初中-物理-说课稿-专题12 简单机械-初中应用物理知识竞赛专题讲义

初中应用物理知识竞赛专题讲座12专题十二简单机械【重点知识解读】1.杠杆平衡条件：F1L1=F2L2。2.定滑轮不省力，但能够改变力的方向；动滑轮能够省一半力，不能改变力的方向。3.在不计动滑轮重力和绳重、不计一切摩擦的情况下，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起物体所用的力就是物重的几分之一。4.斜面：当不计一切摩擦的情况下，当斜面长L是斜面高h的几倍时，所用推力F就是物重G的几分之一，即F=hG/L。4.机械效率η=×100%。机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好。5.功的原理：使用任何机械都不省功。【竞赛知识拓展】1、画好力臂是解决杠杆问题的关键所在。先从整体中抽象出杠杆，然后确定支点O，找出动力、阻力，画出动力作用线和阻力作用线，再由支点向两个力的作用线作垂线，得到力臂。2、对于滑轮或滑轮组，一根绳子上的力处处相等。3、轮轴是由轮和轴共同组成的装置，由杠杆平衡条件可得，F1R=F2r【经典竞赛题分析】例1.（2016上海物理竞赛）如图所示，光滑轻质细杆AB、BC处在同一竖直平面内，B处用铰链连接，A、C处用铰链连接于水平地面上，BC杆与水平面夹角为37°。一质量为3.2kg的小球穿在BC杆上，对小球施加一个水平向左的恒力使其静止在BC杆中点处，AB杆恰好竖直，则A．F的大小为40NB．小球对BC杆的作用力大小为40NC．AB杆对BC杆的作用力大小为25ND．地面对BC杆的作用力大小为25N 【参考答案】BCD例2、（14分）(2016全国初中应用物理知识竞赛)小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图15所示的坑。地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡。而另一边则是直上直下的，坑底基本上是一个正方形。请你回答：[来源:Z,xx,k.Com]1．为什么要挖成图15所示的深坑，而不挖成图16甲所示的仅比电杆略粗一点的深坑，或者如图16乙所示的大口径的深坑？这样做有什么好处？．[来源:Z.Com]  2．通过计算对比分析：如果已将电线杆水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，现要把电线杆分别埋入图15、图16甲所示的两个坑中，则在竖起电线杆的开始阶段，对电线杆的细端分别至少需要多大的力？己知这种坑深1.6m，坑底的长、宽都是0.3m，地面处坑口长2.3m、宽0.3m。电杆线的质量为410kg，长8.0m，粗端直径0.26m，其重心距粗端3.2m。（取g=10N/kg)3．在上述两种情况下，竖起电线杆的过程中，工人师傅们对电线杆分别至少要做多少功？ 图9例3.（2014上海市初中物理竞赛初赛试题）N个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等。不计一切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为F，如图9所示。若在图示中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小为（）A．B．C．D．【参照答案】． 例4.（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示。他用绳将猪绑住挂在木棒的B点，将棒的一端O放在石坎上，人通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端，使木棒刚好到达水平位置。已知测力计示数F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。问：（1）请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？（2）你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？（3）如果猪的实际重力为1200N，猪被拉离地面0.1m，这个过程中杠杆装置的机械效率是多少？【点评】此题涉及杠杆平衡原理、功的计算、机械效率、误差分析等，意在考查对实际问题的分析、建模能力和综合运用知识的能力。学科网【竞赛实战训练】1.（2014上海市初中物理竞赛初赛试题）如图15所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ，则棒的密度为（）图15A．B．C．D．【参照答案】．C 图162.（2014上海市初中物理竞赛初赛试题）如图16所示，直径为36cm的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为47cm的光滑杆ABC搁置在半球碗上，碗的厚度不计，杆平衡时碗内部分AB段与碗外部分BC段的长度之比为（）A．38:9B．35:12[来源:Z.Com]C．32:15D．27:20【参照答案】．C3.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手把和夹爪分别是()A.省力杠杆，费力杠杆B.费力杠杆，省力杠杆C省力杠杆，省力杠杆D.费力杠杆，费力杠杆【参考答案】：A4.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是()A.仅仅是为了利用“镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦” C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀D.上述各种功能都具有【参考答案】：D5.（2011上海初中物理知识竞赛题）如图所示，两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是（）A．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由A指向BB．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由C指向BC．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向AD．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向C【参考答案】：C学科网6..（2011上海初中物理知识竞赛题）如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧A一端固定在地面上并竖直放置，质量为m的物块压在弹簧A上，用一细绳跨过定滑轮，一端与m相连，另一端与劲度系数为k2的轻质弹簧B相连。现用手握住弹簧B的右端使其位于c点时，弹簧B恰好呈水平且没有形变。将弹簧B的右端水平拉到d点时，弹簧A恰好没有形变。已知：k2