第一部分系統(tǒng)復習成績基石 八年級下冊 第十一講簡單機械 考點梳理過關 考點1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 用公式表達為 F1l1 F2l2 3 杠桿的分類 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線的距離 考點2滑輪 1 動滑輪和定滑輪 2 滑輪組 3 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 結構 由輪和軸組成 能繞共同的軸轉動的裝置叫做輪軸 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 且輪半徑與軸半徑之比越大越 省力 考點3機械效率 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 總是小于1 3 使用機械可以省力或省距離 但不能省功 教材重點圖片 重點難點突破 類型1杠桿的分類及作圖 力臂作圖的步驟 一 找支點 首先在杠桿的示意圖上 確定支點O 二 確定力 確定各力作用點和力的方向 三 畫線 畫出動力作用線及阻力作用線 畫的時候要用虛線將力的作用線適當延長 四 作垂線段 從支點O向力的作用線作垂線 在垂足處畫出直角 從支點到垂足的距離就是力臂 五 標識 標力臂 大括號或背向箭頭 例1 2017 泰安中考 如圖所示的四種用具中 正常使用時屬于省力杠桿的是 B 思路點撥 天平是等臂杠桿 裁紙刀是省力杠桿 筷子 釣魚竿是費力杠桿 例2 2017 威海中考 如圖所示 輕質杠桿OA在路燈和輕繩AB的共同作用下 在水平方向處于靜止狀態(tài) 請畫出輕繩AB對杠桿的動力F1的力臂L1和阻力F2的示意圖 思路點撥 輕質杠桿A處用細繩懸掛一路燈 路燈對杠桿的豎直向下的拉力為阻力F2 作用點在A點 從支點向拉力的作用線引垂線 垂線段的長度即為其力臂L1 變式運用 1 2017 煙臺中考 踮腳是一項很好的有氧運動 如圖 它簡單易學 不受場地的限制 深受廣大群眾的喜愛 踮腳運動的基本模型是杠桿 下列分析正確的是 A 腳后跟是支點 是省力杠桿B 腳后跟是支點 是費力杠桿C 腳掌與地面接觸的地方是支點 是省力杠桿D 腳掌與地面接觸的地方是支點 是費力杠桿 C踮腳時 腳掌與地面接觸的地方是支點 小腿肌肉對腳的拉力向上 從圖中可知動力臂大于阻力臂 是省力杠桿 2 2017 廣元中考 如圖所示 工人用一根硬棒以O為支點 想在A點施加最小的力撬動石頭 請畫出最小動力F1的示意圖和阻力F2的力臂L2 當支點到力的作用點的連線作為力臂時 力臂最長 最省力 所以最小力F1如圖所示 支點到力F2作用線的距離是F2的力臂L2 類型2動態(tài)杠桿的分析 在對杠桿進行動態(tài)分析時 要牢牢把握住杠桿的平衡條件公式 即F1l1 F2l2中的四個量的變化情況 一般來說是其中兩個量或一個量不變 根據(jù)另外一個或兩個量的變化情況 去推導未知量的變化 這類問題只要抓住這個公式 配合作圖便能很快解決 例3 2017 天津中考 多選 如圖所示 某人用扁擔擔起兩筐質量分別為m1 m2的貨物 當他的肩處于O點時 扁擔水平平衡 已知l1 l2 扁擔和筐的重力不計 若將兩筐的懸掛點向O點移近相同的距離 l 則 AC 變式運用 3 2017 棗莊中考 如圖是小明探究 杠桿平衡條件 的實驗裝置 實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài) 若在C處逐漸改變彈簧測力計拉力的方向 使其從 則拉力的變化情況是 A 先變小后變大B 先變大后變小C 逐漸變大D 逐漸變小 A由圖知 測力計在 位置時 其動力臂等于OC 此時動力臂最長 測力計由 的過程中動力臂先變長后變短 根據(jù)杠桿平衡條件可知 測力計的示數(shù)先變小后變大 類型3滑輪組及其機械效率的計算 例4 2016 邯鄲二模 如圖所示 質量為60kg的工人用滑輪組提升重物A 每個滑輪重均為50N 工人一只腳與地面的接觸面積為200cm2 人對繩子的拉力為300N時 物體勻速上升 g 10N kg 求 1 重物勻速上升時人對地面的壓強 2 物體10s內勻速上升了2m 人做功的功率 3 若繩子能夠承受的最大拉力為400N 重物提升過程中繩子重和摩擦對應的額外功始終占總功的10 求滑輪組的最大機械效率 變式運用 4 2017 泰安中考 如圖是工人利用滑輪組提升重為810N物體的示意圖 某段過程中物體勻速上升的速度為0 1m s 工人拉力F的功率為90W 