第十一講第十一講 簡單機械簡單機械考點考點1:1:杠桿杠桿1.定義：如圖所示，一根硬棒，在力的作用下能繞 轉動，這根硬棒就是杠桿.2.五要素：支點（O）:杠桿可以繞其轉動的點；動力（F1）:使杠桿轉動的力；阻力（F2）:阻礙杠桿轉動的力；動力臂（l1）：從支點O到動力F1 的距離；阻力臂（l2）:從支點O到阻力F2作用線的距離.考點必備考點必備3.杠桿的平衡條件：，也可以寫作：F1l1=F2l2.4.杠桿的應用：（1）省力杠桿：l1 l2，F1 F2（省力 距離，如：撬棒、鍘刀、羊角錘、鋼絲鉗、手推車等）.（2）費力杠桿：l1 l2，F1F2（費力 距離，如：人的前臂、動滑輪、理發(fā)剪刀、釣魚竿等.（3）等臂杠桿：l1 l2，F1 F2（不省力、不省距離，如：天平、定滑輪等）.考點必備考點必備考點考點2 2：滑輪：滑輪1.定滑輪：使用滑輪時軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪；定滑輪實質上是一個 杠桿；使用定滑輪不 ,但能改變力的 .2.動滑輪：軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪；動滑輪實質上是動力臂為阻力臂2倍的 杠桿；使用動滑輪能 ，但不能改變力的方向，而且 距離.考點必備考點必備3.滑輪組：把定滑輪和動滑輪組合在一起構成滑輪組；使用滑輪組既能 又能改變力的 ；理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）:拉力 ，如果只忽略輪軸間的摩擦，則拉力 ；繩子自由端移動距離sF等于n倍的重物移動的距離sG.4.輪軸和斜面也屬于簡單機械，并且都可以是省力的機械，若使用輪軸或斜面能省力，則一定要 距離.考點必備考點必備考點考點3 3：機械效率：機械效率1.有用功：無論是否使用機械，對人們有用且必須要做的功，叫有用功，用W有表示.2.額外功：使用機械時，并非我們需要又不得不做的功，叫額外功，用W額表示.3.總功：有用功與額外功之和（或動力所做的功）叫做總功，用W總表示.4.機械效率：物理學中將 跟 的比值叫做機械效率，用符號表示.公式：=W有/W總100%.使用任何機械都不可避免地要做額外功，所以機械效率總是 1的，機械效率常用 表示.考點必備考點必備5.提高機械效率的方法：改進結構、使它更合理輕巧，在使用中按照技術規(guī)程經常保養(yǎng)，使機械處于良好的狀態(tài).考點必備考點必備題型一題型一 杠桿類型判斷杠桿類型判斷 例例1 1 如圖所示，所使用的杠桿屬于費力杠桿的是（）典例精導典例精導1.（2018蘇州）如圖的常見器具都應用了杠桿，其中屬于省力杠桿的是（）針對訓練針對訓練題型二題型二 杠桿相關作圖杠桿相關作圖 例例2 2 （2016重慶B卷14題）如圖所示，杠桿OA在動力F的作用下可繞O點轉動，請畫出動力F的力臂l.典例精導典例精導2.如圖所示，請在A點畫出能使杠桿OA在圖示位置保持平衡的最小拉力的示意圖.針對訓練針對訓練3.（2018鹽城）在圖中畫出施加在開關上力F的力臂l.針對訓練針對訓練題型三題型三 杠桿平衡條件的計算杠桿平衡條件的計算 例例3 3 小金將長為0.6m、質量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A掛一個40N的物體，肩上支點O離后端A為0.2m，他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡，如圖所示，小 金的質量為50kg，則此時手壓木棒的壓力大小為 ，肩對木棒的支持力大小為 ，人對地面的壓力大小為 （g=10N/kg）.典例精導典例精導4.（2018廣安）如圖，AB是能繞B點轉動的輕質杠桿，在中點C處用繩子懸掛重為100N的物體（不計繩重），在A端施加豎直向上的拉力使杠桿在水平位置平衡，則拉力F=N若保持拉力方向始終垂直于杠桿，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F將 （選填“增大”“減小”或“不變”）.針對訓練針對訓練5.如圖所示，重力不計的木棒AOB可繞支點O無摩擦轉動，木棒AB長為3m，均勻正方體甲的邊長為10cm，物體乙的質量為5.6kg.