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第十二章 簡單機械,考綱內(nèi)容,第1課時 杠桿 滑輪,考情分析,考點梳理,剖析重點實驗,重難點突破,課堂精煉,考綱內(nèi)容,考點1 認(rèn)識杠桿及相關(guān)概念. 考點2 知道杠桿的平衡條件及其應(yīng)用. 考點3 認(rèn)識定滑輪和動滑輪，知道定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用；能從實際生活中識別出簡單機械.,考情分析,近幾年中考對本章知識的考查主要集中在杠桿的五要素，杠桿的平衡條件及應(yīng)用，滑輪的應(yīng)用等方面.考查難度適中，復(fù)習(xí)過程中應(yīng)該注重知識在物理現(xiàn)象中的靈活運用以及實驗?zāi)芰Ψ矫娴挠?xùn)練.主要以填空、選擇、計算、實驗題、綜合題為主.,考點梳理,1.定義：在力的作用下能繞著 轉(zhuǎn)動的 棒. 2.杠桿有關(guān)的名詞 （1）使杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫 .用符號 表示. （2）使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫 ， 用符號 表示. （3）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫 ， 用符號 表示.,一、杠桿,固定點,支點,硬,O,動力,F1,阻力,F2,（4）從支點到動力作用線的距離叫 ， 用符號 表示. （5）從支點到阻力作用線的距離叫 ， 用符號 表示. 3.杠桿的平衡條件： ，即 .,動力臂,阻力臂,l1,I2,動力×動力臂=阻力×阻力臂,F1l1＝F2l2,4.杠桿的分類,大于,省,費,小于,費,省,等于,1.定滑輪 ①定義：只繞軸轉(zhuǎn)動而不隨重物一起移動的滑輪. ②實質(zhì)是： 杠桿.（如圖1） ③特點： 不能 但是能改變 . 理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=G,二、其他簡單機械,等臂,省力,力的方向,2.動滑輪 ①定義：繞軸轉(zhuǎn)動且隨重物一起移動的滑輪. ②實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的 杠桿.（如圖2） ③特點： 能省 的力，但不能改變 . 理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重）則：F=G/2,省力,力的方向,一半,3.滑輪組 ①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組. ②特點：使用滑輪組既能 又能 . ③滑輪組省力情況：幾段繩子承擔(dān)重物和動滑輪的總重，提起重物所用的力就是物重的幾分之一. 理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力:F= . 只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F= .,省力,G物/n,改變力的方向,（G物+G動）/n,繩子自由端移動距離s繩 (或速度v繩)與重物移動的距離s物 (或速度v物)的關(guān)系： s繩= ，v繩= . ④怎樣判斷滑輪組的省力情況？ 用“隔離法”把重物和動滑輪從滑輪組中“隔離”出來，直接與動滑輪連接的繩子的根數(shù)為n，則有n根繩子承擔(dān)動滑輪及重物.,ns物,nv物,⑤組裝滑輪組方法：根據(jù)“奇動偶定”的原則，n為奇數(shù)時，繩子先從動滑輪開始；n為偶數(shù)時，繩子先從定滑輪開始.然后從里向外，逐個繞在滑輪上.如果知道F的方向，用“逆繞法”：即根據(jù)F的方向?qū)⒗K子從外輪引出，然后從外向里，逐個繞在滑輪上，每個滑輪上只能穿繞繩子一次，不能交叉重復(fù)，然后固定好.,4.輪軸：是由一個軸和一個大輪組成，能繞共同軸線轉(zhuǎn)動的杠桿.使用輪軸時F1R=F2r. 5.斜面：是一種費了距離但能 力的簡單機械. FL=Gh，F(xiàn)= .斜面高度一定時，斜面越 ,越 .,省,Gh/L,緩,省力,例題 （2016?河源）甲、乙兩位同學(xué)一起做探究杠桿的平衡條件的實驗，以杠桿中點為支點，如圖3甲、乙所示． （1）若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應(yīng)將左端的平衡螺母向 調(diào)節(jié)． （2）如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)．