（东营专版）2019年中考物理总复习 第十二章 简单机械课件.ppt

第十二章简单机械,知识点一 杠杆 定义：在_的作用下绕 _转动的硬棒叫作杠杆。,力,固定点,杠杆五要素(如图),O,F1,F2,l1,l2,杠杆的平衡条件 (1)杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下_。 (2)平衡条件： _。公式 为 _。,静止,动力动力臂阻力阻力臂,F1l1F2l2,生活中的杠杆,<,撬棒,<,费力省距离,船桨,天平,生活中的杠杆应用举例 省力杠杆：撬棒、铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳 等。 费力杠杆：钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、缝纫机 脚踏板等。 等臂杠杆：天平、定滑轮等。,知识点二 滑轮,等臂,省力,省力,改变,力的方向,省力,力的方向,省力,知识点三 机械效率 三种功及其关系 (1)有用功：为了达到目的_要做的功。 公式： _。,必须,W有Gh,(2)额外功：为了达到目的做的一些 _、但又不得 不做的功。用滑轮组提升钩码，我们不得不克服动滑轮所 受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做功。 (3)总功：有用功和额外功的_。 (4)关系公式： _。,不需要,和,W总W有W额,机械效率 (1)定义： _和 _的比值。 (2)公式：_。机械效率没有单位。 (3)注意：任何机械的效率都_1。,有用功,总功,小于,提高机械效率的方法 (1)在额外功不变时，增大有用功。例：提升重物时，机械装置一定，在机械强度允许的范围内，增加提升重物的质量。 (2)在有用功不变时，减小额外功。例：提升重物时，在所提升的重物重力一定时，减小机械的摩擦或减小动滑轮的重力。,费力,远离,省力,300,360,40,40,90%,1.35,62.5%,省力,考点一 杠杆类型的判断 5年1考 例1 (2018海南中考)如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是(),【思路点拨】 (1)找支点：首先要明确每个杠杆模型的支点位置。(2)比力臂：大致画出动力臂和阻力臂，再比较其大小。(3)定类型：由力臂大小关系确定杠杆的类型。 【自主解答】 C,1(2018烟台中考)如图所示的杠杆，属于费力杠杆的 是( ),C,考点二 杠杆的平衡条件及其应用 5年4考 命题角度杠杆是否再平衡的判断 例2 (2018临沂中考)图甲所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆(),A右端下沉 B左端下沉 C要保持平衡应将左端的物体向右移动 D要保持平衡应在右端再加挂一个物体,【思路点拨】 图甲两侧分别加挂一个等重的物体后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断图乙的杠杆是否还平衡。 【自主解答】 A,【解题技巧】,2(2018潍坊中考)如图所示，杠杆处于平衡状态。 如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将( ) A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D无法判断,B,例3(2017枣庄中考)如图所示是小明探究“杠杆平衡条 件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若 在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从 ，则拉力的变化情况是() A先变小后变大 B先变大后变小 C逐渐变大 D逐渐变小,【思路点拨】 阻力和阻力臂不变，动力臂先增大后减小，根据杠杆平衡条件可知动力的变化。 【自主解答】 A,【解题技巧】,3(2016遂宁中考)如图所示，作用在杠杆一端且始终与 杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个 过程中，力F的大小将( ) A不变 B变小 C变大 D先变大后变小,C,考点三 滑轮(组)的特点及其应用 5年1考 例4(2017绥化中考改编)如图所示，利用滑轮组 将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上， 绳子自由端向下移动的距离为 m；若不计绳重、 动滑轮重及摩擦，则他所用的拉力为 N，若实际拉力为110 N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重为 N。,【思路点拨】 由图可知，承担物重的绳子段数n2。(1)拉 力端移动的距离s2h。(2)不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉 力F G。(3)不计绳重及摩擦，根据F 求动滑轮的 重。 【自主解答】 410020,滑轮(组)的相关计算方法总结,4(2017黑龙江中考改编)利用如图所示的滑轮组将一个 重200 N的物体，匀速提高5 m。若动滑轮重为10 N，不计绳 重及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为 _N，绳子自由端移 动的距离为 _m。,70,15,考点四 简单机械作图 5年1考 命题角度杠杆力臂作图 例5(2018莱芜中考)如图所示是一个杠杆 式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可 以改变拉绳的方向，杠杆OB可绕O点转动。 通过此装置把重物G拉起，请在图上画出动力臂l1和阻力F2的示意图。,【思路点拨】 (1)明确动力和阻力。(2)根据力臂概念从支点向动(或阻)力的作用线作垂线并标注相应力臂符号。 【自主解答】如图所示,杠杆力臂作图步骤,5(2018白银中考)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，请画出F1、F2的力臂l1和l2。,命题角度杠杆最小动力作图 例6 (2018德阳中考)如图OAB轻质杠杆，O为支点，请在图中B点处画出能使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。