初中三年級物理學科第一單元知識點梳理

2022-08-20 09:21:06 字數 3919 閱讀 6630

初中三年級物理學科第一單元(簡單機械)知識點梳理

江蘇省物理學科特級教師熊仁娣

一、知識網路

什麼叫槓桿:一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒

支點:槓桿繞著轉動的點

動力:作用在槓桿上,使槓桿轉動的力

槓桿的五要素阻力:作用在槓桿上,阻礙槓桿轉動的力

動力臂:支點到動力作用線的垂直距離

槓桿阻力臂:支點到阻力作用線的垂直距離

槓桿的平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂

簡f1·l1=f2·l2

單省力槓桿:l1>l2 f1機槓桿的幾種型別費力槓桿:l1f2 例:釣魚竿,鑷子

械等臂槓桿:l1=l2 f1=f2 例:天平

識別:工作時,軸的位置固定不動

定滑輪實質:等臂槓桿

特點:不省力,但可以改變力的方向

識別:工作時,軸的位置和物體一起移動

滑輪和滑輪組動滑輪實質:動力臂是阻力臂二倍的槓桿

特點:可以省一半力,但不能改變力的方向

滑輪組起吊重物時 f=g

s=nh

二、理解點撥及例題精析

1、正確辨認槓桿

對於轉軸十分明顯的棒狀物(如撬棒),同學們是比較容易辨認的,對於轉軸不明顯的非棒狀物(如獨輪車、汽水瓶的板子等),如沒有掌握正確辨認槓桿的方法,將難以識別。

首先,要確認是不是硬棒,對「棒」的含義要作廣義的理解:它可以是直的,也可以是彎的;可以是粗的,也可以是細的;可以是方的,也可以是圓的。

其次,要能夠從實物中抽象出棒的實質來,並且通過觀察或結合實際想象這根棒如何在力的作用下發生轉動,轉動時,那個使槓桿轉動的力就是動力,阻礙槓桿轉動的力就是阻力,槓桿繞著哪點轉動,這個點就是支點,只有支點和兩個力都找出後,才能確定力臂。

所以,要正確辨認槓桿,必須使槓桿轉一轉,或者想象它在力的作用下轉動,可以說在辨認槓桿時「不轉不行,一轉就靈」。

2、怎樣畫槓桿示意圖

首先將槓桿抽象成一根棒,接著確定支點,再畫動力和阻力,最後畫出力臂,完成槓桿示意圖。

例題1:用圖(1)所示的汽水瓶扳手開啟瓶蓋,畫出其槓桿示意圖。

分析: 首先將扳手抽象成一根棒(圖2),實踐經驗告訴我們,要將瓶蓋開啟,必須在a端施加向上的力,這個力是使槓桿轉動的,稱為動力f1,轉動時棒上的o點固定不動,是支點,而b端則受到瓶蓋的阻礙,因此,阻力的方向向下,用f2表示。再沿f1和f2的方向畫力的作用線,並過o點分別作它們的垂線即為動力臂和阻力臂。

3、槓桿平衡條件的運用

在運用槓桿平衡條件(動力×動力臂=阻力×阻力臂)解答有關問題時,關鍵在於:根據題目的條件,正確確定動力、阻力、動力臂和阻力臂,特別注意:不要把力臂理解成「力的作用點到支點之間的距離」。

例題2:當放在桌上的均勻的刻度尺全長的伸出桌外,在伸出的一端掛重3牛的物體時,尺僅對桌邊有壓力,求刻度尺的重。如果伸出的一端不掛任何物體,那麼刻度尺可以伸出桌面多遠不致掉下來,為什麼?

分析:設刻度尺的總長為l,其重心在b點,因為刻度尺是均勻的,所以b為l的中點。也就是說可以將刻度尺的重力看作全部作用在b點。

當a端掛3牛的重物g時「尺僅對桌邊有壓力」即此時刻度尺可看作是一根能繞桌邊o點轉動的平衡槓桿。根據槓桿平衡條件可求出刻度尺的重力g尺。

解:據題意可知:oa=l,ob=l,g=3牛

根據槓桿平衡條件:g·oa=g尺·ob

g尺= 如果在伸出的一端不掛任何物體,當尺的重心和桌邊o點在同一豎直線上時,尺還不掉下,此時二力平衡,如果將尺再往桌外邊移動一點,尺就會掉下來了。因此,刻度尺伸出桌邊的的最大長度為l。

4、正確區分定滑輪和動滑輪

圖(1)和圖(2)中的滑輪各是什麼滑輪?有些同學認為圖(1)中滑輪是動滑輪,圖(2)中的滑輪是定滑輪,其理由是圖(1)中滑輪在繩子的下方,圖(2)中滑輪在繩子的上方。這個答案是錯的,這種判斷方法也是錯誤的。

區分定滑輪和動滑輪,不要被滑輪在繩子的下方還是在繩子的上方這一表面現象所迷惑,而要抓住滑輪的軸是否移動這個本質:在使用中,軸的位置固定不動的滑輪叫定滑輪,軸的位置隨物體移動的滑輪叫動滑輪。圖(1)中,拉力f拉動繩子時,輪在轉動但軸的位置沒有移動,所以該滑輪是定滑輪。

它在這裡所起的作用是改變力的方向,但不能省力。圖(2)中,拉力f拉動繩子時,軸的位置隨槓桿的右端一起向下移動,所以該滑輪是動滑輪,它雖然不能改變力的方向,但可以省一半力。

5、怎樣確定承擔重物繩子的段數?