根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是： .,剖析重點實驗,杠桿的平衡條件,左,實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性,（3）如圖3乙所示，乙同學(xué)設(shè)計了兩種實驗方案：第一種彈簧測力計沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測力計傾斜拉，其讀數(shù)為F2． 第 （填“一”或“二”）種實驗方案更方便． 在同等條件下，兩次彈簧測力計讀數(shù)F1 F2（填“＜”、“=”或“＞”）． （4）乙同學(xué)用圖丙裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時，與甲同學(xué)得出的杠桿平衡條件不相符，其可能的原因是: .,一,杠桿存在自重,＜,例1：（2016?連云港）如圖4所示是生活中幾種常見的杠桿其中屬于費力杠桿的是（ ） A.道釘撬 B.鋼絲鉗 C.開瓶扳手 D. 筷子,重難點突破,一、杠桿的分類,D,【點撥1】,先確定各個圖的動力臂與阻力臂的關(guān)系再進行比較.,吳曉是一名釣魚愛好者.如圖5所示，吳曉用力向上拉魚竿，把魚拉出水面.此時，釣魚竿可以看成一個（ ） A.省力杠桿,增大兩只手之間的距離能省力一些 B.省力杠桿,減小兩只手之間的距離能省力一些 C.費力杠桿,減小兩只手之間的距離能省力一些 D.費力杠桿,增大兩只手之間的距離能省力一些,變式拓展1,D,例2 畫出下列圖6中所示的杠桿的動力臂Ｌ１和阻力臂Ｌ２.,二、畫力臂,答案:,【點撥2】,(1)找出支點O；（2）畫力的作用線（即沿力方向所在的直線，用虛線畫）；（3）畫力臂（過支點垂直力的作用線作垂線）；（4）標(biāo)出力臂.,畫出圖7中的動力臂l1和阻力臂l2.,答案,變式拓展2,例3 如圖8所示，畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小力F的示意圖和對應(yīng)的力臂.,答案:,三、解決杠桿平衡時動力最小問題,【點撥3】,此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到：①在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；②動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向.,如圖9所示，AC為杠桿，O為支點，在B點處掛一個重物，請畫出杠桿在如圖9所示位置平衡時，受到的最小動力F及其力臂L，并畫出重物受到重力的示意圖.,變式拓展3,答案:,例4 （2016?聊城）搬運磚頭的獨輪車，車廂和磚頭所受的總重力G=1400N. 獨輪車有關(guān)尺寸如圖10所示.該獨輪車是一個 杠桿，動力 F的大小至少是 N． 為了更省力，工人師傅可以采取的措施是 . （寫一條即可）,省力,四、 杠桿的計算,420,手向后移動(磚往前移動),【點撥4】,（1）此圖的關(guān)鍵是找出動力臂和阻力臂，（2）根據(jù)杠桿平衡的條件可得：FL1=GL2.,如圖11，甲物體靜止置于水平地面上時，對地面的壓強為p1；輕質(zhì)杠桿AB的支點為O，OB=3AO，現(xiàn)在杠桿的A端用輕繩將甲物體吊起，在杠桿的B端懸掛質(zhì)量為4kg的乙物體，杠桿在水平位置平衡，此時甲物體對地面的壓強為p2，且p1=3p2，（g取10N/kg），求： （1）杠桿A端受到的拉力是多少N？ （2）甲物體的重力是多少N？,(1)120N (2)180N,變式拓展4,例5 使用下圖所示裝置提升物體，既能省力，又能改變力的方向的是（ ）,D,五、 認(rèn)識定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用,【點撥5】,（1）先判斷承受繩子的段數(shù)n，直接與動滑輪連接的 繩子的根數(shù)為n，則有n根繩子承擔(dān)動滑輪及重物. （2）F=G物/n 可判斷F的大小. （3）F的方向向上不可 以改變力的方向，F(xiàn)的方向向下就可改變力的方向.,在如下圖所示的各種情況中，用同樣大小的力將重物勻速提升，若不計摩擦和滑輪重，物重最大的是（ ）,變式拓展5,C,例6 （2016?廣東）按要求完成圖中滑輪組的繞法. （1）用如圖12所示的滑輪組提升重物，用筆畫線代替繩子畫出最省力的繩子繞法. （2）要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?，試在圖13中畫出最省力的繞繩方法．