物理第十章 簡單機械

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1、第十章簡單機械第十章簡單機械考點梳理考點梳理過關(guān)過關(guān)考點考點1 杠桿杠桿1杠桿的基本知識2.杠桿的平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂，用公式表示為F1l1F2l2.定義定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿五要素五要素支點支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，用字母O表示動力動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，用符號F1表示阻力阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做阻力，用符號F2表示動力臂動力臂從支點到動力作用線的距離叫做動力臂，用符號l1表示阻力臂阻力臂從支點到阻力作用線的距離叫做阻力臂，用符號l2表示辨一辨1.杠桿可直可彎，但一定是硬棒；杠桿一定有支點，且支點固定不動 ()2.杠桿的力臂是支點到力的作用點連

2、線的距離 ()想一想想一想 下面是國王與阿基米德的一段精彩對話國王說：“我想不費吹灰之力，就可以隨便移動任何重量的東西”阿基米德說：“我不僅可以移動任何重量的東西，我還可以撬動地球”請你說出阿基米德應(yīng)用的原理和實現(xiàn)撬動地球的條件“給我一個支點，我可以撬動地球”所涉及到的物理知識是杠桿平衡原理只要找到支點和足夠長的杠桿即可撬動地球分類分類力臂關(guān)系力臂關(guān)系力的關(guān)系力的關(guān)系特點特點舉例舉例省力杠桿l1l2F1F2省力，費距離撬棒、起子等費力杠桿l1F2費力，省距離釣魚竿、鑷子等等臂杠桿l1l2F1F2不省力，不費距離天平、定滑輪等3杠桿的分類考點考點2 滑輪滑輪1 1動滑輪和定滑輪動滑輪和定滑輪分類

3、分類定義定義實質(zhì)實質(zhì)優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點圖示圖示定滑輪工作時，中間的軸固定不動的滑輪等臂杠桿可改變力的方向不省力動滑輪轉(zhuǎn)軸和重物一起移動的滑輪動力臂為阻力臂兩倍的杠桿能省一半的力多移動一倍的距離2.2.滑輪組滑輪組定義定義定滑輪和動滑輪組合在一起即為滑輪組優(yōu)缺點優(yōu)缺點滑輪組由若干個定滑輪和動滑輪組合而成，既省力又可以改變力的方向，但同時要多移動距離省力規(guī)律省力規(guī)律在不考慮繩重和摩擦力的情況下，使用滑輪組時，有幾段繩子與動滑輪連接，所用的拉力就是物體和動滑輪總重力的幾分之一，即F連接連接“偶定奇動”，即當(dāng)繩子的段數(shù)是偶數(shù)時，第一段繩子要掛在定滑輪上；如果繩子的段數(shù)是奇數(shù)時，第一段繩子要掛在動滑輪上繩

4、子與物體通過距離的關(guān)系：若用s表示繩子通過的距離，用h表示物體通過的距離，n表示繩子的段數(shù)，則snh3.斜面(1)由于斜面的長度總是大于高度，所以拉力總是小于物體的重力，即使用斜面可以省力.(2)斜面高度相同時，斜面越長越省力.4輪軸(1)結(jié)構(gòu)：由輪和軸組成，能繞共同的軸轉(zhuǎn)動的裝置叫做輪軸(2)特點：如果動力加在輪上，阻力加在軸上，此時輪軸是一個省力杠桿，且輪半徑比軸半徑越大越省力.考點考點3 3 機械效率機械效率項目項目說明說明公式公式有用功無論是否使用機械，必須要做的功叫有用功，用W有表示W(wǎng)有G物h額外功在使用機械時，不是我們需要但又不得不做的功叫額外功，用W額表示一般來說，克服機械自身的

5、重力或機械間的摩擦所做的功是額外功W額G動h(不計繩重和摩擦)總功外力對機械所做的功是總功，在數(shù)值上等于有用功與額外功的總和W總W有W額或W總Fs機械效率有用功跟總功的比值叫做機械效率由于使用任何機械都要做額外功，所以機械效率總是小于1且沒有單位辨一辨辨一辨 1.同一滑輪組，提升的物重不同， 機械效率相同. （ ） 2.使用機械時，不得不做一些額外功，所以機械效率總小于1. ()易錯提示易錯提示 同一滑輪組，提升的物重不同，機械效率不同，物重越大，機械效率越高.想一想 如圖所示，兩小兒之辯，關(guān)于機械省力，省功以及機械效率的辯論，你支持哪一方的說法？不支持另外一方的原因是什么？支持右面小孩的說法

