第十二章 簡單機械 考 點 1 杠 桿 1. 在力的作用下,能繞固定點轉(zhuǎn)動的一根硬棒,叫做杠桿. 2. 杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)時,杠桿就平衡,杠桿平衡條件是_. 3. 三種杠桿：省力杠桿(L1L2)；等臂杠桿(L 1=L2)；費力杠桿(L1L2).F1L1=F2L2 考點梳理 考 點 2 滑 輪 1. 滑輪分為定滑輪和動滑輪. 2. 定滑輪是指軸心固定不動的滑輪,定滑輪實質(zhì)是一個_杠桿,使用定滑輪不能省力,也不能省距離,但能改變動力的方向. 3. 動滑輪是指軸心隨物體一起移動的滑輪,動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂兩倍的杠桿,使用動滑輪可以_但不能改變動力的方向且費距離. 4. 滑輪組是定滑輪和動滑輪的組合,使用滑輪組既可以省力又能改變動力的方向. 5. 滑輪組的動力公式： (n為承擔重物的繩子的股數(shù)).等臂省力 考 點 3 機 械 效 率 1. 利用機械做功時,對人們有用的功叫做有用功,對人們無用但不得不做的功叫做額外功,有用功和額外功之和叫做總功. 2. 有用功跟總功的比值叫做_. (1)公式： 100%. (2)特點：機械效率要用百分數(shù)表示,機械效率無單位且小于100%. 3. 要提高機械效率就要盡量采取措施來減小額外功.機械效率 考 點 1 杠 桿考 點 精 講 【例1】（2 0 1 6涼山州）如圖1 -1 2 -1所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，下列判斷正確的是( ) A. 杠桿仍能平衡B. 杠桿不能平衡，左端下沉C. 杠桿不能平衡，右端下沉D. 無法判斷中考考點精講精練 思 路 點 撥 ：原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時作用在杠桿上的力分別為物體A、B的重力，其對應的力臂分別為OC、OD，根據(jù)杠桿的平衡條件可得： mAgOC=mBgOD，由圖示可知，OCOD. 所以 mAmB，當向支點移動相同的距離L時，兩邊的力臂都減小L，此時左邊的力矩為：mAg（OC-L）=mAgOC- mAgL，右邊的力矩為：mBg（OD-L）=mBgOD-mBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以： m AgOC-mAgLmBgOD-mBgL.因此杠桿將向懸掛B物體的一端即右端傾斜. 答案：C 考 題 再 現(xiàn) 1. （2 0 1 6南京）圖1 -1 2 -2中正在使用的機械，屬于費力杠桿的有( )A. B. C. D. A 2. （2 0 1 6天津）如圖1 -1 2 -3所示，在處于水平平衡的杠桿上A點，掛上4個鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量為5 0 g），若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點的力量最小為（g取1 0 N/kg）( )A. 1 5 NB. 6 NC. 3 ND. 1 .5 N D 3. （2 0 1 6廣東）如題圖1 -1 2 -4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 11 3 1 3 考 點 2 滑 輪考 點 精 講 【例2】（2 0 1 6成都）如圖1 -1 2 -5所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起.使用定滑輪可以_（填“省力”“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力.在拉起吊橋的過程中，阻力臂大小_（填“變大”“變小”或“不變”） 思 路 點 撥 ：（1）定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿，不省力，也不能省距離，但能改變用力的方向.圖中使用定滑輪的作用是改變動力的方向；（2）從支點到阻力作用線的距離叫阻力臂.吊橋的重心在中點，重力的方向是豎直向下的，在吊起橋的過程中，從支點O到重力的作用線的距離變小，即阻力臂變小. 答 案 ：改變動力的方向變小 考 題 再 現(xiàn) 4. （2 0 1 5梅州)如圖1 -1 2 -6所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼.忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法正確的是( )A. F1較大 B. F3較大C. F 1、F2、F3的大小不能確定D. 將鉤碼提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等D 5. （2 0 1 5慶陽）用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h，最省力的是（滑輪重不計）( )D 6. （2 0 1 5河南）圖1 -1 2 -7是小聰為拉船靠岸而設(shè)計的甲、乙兩種方案，若他在拉船的時候需要很大的力，則應選用_方案（填“甲”或“乙”），因為采用這種方案可以_.（不計機械的自重及摩擦）乙省距離，但費力 7. （2 0 1 5佛山）工人站在地上利用滑輪組把貨物提起來，請你把圖1 -1 2 -8中繩子的繞線方法補充完整. 如答圖1 -1 2 -1所示. 考 點 3 機 械 效 率考 點 精 講 【例3】（2 0 1 6煙臺）用四只完全相同的滑輪組成如圖1 -1 2 -9所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的物體勻速提升相間的高度.若用甲、乙表示甲、乙兩滑輪組的機械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不計繩重與摩擦），則( ) A. 甲=乙，W甲=W乙B. 甲乙，W甲W乙C. 甲乙，W甲W乙D. 甲乙，W甲W乙 思 路 點 撥 ：此題中，鉤碼的重力相同，鉤碼上升的高度相同，據(jù)W有=Gh可知，所做的有用功相同；此時對動滑輪做的功是額外功，不計繩子和摩擦，滑輪相同，即額外功相同，即W額是相同的，據(jù)W總=W有+W額可知，所以W總是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，機械效率= 1 0 0 %，故也是相同的，即 甲=乙. 