第五單元第五單元 能和能源能和能源第第13講講 簡(jiǎn)單機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械考綱要求考綱要求網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1.認(rèn)識(shí)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)認(rèn)識(shí)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng) 力、阻力、動(dòng)力臂、阻力、阻力、動(dòng)力臂、阻 力臂，會(huì)畫動(dòng)力臂和阻力臂，會(huì)畫動(dòng)力臂和阻 力臂的圖示力臂的圖示2.能用杠桿的平衡條件解能用杠桿的平衡條件解 決簡(jiǎn)單的問題，能舉例決簡(jiǎn)單的問題，能舉例 說出人體內(nèi)的杠桿說出人體內(nèi)的杠桿3.能辨認(rèn)定滑輪、動(dòng)滑輪能辨認(rèn)定滑輪、動(dòng)滑輪 和滑輪組，知道定滑輪和滑輪組，知道定滑輪 和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，知道和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，知道 滑輪組的特點(diǎn)滑輪組的特點(diǎn)4.使用滑輪組使用滑輪組(限于兩個(gè)滑限于兩個(gè)滑 輪的滑輪組輪的滑輪組)解決簡(jiǎn)單的解決簡(jiǎn)單的 問題問題5.知道機(jī)械效率了解提知道機(jī)械效率了解提 高機(jī)械效率的途徑和意義高機(jī)械效率的途徑和意義杠桿杠桿1定義：在定義：在_的硬棒叫杠桿的硬棒叫杠桿2杠桿的五要素杠桿的五要素(1)支點(diǎn)：支點(diǎn)：_的點(diǎn)用字母的點(diǎn)用字母_表示表示(2)動(dòng)力：動(dòng)力：_的力用字母的力用字母_表示表示(3)阻力：阻力：_的力用字母的力用字母_表示表示(4)動(dòng)力臂：從動(dòng)力臂：從_的距離用字母的距離用字母_表表示示(5)阻力臂：從阻力臂：從_的距離用字母的距離用字母_表表示示3杠桿的平衡條件：是：杠桿的平衡條件：是：_.公式：公式：_力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)到動(dòng)力作用線支點(diǎn)到動(dòng)力作用線支點(diǎn)到阻力作用線支點(diǎn)到阻力作用線動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂阻力動(dòng)力臂阻力阻力臂阻力臂F1L1F2L2OF1F2L1L2方法技巧方法技巧區(qū)別不同杠桿的方法：省力不省力，關(guān)鍵區(qū)別不同杠桿的方法：省力不省力，關(guān)鍵比力臂比力臂滑輪滑輪1定滑輪定滑輪(1)定義：定義：_的滑輪的滑輪(2)實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是_(3)特點(diǎn)：使用定滑輪特點(diǎn)：使用定滑輪_ ，但是能，但是能_ _2動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪(1)定義：和定義：和_一起移動(dòng)的滑輪一起移動(dòng)的滑輪(可上下移動(dòng)，也可可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)左右移動(dòng))(2)實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是_ _(3)特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能_ ，但不能改變動(dòng)力的，但不能改變動(dòng)力的方向方向中間的軸固定不動(dòng)中間的軸固定不動(dòng)等臂杠桿等臂杠桿不能省力不能省力改變動(dòng)力的改變動(dòng)力的重物重物動(dòng)力臂為阻力臂動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠倍的省力杠省一半的力省一半的力方向方向桿桿3滑輪組滑輪組(1)定義：定義：_組合成滑輪組組合成滑輪組(2)特點(diǎn)：使用滑輪組既特點(diǎn)：使用滑輪組既_又能改變又能改變_(3)理想的滑輪組理想的滑輪組(不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力)，方法技巧方法技巧繞過同一個(gè)滑輪繩子兩端的力大小相等繞過同一個(gè)滑輪繩子兩端的力大小相等. .G(G物物 G動(dòng)動(dòng))定滑輪和動(dòng)滑輪定滑輪和動(dòng)滑輪省力省力動(dòng)力的方向動(dòng)力的方向?qū)狱c(diǎn)一：杠桿對(duì)接點(diǎn)一：杠桿【例例1】 (2012重慶重慶)如圖所示，所使用的杠桿屬于費(fèi)力杠如圖所示，所使用的杠桿屬于費(fèi)力杠桿的是桿的是 ()解析解析開瓶器、滅火器的壓把、鋼絲鉗在使用時(shí)動(dòng)力臂大開瓶器、滅火器的壓把、鋼絲鉗在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，不符合題意；釣魚竿在使用時(shí)動(dòng)于阻力臂，是省力杠桿，不符合題意；釣魚竿在使用時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，但能省距離，符合題意力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，但能省距離，符合題意答案答案A知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接從日常生活用品中分辨使用的杠桿屬于那一種從日常生活用品中分辨使用的杠桿屬于那一種類型是一種很常見的題型對(duì)于這一類題來說，重點(diǎn)是找類型是一種很常見的題型對(duì)于這一類題來說，重點(diǎn)是找出這些日用品中杠桿的出這些日用品中杠桿的“五要素五要素”，即：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻，即：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂、支點(diǎn)然后再根據(jù)杠桿分類的依據(jù)，判斷出力、阻力臂、支點(diǎn)然后再根據(jù)杠桿分類的依據(jù)，判斷出這些日用品中應(yīng)用的杠桿屬于那一種類型這些日用品中應(yīng)用的杠桿屬于那一種類型方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥判斷杠桿類型的方法有三種：判斷杠桿類型的方法有三種：比較動(dòng)力和阻比較動(dòng)力和阻力的大小，當(dāng)然動(dòng)力小的是省力杠桿；力的大小，當(dāng)然動(dòng)力小的是省力杠桿；比較動(dòng)力臂和阻比較動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短，動(dòng)力臂長(zhǎng)的是省力杠桿力臂的長(zhǎng)短，動(dòng)力臂長(zhǎng)的是省力杠桿比較動(dòng)力和阻力比較動(dòng)力和阻力移動(dòng)的距離，動(dòng)力移動(dòng)距離大的是省力杠桿省了力肯定移動(dòng)的距離，動(dòng)力移動(dòng)距離大的是省力杠桿省了力肯定費(fèi)距離費(fèi)距離【中考預(yù)測(cè)中考預(yù)測(cè)】1如圖是小龍?zhí)骄咳鐖D是小龍?zhí)骄俊案軛U平衡條件杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，用彈簧測(cè)力計(jì)在的實(shí)驗(yàn)裝置，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，杠桿保持平衡彈處豎直向上拉，杠桿保持平衡彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜，仍然使簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜，仍然使杠桿保持平衡，拉力杠桿保持平衡，拉力F的變化情的變化情況是況是 ()A變小變小 B變大變大C不變不變 D無法確定無法確定解析解析讀圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)向右傾斜時(shí)，拉力不再讀圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)向右傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會(huì)相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡與杠桿垂直，這樣力臂會(huì)相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力會(huì)相應(yīng)增大，才能使杠桿仍保持平衡條件，力會(huì)相應(yīng)增大，才能使杠桿仍保持平衡答案答案B對(duì)接點(diǎn)二：滑輪對(duì)接點(diǎn)二：滑輪【例例2】 站在地面上的人用滑輪組把重站在地面上的人用滑輪組把重960 N的貨物由地面勻速提升到的貨物由地面勻速提升到4 m的高處，所的高處，所用時(shí)間是用時(shí)間是8 s，人作用在繩子自由端的拉力，人作用在繩子自由端的拉力為為600 N，(不計(jì)摩擦和繩重不計(jì)摩擦和繩重)(1)依據(jù)題意在圖中畫繩子的繞法依據(jù)題意在圖中畫繩子的繞法(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答請(qǐng)根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答(至少求出至少求出4個(gè)物理量個(gè)物理量)【解題流程解題流程】審立意審立意：本題考查滑輪組的繞法及省力情況：本題考查滑輪組的繞法及省力情況 抓關(guān)鍵抓關(guān)鍵：解答此題的關(guān)鍵是根據(jù)題意判斷繩子的股數(shù)：解答此題的關(guān)鍵是根據(jù)題意判斷繩子的股數(shù) 