有關滑輪組的問題主要有如下兩類:(1)判斷已知滑輪組的省力情況;

(2)按照要求設計並組裝滑輪組。

解決上述兩個問題的依據就是課本上總結出的兩個結論:

(1)用滑輪組提公升重物時,重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔,

提起重物所用的力就是總重的幾分之一。

(2)重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔,繩的自由端移動的距離就是物體上公升高度的幾倍。

顯然,為了正確運用這兩個結論解決問題,最關鍵的是要準確地確定「承擔總重量繩子的段數」。那麼,怎樣確定繩子的段數呢?

確定繩子的段數時,只要計算和動滑輪連線的段數,這包括拴在動滑輪框上(或鉤上)的一段和最後從動滑輪引出的拉繩。而跨過定滑輪的繩子,包括最後從定滑輪引出的拉繩只起改變力的方向的作用。所以,只要數有幾段繩子吊著動滑輪就能算出省力到幾分之一。

如圖a中承擔重物的繩的段數n=4,圖b中n=5。

按要求設計並組裝滑輪組時,首先要根據省力要求確定繩的段數n,以及動滑輪和定滑輪的個數。選擇穿繩的方法時,若承重繩的段數n為奇數,則繩的固定端應接在動滑輪的框架上,若n為偶數,則繩的固定端應接在定滑輪的框架上。

例題3: 請你用一根最大承受1000牛拉力的繩子,通過滑輪組來提起質量為400千克的物體,已知動滑輪總重200牛,輪和軸之間的摩擦力可以忽略不計,請設計乙個最簡單的滑輪組,使人站在地上將物體提公升到高處。

分析:要設計出符合要求的滑輪組,必須先根據省力要求算出動滑輪上繩子的段數n,再確定動滑輪和定滑輪的個數及穿繩方法。

解:重物和動滑輪的總重為:

g總=g動+g=g動+mg

=200牛+400千克×9.8牛/千克

=4120牛

n= 因為繩子受到的拉力必須小於1000牛,所以取n=5

由於n為奇數,所以繩的固定端應連線在動滑輪的框架上。這樣,只需兩個動滑輪即可滿足n=5的要求。

為保證人站在地上向下拉動繩子把重物提起,就需要三個定滑輪。組裝滑輪組的示意圖見右。

三、單元綜合能力檢測

一、填空題

1、已知輕槓桿aocb,支點為o,oa=cb=40cm,oc=30cm,且oa⊥oc,oc⊥cb,如在a點懸掛一重50牛的重物,則在b點至少要加牛的力才能使槓桿ao保持水平,這個力的方向應該

2、圖中所示是用鑷子夾取物體的示意圖,使用時支點在處,動力作用點在處,阻力作用點在處,該槓桿是省力、費力槓桿)

3、如果槓桿不平衡,在不改變動力和阻力的大小方向的情況下,我們可以移動來達到平衡

4、乙個靜止的槓桿在受到力f作用後,仍保持靜止,則f的力臂大小是______,力的作用線一定通過槓桿的______。

5、如圖所示,物體a重40牛,動滑輪重10牛,定滑輪重10牛,繩重和摩擦不計,靜止時,a、b、c三個彈簧秤上的讀數各為多少:a_________bc_________

6、用圖示滑輪組沿水平方向拉重物,已知f=20牛,物重g=80牛,繩端用1公尺/秒的速度勻速拉動5秒,則物塊受到的滑動摩擦力是牛,此摩擦力的方向這段時間內物塊移動了公尺。(不計額外阻力)

7、乙個體重為600牛的人站在地上,利用乙個動滑輪和乙個定滑輪組成的滑輪組,把900牛的貨物勻速提起來,這時人拉繩的力為牛,人對地的壓力為牛。(滑輪重和摩擦不計)

8、在①定滑輪 ②釣魚竿 ③天平 ④羊角錘 ⑤理髮剪刀 ⑥縫紉機踏板 ⑦鍘刀 ⑧瓶蓋扳子等簡單的機械中,屬於省力槓桿的有屬於費力槓桿的有屬於等臂槓桿的有

二、選擇題

9、如圖所示的曲柄槓桿中,o是支點,oa=ob,槓桿自重不計,ma=2mb,則此槓桿:( )

a、在圖示位置平衡

b、a端上翹

c、b端上翹

d、b端先上翹,後平衡

10、對力臂的理解,下列說法中正確的是:( )

a、只要有力作用槓桿上,一定存在力臂

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