答 案 ： A 考 題 再 現(xiàn) 8. （2 0 1 6廣東）質(zhì)量為0 .5 kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為1 0 kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1 m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=1 0 N/kg）1 0 0 9 5 9 5 % 9.（2 0 1 6遂寧）用如圖1 -1 2 -1 0所示的滑輪組，將重為1 6 N的物體以0 .2 m/s的速度勻速提升，滑輪組的機械效率為8 0 %，若不計繩重及摩擦，拉力F為_N，拉力的功率為_W，動滑輪的重力為_N.1 044 10. （2 0 1 6自貢）某小組同學在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)時，提出了一些猜想并對猜想進行驗證. （1）如果影響機械效率的因素有A、B、C多個，要研究其與B因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個因素不變，而改變_因素，從而進行研究.（2）下列是同學提出的兩個猜想：猜想一：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組細線的繞法有關(guān)；猜想二：兩個相同滑輪組成的滑輪組，其機械效率與滑輪組提升的物重有關(guān).B （3）為了驗證上述猜想是否正確，同學們準備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進行實驗.驗證猜想一的小組應按圖_所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小_（填“相等”或“不相等”），則可初步判斷猜想一是錯誤的；驗證猜想二的小組應按圖_所示的兩個滑輪組進行實驗，若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是_（填“正確”或“錯誤”）的. 1、3 (或2、4 )相等1、2 (或3、4 )正確 （4）請你為該班同學提出一種提高滑輪組機械效率的方法：_. 盡量讓滑輪組滿負荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉(zhuǎn)軸上加潤滑油、減輕動滑輪的自重等 易錯點透析 不 理 解 動 滑 輪 省 一 半 力 的 條 件 【例1】如圖1-12-12所示，貨物重200 N，在拉力F的作用下勻速運動時，拉力F的大小為_.(不計動滑輪重、摩擦和繩重) 解 析 ：動滑輪省一半力是指作用在繩子自由端的拉力等于作用在軸心的拉力的 ，該動滑輪作用在繩子自由端的力是物重，而作用在軸心的力是F，因此G= F，F(xiàn)=2G=400 N解答本題的關(guān)鍵要分清哪個力是作用在繩子自由端的力，哪個力是作用在軸心的力. 答 案 ： 400 N 錯 因 分 析 （ 方 法 指 導 ） ：動滑輪省一半力是有條件的，不能死記結(jié)論，生搬硬套 對 阻 力 的 理 解 錯 誤 【例2】如圖1-12-13所示，鍘刀工作時的動力為F1，O為支點請在圖中作出動力臂L1和鍘刀受到的阻力F2的示意圖. 解 析 ：本題考查杠桿的作圖. 由點O向力F1的作用線作垂線，即為動力臂L1；鍘刀受到的阻力是被鍘物體對刀的作用力，方向是垂直于刀刃向上的. 答 案 ：如圖1 -1 2 -1 4所示. 錯 因 分 析 （ 方 法 指 導 ） ：本題有些同學往往將阻力的方向錯誤的畫為垂直于刀刃向下的，這是對阻力的概念不清楚所致. 無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，杠桿是受力物體. 本題中，阻力應該是物體對刀的作用力而不是刀對物體的作用力. 對 影 響 動 滑 輪 機 械 效 率 的 因 素 不 明 確 【例3】如圖1-12-15所示,用動滑輪把一個物體勻速拉起，不計摩擦，則下列說法中正確的是（ ） A.拉起的物體質(zhì)量越大，機械效率越高 B.動滑輪的質(zhì)量越大，機械效率越高 C.拉起物體的速度越大，機械效率越高 D.物體被拉起得越高，機械效率越高 解 析 ：本題考查的是影響動滑輪機械效率的因素. 用動滑輪提升物體，克服物重做的功是有用功，克服摩擦及動滑輪的重做的功是額外功,由于不計摩擦，所以拉起的物體質(zhì)量越大，做的有用功就越多，相應的有用功在總功中占的比例就大，機械效率就越高，所以A對；而動滑輪的質(zhì)量越大，做的額外功就越多，機械效率就越小，B錯;故C、D錯. 答 案 ： A 錯 因 分 析 （ 方 法 指 導 ） ： A往往有些同學錯選C或D，錯選C的原因是認為拉起物體的速度越大，做功越快，機械效率就越高，把機械效率和功率混為一談，做功快說明功率大，而機械效率不一定高；錯選D的原因是認為物體被拉起的高度越高，做的有用功越多，機械效率就越高，而沒有考慮到做的總功也多，其機械效率是不變的. 考 點 1 杠 桿 1. 下列生活情景中，屬于應用費力杠桿的是( )A. 用鋼絲鉗剪鋼絲B. 用船槳劃龍舟C. 用獨輪車運磚頭D. 用指甲剪剪指甲B中考考點演練 2.園藝師傅使用如圖1 -1 2 -1 6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 考 點 2 滑 輪 6.同一物體沿相同水平地面勻速移動，如圖1 -1 2 -2 0所示，拉力分別為F1、F2、F3、F4，不計滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則( )A. F 1 F2 F3 F2 F3 F4C. F4 F1 F2 F3D. F4 =F1 F2 F3C 7.觀察圖1 -1 2 -2 1中人們利用簡單機械的情景.其中，使用甲的目的是_，使用乙的目的是_，使用丙的目的是_.省力改變力的方向省力并改變力的方向 考 點 3 機 械 效 率 9. （2 0 1 5泉州)如圖1 -1 2 -2 3所示，用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個滑輪重相同，不計摩擦及繩重.則下列說法正確的是( )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B 10.用如圖1 -1 2 -2 4所示的滑輪組在1 0 s內(nèi)將3 0 0 N的重物勻速提升3 m，已知動滑輪重3 0 N，不計摩擦，則( )A. 利用滑輪組所做的有用功是4 5 0 JB. 繩子自由端移動的速度是0 .9 m/sC. 拉力的功率是9 9 WD. 滑輪組的機械效率是8 0 %C