,六、組裝滑輪組,答案:,【點撥6】,根據(jù)“奇動偶定”的原則，n為奇數(shù)時，繩子先從動滑輪開始；n為偶數(shù)時，繩子先從定滑輪開始.,某工人利用滑輪組豎直向下拉，將重物勻速提起，請在圖14中完成此要求.,答案,變式拓展6,例7 利用圖15中的滑輪組，工人師傅用500N的拉力，在100s內(nèi)把800N的重物勻速提升10m． 在此過程中，拉力做功的功率是 W；若用此滑輪組勻速提升1000N的重物，拉力的大小是 N．（不計繩重和摩擦）,七、有關(guān)滑輪組的計算,100,600,【點撥7】,先確定繩子的段數(shù)n，根據(jù)繩端移動距離和物體上升高度之間的關(guān)系s=nh來計算繩子末端移動的距離S，用公式W＝FS求出功，用P＝W/t，（2）根據(jù)F＝1/n（G物+G動）求得.,如圖16所示，通過滑輪組用200 N的拉力在20 s內(nèi)將重為480 N的物體勻速提高2 m，（不計繩重和摩擦），求： （1）動滑輪重； （2）繩自由端的移動速度; （3）若重物再增加150 N，要使重物 勻速上升，作用在繩自由端的拉力至 少多大？,變式拓展7,1. 如圖所示工具中，使用時不能省力但能省距離的是（ ）,C,課堂精煉,考點一：杠桿的分類,2．（2016?株洲）園藝師傅使用如圖17所示的剪刀修剪樹枝時（ ） A．盡量讓樹枝靠近O點，手握剪刀的位置遠離O點 B．盡量讓樹枝遠離O點，手握剪刀的位置靠近O點 C．樹枝和手離O點的距離無論遠近，修剪樹枝時都費力 D．樹枝和手離O點的距離無論遠近，修剪樹枝時都省力,A,3. （2015·廣東）如圖18，請在杠桿A處畫出把物體拉起時的最小拉力F1，并畫出拉力F1的力臂L1．,答案,考點二：畫杠桿的力臂,4．（2016?遂寧）如圖19所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將 （ ） A．不變 B．變小 C．變大 D． 先變大后變小,C,考點三：杠桿平衡條件及應(yīng)用,5. （2016?廣東）如圖20所示，由不同物質(zhì)制成的甲和乙兩種實心球的體積相等，此時杠桿平衡（杠桿自重、掛盤和細(xì)線的質(zhì)量忽略不計）. 則杠桿左右兩邊的力臂之比為 ，1個甲球和1個乙球的質(zhì)量之比為 ，甲球和乙球的密度之比為 .,2:1,1:3,1:3,6.(2014?廣東)如圖21所示，利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、數(shù)量足夠的鉤碼等實驗器材探究杠桿的平衡條件. （1）實驗前杠桿如圖所示，為使杠桿處在 平衡狀態(tài)，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母B向 （填“左”或“右”）調(diào). （2）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下表，請將表頭欄目、實驗所記錄的數(shù)據(jù)補充完整.,水平,右,動力F1/N,阻力臂L2/m,0.2,0.3,7.關(guān)于滑輪，下列說法錯誤的是（ ） A．使用定滑輪不省力，但是能改變動力的方向 B．使用動滑輪能省一半力，還能改變動力的方向 C．定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿 D．動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂兩倍的杠桿,B,考點四：定滑輪、動滑輪及滑輪組的應(yīng)用,8. 用下列簡單機械，使物重同為G的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計摩擦、機械自重及繩重，其中用力最小的是 （ ）,A,9. （2016?百色）小明用如圖22所示的滑輪組將重為600N的物體勻速提升了一段距離，此過程中滑輪組機械效率為80%，不考慮繩重及摩擦，則繩端的拉力是 N，動滑輪的重力是 N．,250,150,10. （2016·欽州）如圖23所示，物體重G=50N，在F=5N的拉力作用下向左勻速運動，若不計細(xì)繩與滑輪的摩擦，則物體受到地面摩擦力的大小為 N，方向向 .,右,10,考綱內(nèi)容,考情分析,考點梳理,剖析重點實驗,重難點突破,課堂精煉,第2課時 機械效率,考綱內(nèi)容,考點1 理解有用功、額外功和總功. 考點2 理解機械效率. 考點3 會測定某種簡單機械（滑輪組或斜面）的機械效率.,考情分析,近年來廣東省試題主要考查機械效率的計算；探究滑輪組和斜面的機械效率.功、功率和機械效率的內(nèi)容是力學(xué)知識的綜合體現(xiàn)，功、功率和機械效率的計算和實驗是中考的重點知識，各個題型時常出現(xiàn)，同學(xué)們在復(fù)習(xí)中要對概念的理解、計算和實驗多加掌握.,考點梳理,1.有用功：使用機械時，為完成某項任務(wù)而 的功，用符號 表示. 2.