡的条件实验中，所用的器材有带刻度的杠杆、铁架台、钩码、线和________等，在图中每一个钩码质量均相同，杠杆已平衡，如果此时将两边的钩码同时远离支点一格，则杠杆将________平衡（填“能”“不能”）.
KEY:
弹簧测力计不能
六、其他简单机械
滑轮
1、定滑轮：
使用时轴的位置固定不动
定滑轮的实质：
等臂杠杆特点：
既不省力，也不省距离，改变力的方向
2、动滑轮：
使用时轴的位置随被拉物体一起移动
动滑轮的实质：
省力杠杆特点：
省力，但费距离
3、滑轮组：
定滑轮和动滑轮的组合装置
发现：
滑轮组用几段绳子（数动滑轮身上的的绳子数，而不是定滑轮）就能省重物几分之一的力
注：
画滑轮时，动滑轮上的绳子数遵循“奇动偶定”的原则偶数起绕定滑轮
奇数起绕动滑轮
经典考查：
在图中加在绳子末端的力F与滑轮所提重物的重力G间的关系是:
（不计滑轮与绳子的重）
（1）F=1G;
（2）F=1/2G;
（3）F=1/3G;
（4）F=1/4G
例题16：
下图有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来.
例题17：
如图是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是（）
A.ABC为省力杠杆B.A′B′C′为省力杠杆
C.两杠杆均为省力杠杆D.两杠杆均为费力杠杆
例题18：
如图所示中，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（）
A．F1最大B．F2最大
C．F3最大D．一样大
例题19：
如图所示，一根一端粗一端细的木棒，用细线悬起来，刚好在水平处平衡，如果沿悬挂线锯成两段，则（）
A.粗端较重B.细端较重
C.两端一样重D.无法比较
例题20：
要使车轮从图中障碍物上翻过去，其中最省力的是（）
A.F1B.F2C.F3D.一样省力
例题21：
如图所示，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是600N，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为________N；F乙为________N.若将重物提高1m，则甲滑轮绳子的自由端移动的距离为________m；乙滑轮绳子的自由端移动的距离为________m.
KEY:
20030032
例题22：
如下图所示装置，用两个滑轮分别拉同一个物体在水平面上做匀速直线运动，物体重为60N，水平面与物体间的摩擦力为20N，不考虑其他摩擦，则F1=_______N，F2=________N.
KEY:
2010此类题在选择题中常考，经常会分析错误，需要把滑轮竖直分析，且标上数据会简便些
如图所示，用滑轮组将重物提起，画出所用拉力最小的绕绳方法
图是一种常见的活塞式抽水机示意图，在图中画出手柄所受动力F1的力臂及阻力
两图适用
七习题
一、选择题（每题3分，共36分）
1小明上体育课训练投掷铅球，他将铅球投掷出去后，若不计空气阻力，铅球在飞行中受到的力有（）
A．手的推力B．重力C．手的推力和重力D．不受力
2.对于磁铁和铁钉之间的作用力，下列说明中正确的是（）
A.施力物体只是磁铁，受力物体只是铁钉
B.只有当磁铁与铁钉接触时，它们之间才有力的作用
C.磁铁和铁钉不接触也会产生力的作用
D.磁铁对铁钉有吸引作用，铁钉对磁铁没有吸引作用
3、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做的目的是为了
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力
4、关于物体所受重力的方向，下列表示正确的是
5、下列实例中，为了增大摩擦的是
A．鞋底刻有凹凸不平的花纹B．拉杆旅行箱底部装有轮子
C．向自行车的转轴处加润滑油D．在气垫船底和水之间形成一层空气垫
二、填空题（每空2分，共30分）
6、物体重l000N，如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用＿＿＿＿N的力；如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用＿＿＿N的力（不计摩擦滑轮自重）．
7、如图7所示，小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，操作的错误是__________．纠正错误后，应拉动弹簧测力计使木块作__________运动．若在木块上再放一个砝码，则木块运动时受到的滑动摩擦力将（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
8、在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
（1）在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图8所示。
木块所受的滑动摩擦力为_______N．
（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。
他由此得出：
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。
你认为他的探究过程中存在的问题是_______________________。
9、如图9所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为__________N。
10、如图所示，若拉力F＝90N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。
当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是________N，物体A移动________m。
三、实验题
11、图13所示是探究杆杠平衡条件的实验装置。
⑴.两端螺母的作用是；若杠杆在使用前发现左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节；也可将杠杆左端的平衡螺母向调节。
此后，在整个实验过程中，是否还需再旋动两侧的平衡螺母？
。
⑵.他得到的两组数据如下表所示：
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2
0.2
1
0.1
2
1
0.08
2
0.04
这两组数据中，第次实验的数据肯定有错误。
经检查，发现是测量动力臂时读数错了；测量值是（选填“偏大”或“偏小”）。
12、为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验（图14）。
以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）。
第一次：
把木块水平放在长木板上，用弹簧测力计水平拖拉木块，使木块做匀速直线运动（如图甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中：
第二次：
把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙），记下相应的示数；
第三次：
把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），
记下相应的示数。
实验次数
木块对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力/N
1
20
4.0
2
20
4.0
3
8.0
（1）请你帮助小明填全表格内的数据；
（2）比较第_________两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关；
（3）比较第1、3两次实验数据，可以初步得出的结论是：
________________________。
13：
如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×103kg，底面积为1m2的货物G匀速提起。
（取g＝10N/kg）问：
（1）若把货物匀速吊起16m，用了40s，则货物上升的速度是多少？
（3）起重机对货物做了多少功？
（3）吊起货物时，为使起重机不翻倒，其右边至少要配一个质量为多大的物体？
已知：
OA＝10m，OB＝5m。
（起重机本身重力不计）
1、B2、C3、D4、C5、A6、1000、5007、没有水平拉动弹簧测力计、匀速水平拉动弹簧测力计、变大
8、2.8没有控制压力保持不变
9、20010、2709
11、调节杠杆平衡、右、右、不需要
12、20、4.0、4.0、8.0、甲乙
13受力面积相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
（1）
（2）W＝FS＝Gh＝4×104N×16m＝6.4×105J
（3）根据杠杆平衡的条件F1L1＝F2L2
即G·OA＝m0g·OE
代入数据得：
4×104N×10m＝m0×10N/kg×5m
m0＝8×103kg
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