物體上升10s拉力F克服滑輪組的摩擦做的功是60J 不計繩重 求 1 工人拉繩子的速度 2 滑輪組的機械效率 3 滑輪組中的動滑輪的重力 重點實驗聚焦 實驗16 探究杠桿的平衡條件1 杠桿平衡螺母的調節(jié) 左偏右調 右偏左調 2 讓支點處于杠桿中央的目的 減小杠桿自重對實驗造成的影響 3 實驗開始需調節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的 方便讀出杠桿的力臂 4 彈簧測力計的使用和讀數(shù) 5 測量多組數(shù)據(jù)的目的 避免偶然性 使得出的結論更具有普遍性 6 測力計從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿 測力計示數(shù)的變化 7 分析數(shù)據(jù)總結杠桿平衡條件 F1l1 F2l2 8 杠桿平衡條件的應用實驗結論 動力 動力臂 阻力 阻力臂 寫成公式F1l1 F2l2 例1 2017 蘇州中考 在 探究杠桿的平衡條件 實驗中 1 圖甲中 為使杠桿在水平位置平衡 應將右端的平衡螺母向右側調節(jié) 2 圖乙中 杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài) 若在A處下方再掛一個鉤碼 則B處所掛鉤碼須向右移動1格 可使杠桿在水平位置再次平衡 3 杠桿處于圖甲所示位置時 小李同學就在杠桿上掛鉤碼進行實驗 小明認為這樣操作會對實驗產生以下影響 杠桿自身重力可能會對實驗產生影響 可能不便于測量力臂或出現(xiàn)力臂測量錯誤 無法得出杠桿平衡條件你認為正確的是A A B C 思路點撥 1 杠桿的左端下沉 應將兩個平衡螺母都向右端適當調節(jié) 2 若在A端再掛一個鉤碼 根據(jù)杠桿平衡條件 有4個 2格 2個 4格 因此需要將B處的鉤碼向右移動一格即可平衡 3 若實驗時杠桿不在平衡位置時進行實驗 則杠桿的自身重力參與了杠桿的平衡 另外測量力臂麻煩甚至出現(xiàn)錯誤 命題挖掘 4 下表是小明實驗時記錄的數(shù)據(jù) 并由表中數(shù)據(jù)得出了杠桿平衡條件為F1l1 F2l2的結論 這明顯是不可靠的 原因是只做一次實驗 結論具有偶然性 5 小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側時杠桿的平衡情況 于是她將杠桿左側的所有鉤碼拿掉 結果杠桿轉至豎直位置 如圖所示 小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F 卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡 你認為原因是水平位置時動力臂為零 杠桿無法平衡 6 他們認為 5 問中拉力是做功的 如果水平向右的拉力F大小不變 OA長l 將杠桿從豎直位置拉著轉過30 的過程中 拉力F做功為Fl 2 實驗17 測量滑輪組的機械效率 例2 2017 齊齊哈爾中考 某小組在 測滑輪組機械效率的實驗 中得到的數(shù)據(jù)如表所示 實驗裝置如圖所示 1 實驗中應沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計 2 小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù) 彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定 應該靜止讀數(shù) 你認為他的想法不正確 選填 正確 或 不正確 因為他沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響 3 用丁圖裝置進行實驗 得出表中第4次實驗數(shù)據(jù) 請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整 4 通過比較1 2 填實驗次數(shù)的序號 兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論 使用同一滑輪組提升同一重物時 滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關 5 通過比較2 3 填實驗次數(shù)的序號 兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論 同一滑輪組提升重物時 