九年级科学上册 第3章 能量的转化与守恒 第4节 简单机械练习课件 （新版）浙教版.ppt

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g op mg oq 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 mg on 综合以上两式得 mg op 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 8 103kg 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 8 10 3m3 m v 则m v 7 8 103kg m3 8 10 3m3 62 4kg 第4节简单机械 答案 g mg 62 4kg 10n kg 624n f 0 3g 0 3 624n 187 2n w有用 w总 100 f s f ns 100 187 2n 80n 3 100 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 8 103kg 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 a a点b b点c c点d d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 10n 3l 右边 10n 2l 因为10n 3l 10n 2l 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 10n 3l 右边 15n 2l 因为10n 3l 15n 2l 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 g0 g 4 5 解析 3 fa 2 g0 fb g fa 2fb 则 2 g0 2g 则g0 g 4 5 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 gl1 fl2 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 gl1 fl2 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