6、；不支持左面小孩的原因：(1)使用任何機械都不省功；(2)使用機械要多做額外功，機械效率會更低.1根據(jù)力臂找“最小動力”重點難點重點難點突破突破類型類型 1 杠桿的力與力臂作圖杠桿的力與力臂作圖2找最長力臂的三種情況求最小動力，可以轉(zhuǎn)化為找最長力臂問題找最長力臂，一般分三種情況：(1)在動力的作用點明確的情況下，以支點到力的作用點的連線作為力臂，這個力臂最長，過力的作用點作力臂的垂線，正確確定力的方向從而作最小的力(2)在動力作用點未明確的情況時，首先應(yīng)找出距支點最遠的點作為動力作用點，然后再按(1)的步驟完成(3)在支點不明確的情況下，首先要通過比較找出合適的支點，進而找到動力作用點，再按(

7、1)的步驟完成【例例1】2015日照中考如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O點在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，畫出使杠桿保持平衡的最小力F1的示意圖和對應(yīng)的力臂l1.思路點撥思路點撥 明確使杠桿保持平衡的最小力F1，其力臂最長，即支點到F1作用點的線段為力臂；由杠桿平衡條件F1l1F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小.變式運用變式運用 1.2017遼陽中考如圖是一種常見的晾衣夾，使用時O為支點，A為動力作用點，F(xiàn)2為彈性鋼圈對夾子的阻力，請在圖中畫出作用在A點的最小動力F1及其力臂l1，并作出阻力臂l2.由支點O向F2作垂線，即為阻力臂l2.連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，力臂越長越省力，

8、根據(jù)力臂的畫法作出垂直于OA的作用力，方向向下類型類型 2 影響滑輪及滑輪組機械效率的因素影響滑輪及滑輪組機械效率的因素1有關(guān)因素(1)物重：同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率越高(2)動滑輪重：不同滑輪組，提升物重相同時，動滑輪越重，機械效率越低2無關(guān)因素：有用功或額外功的多少、機械的省力情況、物體移動距離、繩子股數(shù)等3機械效率的計算【例例2】2015泉州中考如圖所示，用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個滑輪重力相同，不計摩擦及繩重，則下列說法正確的是(B)A.甲較省力，機械效率較低B乙較省力，機械效率較低C.甲較省力，機械效率較高 D乙較省力，機械效率較高變式運用變式運用 2.201

9、7蘇州中考如圖所示，用滑輪組將1.5kg的物體勻速提高0.5m，拉力F為10N，則有用功為7.5J，滑輪組機械效率為75%.若增加所提物體的重力，滑輪組機械效率變大(選填“變大”、“變小”或“不變”)(不計繩重和摩擦，g取10N/kg)重點實驗重點實驗 聚焦聚焦實驗16：探究杠桿的平衡條件【實驗裝置及結(jié)論實驗裝置及結(jié)論】(1)杠桿平衡：杠桿保持水平并靜止，即達到平衡狀態(tài)(2)實驗方法：實驗時，要改變力和力臂的大小，多做幾次實驗，以避免偶然性，找出普遍規(guī)律(3)實驗結(jié)論：杠桿的平衡條件是：動力動力臂阻力阻力臂，用公式表示：F1l1F2l2.【命題點全梳理】1實驗時，使杠桿在水平位置平衡的目的有兩

10、個：一是杠桿自身重力的力臂為零，消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響；二是由于動力和阻力的方向都與杠桿垂直，杠桿靜止時處于水平位置，則支點到力的作用線的距離等于支點到力的作用點的距離，在實驗時可直接從杠桿上讀出力臂的大小2實驗開始時調(diào)節(jié)杠桿平衡的方法：哪端高，把平衡螺母向哪端調(diào)節(jié)，或者杠桿向哪邊偏，就把平衡螺母向反方向調(diào)節(jié)3實驗前，通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡在實驗過程中，不能再通過調(diào)節(jié)平衡螺母來使杠桿在水平位置重新平衡，只能通過改變鉤碼的數(shù)目或調(diào)節(jié)鉤碼的位置使杠桿重新平衡【例例1 1】2016南寧中考改編在“探究杠桿平衡條件的實驗”中：(1)如圖甲所示，實驗前，杠桿左端下沉，