當把甲、乙兩物體用細繩分別掛在木棒的兩個端點A、B上時，木棒在水平位置平衡，此時物體甲對地面的壓強為3 000Pa，支點O距A點1.6m.求:（1）物體乙受到的重力；（2）物體甲受到的支持力；（3）物體甲的質量.針對訓練針對訓練針對訓練針對訓練題型四題型四 滑輪及其特點滑輪及其特點 例例4 4 如圖，在豎直向上的力F的作用下，重為10N的物體A沿豎直方向勻速上升.已知重物上升速度為0.4m/s，不計繩與滑輪摩擦以及滑輪重和繩重，則拉力F的大小和滑輪上升的速度分別為（）A.20N，0.2m/s B.20N，0.8m/s C.5N，0.2m/s D.5N，0.8m/s典例精導典例精導6.如圖，用滑輪拉同一物體沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別為F1、F2、F3，下列關系中正確的是（）A.F1F2F3 B.F1F2F3 C.F2F1F3 D.F2F1F3針對訓練針對訓練7.（2018盤錦）如圖所示，利用滑輪組勻速提升重為10N的物體，動滑輪重2N，物體被提升了0.5m，不計繩重和摩擦，則繩子的自由端移動的距離是 m，繩端的拉力F是 N，其中定滑輪的作用是 .針對訓練針對訓練題型五題型五 機械效率及其相關計算機械效率及其相關計算 例例5 5 （2018重慶B卷7題）部分農戶在新建住房時，常利用如圖所示的簡易滑輪提升建材.在一次提升建材的過程中，建筑工人用400N的拉力，將重600N的建材在10s內勻速提高3m.則下列判斷正確的是（）A滑輪所做的有用功為1 200J B滑輪受到的重力為100N C該滑輪的機械效率=75%D繩子自由端移動的速度大小為0.3m/s典例精導典例精導8.（2015重慶A卷7題）如圖所示，不計摩擦和繩重，把一個重為20N的物體沿豎直方向在4s內勻速提升了2m，所用拉力F為12.5N.下列說法中正確的是（）A.動滑輪重7.5N B.4s內拉力F做功25J C.4s內拉力F的功率為6.25W D.滑輪組的機械效率為80%針對訓練針對訓練9.（2016重慶A卷11題）某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升重物，人對繩的拉力F為400N，能將75kg的物體以0.1m/s的速度勻速提升，則拉力F的功率為 W，此時滑輪組的機械效率為%（不計繩重和摩擦）.針對訓練針對訓練10.將一個重240N的物體勻速推到斜面頂端，人沿斜面向上的推力為120N，如圖所示，物體沿斜面移動的距離s=3m，上升的高度h=1.2m，則人對物體做的有用功是 J，斜面的機械效率是 .針對訓練針對訓練實驗一：探究杠桿的平衡條件實驗一：探究杠桿的平衡條件1.實驗結論：杠桿平衡的條件：動力動力臂=阻力阻力臂，即F1l1=F2l2.其準確理解是：（1）如果其動力動力臂=阻力阻力臂，則杠桿必然是 .（2）如果杠桿是平衡的，則必然有 成立.2.實驗重要細節(jié)：（1）實驗前杠桿平衡的調節(jié)：向左傾時向 調節(jié)平衡螺母，向右傾時向 調節(jié)平衡螺母.（2）實驗時杠桿平衡被設置為水平靜止，原因 .實驗突破實驗突破（3）另一端拉彈簧測力計時，應 向上或向下拉，即可讀出拉力的大小，便于測量拉力的力臂.（4）要求書寫數據處理時，每次必先書寫“當杠桿平衡時”的條件，再書寫數據處理過程.（5）實驗時記錄力的單位是 ，力臂的單位是 .動力動力臂的單位是 .能否寫成“焦耳”？.3.實驗的常見問題：為什么選擇杠桿中點作為支點？.實驗突破實驗突破例例1 1 （2017攀枝花）在“探究杠桿平衡條件的實驗”中：（1）如圖甲所示，杠桿左端下沉，則應將平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，在水平位置平衡的目的是便于測量 .實驗突破實驗突破（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，應在B點掛 個相同的鉤碼；當杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點O的方向各移動一小格，則杠桿的 （選填“左”或“右”）端將下沉.