額外功：把不需要但又不得不做的功叫做 ，用符號 表示. 3.總功： 與 之和.用公式W總= 表示.,一、各種功,必須做,W有,額外功,W額,有用功,額外功,W有+W額,1.概念： 跟 的比值. 2.公式： . 3.特點：使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是 1.機械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示. 4.滑輪組的機械效率的測量： ①原理：η=W有用/W總=Gh/Fs. ②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s. ③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外，還需要刻度尺、彈簧測力計.,二、機械效率,有用功,總功,η=W有/W總,小于,④滑輪組的機械效率 當(dāng)不計繩重與機械間的摩擦?xí)r，滑輪組的機械效率只與 、 有關(guān)，與 、 、 等無關(guān). 同一滑輪組，提升物體越重，滑輪組的機械效率越 ；提升同一物重，動滑輪組的重力越大，滑輪組的機械效率越 .,被提升物體重力,動滑輪的重力,物體上升的高度h,繩子移動的距離s,對繩子的拉力,高,低,5.測斜面機械效率時要測的物理量有 、 、 、 . 斜面機械效率公式（原理）η= . 6.斜面的機械效率只跟 和 有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān).當(dāng)斜面 的粗糙程度一定時，斜面越緩，斜面機械效率越 .斜面的傾斜程度一定時，斜面越粗糙，斜面機械效率越 .,斜面高h,斜面長L,物體的重力G,在斜面上對物體的拉力F,Gh/FL,斜面的粗糙程度,斜面的傾斜程度,低,低,例題 （2016?泰州）在“探究影響滑輪組機械效率的因素”的實驗中，小明用同一滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：,剖析重點實驗,測定滑輪組的機械效率,（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖24甲中畫出滑輪組的繞繩方法．,答案：,（2）實驗中，沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升，在測量繩端所受的拉力時，彈簧測力計應(yīng) （填“保持靜止”或“勻速上升”）. （3）第三次試驗時，測力計實數(shù)如圖乙所示，此時繩端受到的拉力為 N，滑輪組的機械效率為 %. （4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知： ①隨著物重的增大，額外功 （填“變小”、“不變”或“變大”），原因是 . ②要提高同一滑輪組機械效率，可以采取 的措施．,勻速上升,1.8,74.1,變大,克服摩擦做功更多,增加提起的物重或減輕動滑輪重,（5）小明要研究滑輪組機械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用 （填“同一”或“不同”）滑輪組，提升 （填“相同”或“不同”）的高度去研究． （6）小明要研究滑輪組機械效率高低是否與動滑輪的重力有關(guān)，應(yīng)該選用提升 （填“相同”或“不同”）物重，用 （填“相同”或“不同”）的滑輪組來提升去研究．,同一,不同,相同,不同,例1 （2016?廣東）質(zhì)量為0.5 kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是 J，有用功是 J，機械效率是 .（g=10N/kg）,重難點突破,100,一、理解有用功、額外功和總功,95,95%,點撥1,判斷是有用功還是額外功，先要明確工作目的是什么. 小明的目的是搬水，所以對水做的功是有用功；對桶做的功的額外功，對水和桶做的功的總功.,變式拓展1,如圖25，小王站在高3m、長6m的斜面上，將重200N的木箱沿斜面勻速從底端拉上頂端，拉力大小恒為120N，所花時間是10s. 求： （1）小王對物體做的有用功； （2）小王做的額外功及斜面對木箱的摩擦力； （3）小王對木箱做功的功率； （4）斜面的機械效率.,答：(1)600 J (2) 120 J 20N (3)72 W (4)83.3%,例2 （2016?德陽）關(guān)于功率、機械效率的說法正確的是（ ） A．做功多的機器機械效率一定高 B．機械效率高的機器功率一定大 C．功率小的機器做功慢 D．功率大的機器做功時間一定短,二、理解機械效率,C,點撥2,使用機械時，機械效率是指有用功在總功中占的比例，機械效率高說明有用功在總功中占的比例大，但有用功不一定多.