物重越大 滑輪組的機械效率越高 6 通過比較3 4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論 不同滑輪組提升相同重物時 動滑輪越輕 滑輪組的機械效率越高 或不同滑輪組提升相同重物時 動滑輪越重 滑輪組的機械效率越低 命題挖掘 7 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 8 通過實驗 請你提出提升滑輪組機械效率的兩種方法 增加重物的重力 減輕動滑輪的重力或減小滑輪組和繩子之間的摩擦 9 實驗結束后 在交流討論時 小華提出 在小組同學所用的兩個測量工具中減去一個 也能測出滑輪組的機械效率 你認為可以減去的測量工具是刻度尺 由此推知 滑輪組的機械效率與物體提升的高度無關 10 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 或動滑輪的質量越大 滑輪組的機械效率越低 六年真題全練 命題點1杠桿的分類及計算 1 2013 河北中考 如圖所示的工具中屬于費力杠桿的一組是 A B C D C 核桃夾是個省力杠桿 它的手柄部分長 核桃夾在使用過程中 動力臂大于阻力臂 所以是省力杠桿 船槳在使用過程中 以運動員的左手為支點 動力臂小于阻力臂 所以是費力杠桿 手推車在使用時以車軸處為支點 動力臂大于阻力臂 所以是省力杠桿 碗夾在使用過程中 以碗夾的最上端為支點 動力臂小于阻力臂 所以是費力杠桿 2 2015 河北中考 如圖所示 將邊長為10cm的正方體合金塊 用細繩掛在輕質杠桿的A點處 在B點施加力F1 30N時 杠桿在水平位置平衡 合金塊對水平地面的壓強恰好為0 撤去F1 在B點施加力F2時 合金塊對地面的壓強為1 2 103Pa OB 3OA g取10N kg 1 畫出F2的力臂 2 求合金塊的質量 3 求F2的大小 3 2014 河北中考 小明做俯臥撐時 如圖所示 可將其視為一個杠桿 重心在O點 他將身體撐起時 地面對兩腳尖的支持力為250N 兩腳尖與地面的接觸面積為60cm2 雙手與地面的接觸面積為300cm2 1 畫出以B為支點時重力的力臂L 2 如果小明的兩腳尖對地面的壓強與雙手對地面的壓強之比為5 2 地面對雙手的支持力為多少 3 小明在1min內做了30個俯臥撐 每次肩部上升的距離都為0 36m 則他1min內克服重力所做的功為多少 猜押預測 1 2017 重慶中考A 如圖甲是 天工開物 中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔 其示意圖如圖乙所示 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 此時杠桿左端所受的拉力大小為多少牛頓 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 能承受的最大壓強為4 103Pa 為使杠桿仍在水平位置平衡 物體A的重力至少為多少牛頓 命題點2滑輪組的綜合計算 4 2017 河北中考 多選 用五個相同質量的滑輪和繩子組成如圖所示的甲 乙兩個滑輪組 在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升 乙滑輪組的效率為 乙 不計摩擦 繩和木板的重 下列說法正確的是 5 2015 河北中考 多選 用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲 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 下列說法正確的是 A F1大于F2B 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 6 2013 河北中考 如圖所示 重為1140N的物體 它與水平地面的接觸面積為1 5 103cm2 工人師傅用600N的力勻速提升物體 物體的速度為0 2m s 不計摩擦及繩重 求 1 工人師傅拉繩的功率 2 滑輪組的機械效率 3 體重為450N的小明用此滑輪組提升物體 但物體沒有被拉動 物體對地面的最小壓強為多大 猜押預測 2 2017 樂山中考 如圖所示 某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井口 已知物體在10s內被提升了2m 物體所受重力G 720N 人對繩子水平向右的拉力F 300N 求 1 物體上升的速度 2 人勻速拉動繩子的功率 3 人拉起貨物時的機械效率