（3）如圖丙所示，在A點掛一定數量的鉤碼，用彈簧測力計在C點斜向上拉（與水平方向成30角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數如圖丙所示，已知每個鉤碼重0.4N，則在A點應掛 個鉤碼.實驗突破實驗突破1.（2018綏化）在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，小明發(fā)現在沒有掛物體時，杠桿處于如圖甲所示的狀態(tài)，他應將杠桿兩端的平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.掛上重力均為0.5N的鉤碼后，再次平衡時如圖乙所示，小明得出了杠桿的平衡條件是“動力動力臂=阻力阻力臂”，小明得出結論的過程中存在的不妥之處是 .針對訓練針對訓練 如圖丙所示，把圖乙a點的鉤碼取下，換用彈簧測力計使杠桿再次平衡時，發(fā)現其示數大于0.5N，根本原因（直接觀察到的不屬于根本原因）是 .采用丁圖的裝置進行探究，發(fā)現當杠桿水平平衡時，與其他同學得出的結論不相同，其主要原因是 .針對訓練針對訓練實驗二：測量滑輪組的機械效率實驗二：測量滑輪組的機械效率2.實驗重要細節(jié):（1）實驗測量的物理量有：.（2）彈簧測力計測繩子自由端移動距離s時，要 地拉.如果斜向外拉，其拉力比豎直拉的拉力要 些（選填“大”“小”或“相同”）.實驗突破實驗突破如果加速地拉，其拉力比勻速拉的拉力要 些（選填“大”“小”或“相同”）.如果靜止地拉，其拉力比勻速拉的拉力要 些（選填“大”“小”或“相同”）.（3）繩子自由端移動的距離和物體上升高度的關系：s=nh，機械效率與鉤碼上升的高度 （選填“有”或“無”）關.3.實驗的重要結論：（1）影響滑輪組機械效率的因素：物體的重力、動滑輪的重力、繩重、繩子與滑輪之間的摩擦力.實驗突破實驗突破（2）當忽略繩子與滑輪之間的摩擦力，滑輪組機械效率與繞線方式無關.而不忽略時，繩子段數越多，機械效率越 .（3）同一結構的滑輪組，提起物體越重，機械效率越 .4.實驗方法控制變量法的應用：（1）探究滑輪組的機械效率與所吊重力重物大小的關系時，控制滑輪組的繞線方式 ，改變滑輪組所吊鉤碼的 .（2）探究滑輪組的機械效率與動滑輪重力大小的關系時，控制滑輪組所吊鉤碼的 相同，改變動滑輪的數量或換重力不同的動滑輪.實驗突破實驗突破 例例2 2 在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖所示的同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數據記錄如下：（1）在表中的空格處填上適當的數據.（機械效率用百分數表示，保留一位小數）實驗突破實驗突破（2）在實驗操作中應豎直向上 拉動彈簧測力計.（3）從實驗數據分析得出：使用同一滑輪組，可以提高滑輪組的機械效率.（4）滑輪組的機械效率可能還與其他因素有關，請你作出恰當的猜想：滑輪組的機械效率與 有關（寫出一種影響因素即可）.實驗突破實驗突破2.在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數據如下表：（1）第一次實驗測得滑輪組的機械效率為 ，兩次相比較，第二次實驗測得滑輪組的機械效率 （選填“大于”“小于”或“等于”）第一次實驗測得滑輪組的機械效率.（2）根據表中數據，能否得出“滑輪組的機械效率與所掛鉤碼重量有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：；請簡要說出其中一條理由：.針對訓練針對訓練1（2018重慶A卷7題）工人用如圖所示的動滑輪，將重1 000N的物體在5s內勻速豎直提升了1m，人對繩自由端的拉力F為600N，不計繩重和摩擦.以下結論正確的是（）A.動滑輪的有用功為600J B.動滑輪的重力為400N C.滑輪的機械效率為83.3%D.拉力F的功率為120W體驗重慶中考體驗重慶中考2.（2017重慶A卷7題）工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的物體緩慢勻速豎直提升3m，人對繩端的拉力F為500N，不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦，則（）A.