額外功少或總功多，是由有用功在總功中占的比值大小來決定的.,變式拓展2,下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（ ） A.機械效率小于1 B.有用功越多，機械效率越高 C.功率大的機械，機械效率高 D.額外功越少的機械，機械效率越高,A,例3 （2016·永州）用如圖26所示的滑輪組將一個重為48N的物體勻速提升0.2m，作用在繩子自由端的拉力為20N，則繩子自由端移動的距離為 m，該滑輪組的機械效率為 .,0.6,三、計算機械效率,80%,點撥3,機械效率 1.基本公式：η=W有/W總. 2.滑輪組還可分為豎直方向拉物體和水平方向拉物體兩種情況：（1）豎直方向拉物體時：η= W有/W總= Gh/（Fs）；（2）水平方向拉物體前進時：η= W有/W總=fl/(Fs)(f指物體水平方向所受的阻力，l指物體移動的距離，F(xiàn)指繩子自由端所受的拉力，s指繩子自由端移動的距離) 3.由P= W/t求出拉力的功率.,變式拓展3,小明用如圖27所示滑輪組將一個放在水平地面上的物體勻速拉動，物體移動了3 m，物體重為 2 000N，與地面的接觸面積為0.5 m2，運動過程中物體受到的摩擦力為450 N，繩自由端受到的拉力F為200 N，求： (1)小明對物體做的有用功; （2）拉力F做的功； （3）該裝置的機械效率.,答案,(1)W有=fl=450 N×3 m=1 350 J （2）W總=Fs=200 N×9 m=1800 J (3)η=W有/W總×100%=450 N×3 m/200 N× 9 m×100%=75%.,1. 用水桶從井中提水時，對桶做的是 功，對水做的是 功；如果不慎把桶掉到井里了，從井中把桶撈上來時，對桶做的是 功，對水做的是 功.,額外,課堂精煉,考點一：有用功、額外功、和總功,有用,有用,額外,2. 如圖28所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長為3m，高為0.9m，實際推力為300N，在這個過程中，對物體做的有用功為 J，推力做的總功為 J. 額外功為 J. 那么物體與斜面之間的摩擦力是 N.,540,900,360,120,3. （2016?貴港）如圖29所示，工人用滑輪組勻速提升重800N的貨物，所用的拉力F為500N，貨物在50s內(nèi)勻速上升5m． 拉力做功的功率是 W；滑輪組的機械效率是 .,考點二：機械效率計算,100,80%,4. （2015·河北）用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖30所示的甲、乙兩個滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度. 若不計繩重和摩擦，下列說法不正確的是（ ） A. F1大于F2 B. F1和F2做的功一定相等 C. 甲、乙的機械效率不相等 D. 繩子自由端移動的距離不 相等，物體運動時間可能相等,C,5. （2016·齊齊哈爾）用如圖31所示的滑輪組勻速提升重為400N的物體，人對繩的拉力為250N， 不計繩重及摩擦，滑輪組的機械效率為 ． 如果人的體重為550N，豎直向下勻速拉動繩子過程中（繩始終未斷裂），使用此滑輪組能提升的最大物重為 N．,80%,1000,6. 如圖32所示，使用滑輪組提升重物時，能提高機械效率的是（忽略繩重和摩擦）（ ） A．改變繞繩方式 B．減小動滑輪的質(zhì)量 C．減小提升重物的高度 D．減小被提升物的質(zhì)量,考點三：滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān),B,7. 某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，實驗裝置如圖33所示. （1）實驗中應(yīng)沿豎直方向 拉動彈簧測力計，使鉤碼上升.,考點四：機械效率的測量,勻速,（2）通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實驗是用 （填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實驗. （3）通過第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機械效率 （填“越高”、“不變”或“越低”）. （4）小組同學(xué)再用第1次實驗中使用的裝置做第3次試驗，表中第3次試驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動距離s= m，機械效率η= . （5）比較第1次實驗和第3次實驗可得出結(jié)論：使用同一滑輪組 .,乙,越低,0.3,83.3%,提升物體的重力越大,滑輪組的機械效率 越高.,謝謝?。?