11、則應(yīng)將左端的平衡螺母向右(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量力臂.(2)如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在B點掛6個相同的鉤碼；當(dāng)杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一小格，則杠桿不能(選填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.(3)如圖丙所示，若不在B點掛鉤碼，改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置時，其示數(shù)大小將變大.(4)如圖丁所示，已知每個鉤碼重0.5N，杠桿上每小格長度為2cm，當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉(與水平方向成30角)杠桿，使杠桿在水平

12、位置平衡時，拉力F的力臂大小為5cm，彈簧測力計示數(shù)的大小為2.4N.思路點撥思路點撥 (1)實驗前，杠桿左端下沉，應(yīng)將左端(或右端)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直到在水平位置平衡，其目的有兩個：一是便于測量力臂，力臂可以從杠桿上直接讀出；二是使杠桿自身重力的力臂為零，或忽略杠桿自身的重力對實驗的影響(2)由杠桿平衡條件知，4個鉤碼3個格數(shù)B點鉤碼個數(shù)2個格數(shù)，依據(jù)此等式求出在B點應(yīng)掛6個鉤碼；如果同時向支點外移動一格，則4個鉤碼4個格數(shù)6個鉤碼3個格數(shù)，則右側(cè)下沉，杠桿不能在水平位置保持平衡(3)在B點的測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置時，由于力臂變小，所以測力計的示數(shù)將變大(4)在丁圖，作出動力臂OD，由

13、三角形的邊角關(guān)系，得F的力臂為52cmsin305cm；阻力臂是6cm，阻力是2N，所以F 2.4N.命題挖掘(5)在探究過程中，我們需要測量和記錄動力、動力臂、阻力、阻力臂四個物理量，在進行多次實驗的過程中，我們可以(選填“可以”或“不可以”)同時改變多個量，進行探究測量(6)甲同學(xué)測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了“動力動力臂阻力阻力臂”的結(jié)論，乙同學(xué)認為他的做法不合理，理由是實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性.(7)實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明同學(xué)利用如圖所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿右端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平

14、衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是：杠桿有自重.實驗17：測量滑輪組的機械效率【實驗裝置及結(jié)論實驗裝置及結(jié)論】(1)實驗器材：滑輪組、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺(2)功的計算：有用功W有Gh，拉力所做的功為總功，即W總Fs，則額外功W額W總W有.(3)測量原理：機械效率公式 .(4)實驗結(jié)論：用同一滑輪組提升不同的重物，提升的重物重力越大，機械效率越高；用不同的滑輪組提升相同的重物，動滑輪越重，機械效率越低【例例2 2】2016西寧中考某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中(1)實驗中，使用滑輪組提升重物時，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計.(2)

15、第二次實驗中，2s內(nèi)鉤碼上升的高度為0.1m，則它運動的速度為0.05m/s.(3)第三次實驗中，繩端移動的距離為0.45m，滑輪組的機械效率為80%.(4)分析比較第一、二兩次實驗數(shù)據(jù)，有用功W1有W2有，滑輪組的機械效率1(選填“”、“”或“”) .(4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功 猜押預(yù)測猜押預(yù)測 5.2016當(dāng)涂縣二模馬峰同學(xué)想通過實驗來探究斜面的機械效率和什么因素有關(guān)他猜想斜面的機械效率可能與斜面的粗糙程度及斜面的傾斜度有關(guān)他設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，實驗中保持木塊的拉力與斜面平行，并且勻速拉動木塊下面是馬峰在實驗中得到的數(shù)據(jù).(1)請你將表中未完成的空格填寫完整，0.1J，0.12J，83.3%.(2)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，請你幫馬峰同學(xué)總結(jié)得到的實驗結(jié)論：結(jié)論1：通過對比實驗1和2，斜面的坡度和物重一定時，斜面越粗糙機械效率越低結(jié)論2：通過對比實驗1和3，在斜面的粗糙程度和物重一定時，斜面的坡度越大機械效率越高.(3)你認為該實驗中較難控制的操作是保持勻速拉動木塊.