繩子自由端移動的距離為9m B.動滑輪的重力為200N C.人通過滑輪組做的有用功為1 500J D.滑輪組的機械效率為53.3%體驗重慶中考體驗重慶中考3.（2017重慶B卷7題）工人師傅利用如圖所示的兩種方式，將重均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離.F1、F2始終沿豎直方向；圖甲中OB=2OA，圖乙中動滑輪重為60N，重物上升速度為0.01m/s.不計杠桿重、繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A.甲、乙兩種方式都省一半的力 B.甲方式F1由150N逐漸變大 C.乙方式機械效率約為83.3%D.乙方式F2的功率為3W體驗重慶中考體驗重慶中考4.（2014重慶B卷11題）工人借助如圖所示的裝置，在20s時間內將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對繩子的拉力為500N，該過程中，工人所用裝置的機械效率為 ；工人對繩子拉力的功率為 W.體驗重慶中考體驗重慶中考5.（2014重慶A卷11題）科學家最新揭秘，明代工人在建造故宮時，利用道路冰面灑熱水充當潤滑劑來實現巨石的滾運.在潑熱水的冰面上，只需要2.4104N的水平力就可以拉著一塊質量約百噸的巨石勻速運動，巨石受到的摩擦力為 N.若使用如圖所示的滑輪來拉動相同情形下的同一巨石，拉力F為2104N時，滑輪的機械效率為 .體驗重慶中考體驗重慶中考6.（2016重慶B卷12題）如圖所示的滑輪組（不計繩重及摩擦），工人師傅用40N的拉力將質量為5kg、底面積為1 600cm2的空吊籃A勻速提升到二樓平臺，此滑輪組的機械效率為%；若靜止在二樓平臺的吊籃里裝了1 020N的 磚塊，繩子B和C能承受的最大拉力分別為 1 000N和600N，當質量為50kg的工人師傅 拉繩子C時，吊籃對二樓平臺的最小壓強 為 Pa.體驗重慶中考體驗重慶中考7.（2016重慶A卷14題）如圖甲所示是生活中常見的壁燈，圖乙是根據壁燈建立的杠桿模型，請在圖乙中畫出并標明電燈受到重力的力臂l.體驗重慶中考體驗重慶中考8（2018重慶A卷20題）為探究平衡木受力特點，喜愛體操的小薇設計了一個平衡木模型.整個裝置如圖甲所示，AB可繞支點O無摩擦轉動，C處固定一豎直硬桿，硬桿的底部安裝了壓敏電阻片R，R所在的電路放在了硬桿內（整個裝置除硬桿以外其他部分的重力均不計），且AB=5m，OA=BC=1m，電源電壓恒為3V，硬桿底部R阻值隨地面對它的支持力F變化的關系如圖乙所示，整個裝置放在水平地面上，AB始終處于水平平衡狀態(tài)，當重360N的小薇站在A點時，電流表的示數為0.1A.求：（1）小薇在A點時，C處受到硬 桿的拉力；（2）小薇在A點時，地面對硬桿底 部R的支持力；（3）當電流表的示數為0.3A時，小薇距A點多少米？體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考9.（2017重慶A卷19題）圖甲是天工開物中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意圖如圖乙.輕質杠桿的支點O距左端l1=0.5m，距右端l2=0.2m.在杠桿左端懸掛質量為2kg的物體A，右端掛邊長為0.1m的正方體B，杠桿在水平位置平衡時，正方體B對地面的壓力為20N.求：（1）此時杠桿左端所受拉力大小為多少牛？（2）正方體B的密度為多少千克每立方米？（3）若該處為松軟的泥地，能承受最大壓強 為4103Pa，為使杠桿仍在水平位置平衡，物體A的重力至少為多少牛？體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考10.（2015重慶B卷19題）有一質量為60kg、底面積是0.5m2的物體先靜置在水平地面上，然后工人用如圖的裝置在20s內將物體勻速提升2m，已知拉力F的大小為400N，在此過程中不計繩重和摩擦，求：（1）物體靜置時對水平地面的壓強.（2）滑輪組的機械效率.（3）拉力F的功率.體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考體驗重慶中考謝謝觀看