析題意析題意：站在地面上的人用滑輪組提升貨物，人對(duì)繩子自由：站在地面上的人用滑輪組提升貨物，人對(duì)繩子自由端拉力端拉力F的方向豎直向下，由此可判斷用滑輪組提升的方向豎直向下，由此可判斷用滑輪組提升貨物，貨物和動(dòng)滑輪的總重由兩段繩子承擔(dān)根據(jù)題貨物，貨物和動(dòng)滑輪的總重由兩段繩子承擔(dān)根據(jù)題目提供的已知條件和滑輪組的繞繩方式可提出求解動(dòng)目提供的已知條件和滑輪組的繞繩方式可提出求解動(dòng)力移動(dòng)距離，貨物上升速度、動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)速度和力移動(dòng)距離，貨物上升速度、動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)速度和動(dòng)滑輪的重力等物理量動(dòng)滑輪的重力等物理量 得結(jié)論得結(jié)論：(1)滑輪組繩子的繞法如圖所示滑輪組繩子的繞法如圖所示【中考預(yù)測(cè)中考預(yù)測(cè)】2如圖所示的三個(gè)滑輪中，屬于動(dòng)滑輪的是如圖所示的三個(gè)滑輪中，屬于動(dòng)滑輪的是_，若滑輪的自重和摩擦不計(jì)，當(dāng)，若滑輪的自重和摩擦不計(jì)，當(dāng)分別沿力分別沿力F1、F2和和F3方向勻速提起同一物體時(shí)，則方向勻速提起同一物體時(shí)，則F1、F2、F3的大小關(guān)系是的大小關(guān)系是_答案答案乙乙F1F3F23用如圖所示器材測(cè)滑輪組的機(jī)械效率用如圖所示器材測(cè)滑輪組的機(jī)械效率(1)在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方式在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方式(2)安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測(cè)安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測(cè)力計(jì)的線端原先的位置力計(jì)的線端原先的位置(3)某同學(xué)正確測(cè)得鉤碼上升的高度為某同學(xué)正確測(cè)得鉤碼上升的高度為0.2 m，鉤碼重鉤碼重1.5 N，其他被測(cè)和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表：，其他被測(cè)和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表：拉力拉力F/N端通過距離端通過距離s/m有用功有用功W有用有用/J總功總功W總總/J0.60.40.30.24上表中肯定錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是上表中肯定錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是_(4)若用上述裝置提起重若用上述裝置提起重1.5 N的鉤碼，機(jī)械效率為的鉤碼，機(jī)械效率為1；提起重；提起重3 N的鉤碼，機(jī)械效率為的鉤碼，機(jī)械效率為2，則，則1_2(填填“”、“”或或“”)解析解析“一動(dòng)一定一動(dòng)一定”組成的滑輪組，最省力的繞法是三段繩子組成的滑輪組，最省力的繞法是三段繩子承擔(dān)物重由于三段繩子承擔(dān)物重，故繩子的自由端移動(dòng)的承擔(dān)物重由于三段繩子承擔(dān)物重，故繩子的自由端移動(dòng)的距離為物體上升的距離的距離為物體上升的距離的3倍倍答案答案(1)如圖所示如圖所示(3)0.4或或0.24(4)易錯(cuò)點(diǎn)誤以為動(dòng)滑輪一定都能省一半的力易錯(cuò)點(diǎn)誤以為動(dòng)滑輪一定都能省一半的力指點(diǎn)迷津指點(diǎn)迷津動(dòng)滑輪在使用時(shí)，當(dāng)拉力方向豎直向上，動(dòng)滑輪在使用時(shí)，當(dāng)拉力方向豎直向上，動(dòng)力臂是阻力臂的動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，可以省一半的力方向傾斜時(shí)，倍，可以省一半的力方向傾斜時(shí)，動(dòng)力臂變小，省力也就不到一半動(dòng)力臂變小，省力也就不到一半當(dāng)把動(dòng)力加在動(dòng)滑輪上而阻力加在繩子自由端時(shí)動(dòng)當(dāng)把動(dòng)力加在動(dòng)滑輪上而阻力加在繩子自由端時(shí)動(dòng)力臂是阻力臂的一半，此時(shí)動(dòng)力是阻力的力臂是阻力臂的一半，此時(shí)動(dòng)力是阻力的2倍倍【典例典例】 如圖所示，某同學(xué)用重為如圖所示，某同學(xué)用重為20 N的動(dòng)滑輪勻速提的動(dòng)滑輪勻速提升重為升重為80 N的物體不計(jì)摩擦，則該同學(xué)所用拉力的物體不計(jì)摩擦，則該同學(xué)所用拉力F的的可能值是可能值是 ()A30 N B40 NC50 N D60 N解析解析動(dòng)滑輪有幾段繩子承擔(dān)，拉力就是物體和動(dòng)滑動(dòng)滑輪有幾段繩子承擔(dān)，拉力就是物體和動(dòng)滑輪總重的幾分之一重物和動(dòng)滑輪的總重由輪總重的幾分之一重物和動(dòng)滑輪的總重由2段繩子承段繩子承擔(dān)，則有擔(dān)，則有2FG物物G輪輪，即，即2F20 N80 N，故當(dāng)沿，故當(dāng)沿豎直方向拉動(dòng)時(shí)豎直方向拉動(dòng)時(shí)F50 N，此題拉力方向不沿豎直方向，此題拉力方向不沿豎直方向，因此所用拉力變大，因此因此所用拉力變大，因此D選項(xiàng)比較符合題意選項(xiàng)比較符合題意答案答案D