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第十二章 簡單機械,考綱內容,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,考綱內容,考點1 認識杠桿及相關概念. 考點2 知道杠桿的平衡條件及其應用. 考點3 認識定滑輪和動滑輪，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用，滑輪的應用等方面.考查難度適中，復習過程中應該注重知識在物理現象中的靈活運用以及實驗能力方面的訓練.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 轉動的 棒. 2.杠桿有關的名詞 （1）使杠桿繞著轉動的固定點叫 .用符號 表示. （2）使杠桿轉動的力叫 ， 用符號 表示. （3）阻礙杠桿轉動的力叫 ， 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：只繞軸轉動而不隨重物一起移動的滑輪. ②實質是： 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：繞軸轉動且隨重物一起移動的滑輪. ②實質是：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為n，則有n根繩子承擔動滑輪及重物.,ns物,nv物,⑤組裝滑輪組方法：根據“奇動偶定”的原則，n為奇數時，繩子先從動滑輪開始；n為偶數時，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F的方向將繩子從外輪引出，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，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= .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，應將左端的平衡螺母向 調節(jié)． （2）如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數據．根據這一次實驗數據，甲同學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,實驗次數太少，結論具有偶然性,（3）如圖3乙所示，乙同學設計了兩種實驗方案：第一種彈簧測力計沿豎直方向拉，其讀數為F1；第二種彈簧測力計傾斜拉，其讀數為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F1 F2（填“＜”、“=”或“＞”）． （4）乙同學用圖丙裝置進行探究，發(fā)現當杠桿水平平衡時，與甲同學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，畫出使輕質杠桿保持平衡的最小力F的示意圖和對應的力臂.,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）此圖的關鍵是找出動力臂和阻力臂，（2）根據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；輕質杠桿AB的支點為O，OB=3AO，現在杠桿的A端用輕繩將甲物體吊起，在杠桿的B端懸掛質量為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n，直接與動滑輪連接的 繩子的根數為n，則有n根繩子承擔動滑輪及重物. （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拉出來，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“奇動偶定”的原則，n為奇數時，繩子先從動滑輪開始；n為偶數時，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、有關滑輪組的計算,100,600,【點撥7】,先確定繩子的段數n，根據繩端移動距離和物體上升高度之間的關系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：杠桿平衡條件及應用,5. （2016?廣東）如圖20所示，由不同物質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、細線、數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)，應將杠桿右端的平衡螺母B向 （填“左”或“右”）調. （2）記錄實驗數據的表格如下表，請將表頭欄目、實驗所記錄的數據補充完整.,水平,右,動力F1/N,阻力臂L2/m,0.2,0.3,7.關于滑輪，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．定滑輪實質是個等臂杠桿 D．動滑輪實質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用,8. 用下列簡單機械，使物重同為G的物體都處于靜止狀態(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容是力學知識的綜合體現，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，同學們在復習中要對概念的理解、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數表示. 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 當不計繩重與機械間的摩擦時，滑輪組的機械效率只與 、 有關，與 、 、 等無關. 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，與其他因素無關.當斜面 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，實驗數據如表：,剖析重點實驗,測定滑輪組的機械效率,（1）根據表格中的數據，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 （填“保持靜止”或“勻速上升”）. （3）第三次試驗時，測力計實數如圖乙所示，此時繩端受到的拉力為 N，滑輪組的機械效率為 %. （4）根據表格中的數據分析可知： 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，應該選用 （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，應該選用提升 （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）質量為0.5 kg的塑料桶裝滿水后總質量為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．減小動滑輪的質量 C．減小提升重物的高度 D．減小被提升物的質量,考點三：滑輪組的機械效率與哪些因素有關,B,7. 某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如下表所示，實驗裝置如圖33所示. （1）實驗中應沿豎直方向 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）通過表中數據可分析出第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次實驗的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機械效率 （填“越高”、“不變”或“越低”）. （4）小組同學再用第1次實驗中使用的裝置做第3次試驗，表中第3次試驗中空缺的數據應為：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??！,