,【思路点拨】 根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻 力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使 动力臂最长。在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点 这两点所得到的线段最长，以此为动力臂，最省力。 【自主解答】如图所示,杠杆最小动力作图,6(2018眉山中考)如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。,命题角度滑轮组作图 例7 如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。,【思路点拨】 滑轮组绳子的绕法有两种：(1)绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，再依次绕过动滑轮和定滑轮，这种绕法有偶数段绳子承担物重。(2)绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，再依次绕过定滑轮和动滑轮，这种绕法有奇数段绳子承担物重。 【自主解答】 如图所示,【解题技巧】 对于滑轮组的绕线作图，依据的省力公式是 F (不计摩擦及滑轮重)。首先确定绳子段数n(n为绕在 动滑轮上绳子的段数)，然后根据省力公式进行绕线。 注意：绳子的段数与绳子的起点的关系是“奇动偶定”，即 偶数段的绳子的起点在定滑轮的挂钩上，而奇数段绳子的起 点在动滑轮的挂钩上。,滑轮(组)的绕线方法总结,7(2018凉山州中考)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。,考点五 机械效率 5年6考 命题角度机械效率的理解 例8 (2018宜昌中考)下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是(),A有用功越多，机械效率越高 B同一起重机提起的货物越重，机械效率越高 C额外功越少，机械效率越高 D同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高,【思路点拨】 机械效率是有用功与总功的比值；增加物 重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的 比例增大，机械效率升高；机械效率高的机械，说明所做 有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是 做的额外功越少；机械做功的快慢是指功率，机械效率大 小与功率大小没有关系。 【自主解答】 B,【解题技巧】,8(2017来宾中考)下列关于机械效率的说法正确的 是( ) A越省力的机械，机械效率越高 B做功越少的机械，机械效率越低 C做功越慢的机械，机械效率越低 D总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高,D,命题角度滑轮组机械效率的大小比较 例9(2017通辽中考)某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为1和2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(),AF1F2，12 BF1F2，12 CF1F2，12 DF1F2，12,【思路点拨】 不计绳重及摩擦，则绳端的拉力为F (G物 G动)，滑轮组的机械效率为 注意：同一滑轮组的机械效率随所提物重的增 加而增大。 【自主解答】 A,9(2018攀枝花中考)某实验小组分别用如图所示的甲、 乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升 相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正 确的是( ) A力F1和F2做功的功率相同 B力F1和F2做的总功相同 C乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大 D甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高,D,命题角度功、功率和机械效率的综合计算 例10 用如图所示的滑轮组，将重为10 N的物体以 0.1 m/s的速度匀速提升，拉力F6 N。求： (1)拉力的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若不计绳重及摩擦，求动滑轮的重力。,【思路点拨】 (1)知道物体提升的速度，求出绳子自由端移 动的速度，利用PFv求拉力的功率。(2)利用W总Fs求出总 功，知道提升物体的高度和物重大小，利用W有Gh求出有用 功，再利用 求出该滑轮组的机械效率。(3)不计绳重 和摩擦，知道物重和拉力大小，根据F (G物G动)求动滑 轮重。,【自主解答】 解：(1)由图可知，n2，s2h，绳子自由端移动的速度：v2v物20.1 m/s0.2 m/s， 拉力的功率： PFv6 N0.2 m/s1.2 W。 (2)滑轮组的机械效率：,(3)不计绳重和摩擦，由F (G物G动)可得，动滑轮的 重力： G动2FG物26 N10 N2 N。 答：(1)拉力的功率为1.2 W； (2)滑轮组的机械效率为83.3%； (3)动滑轮的重力为2 N。,10(2017安顺中考)小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60 kg，在F50 N的拉力作用下，货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求：(g取10 N/kg) (1)货箱的重力； (2)拉力F的功率； (3)货箱运动了1 min，克服摩擦所做的功； (4)此滑轮组的机械效率。,解：(1)货箱的重力： Gmg60 kg10 N/kg600 N。 (2)由图可知，n3，绳子自由端移动的速度： v绳3v30.1 m/s0.3 m/s， 拉力的功率： PFv绳50 N0.3 m/s15 W。,(3)地面对货箱的滑动摩擦力： f0.2G0.2600 N120 N， 由v 可得，货箱移动的距离： svt0.1 m/s60 s6 m， 克服摩擦力做的功： W有fs120 N6 m720 J。,(4)1 min内绳子自由端移动的距离： s绳3s36 m18 m， 拉力所做总功： W总Fs绳50 N18 m900 J， 滑轮组的机械效率：,答：(1)货箱的重力是600 N； (2)拉力F的功率是15 W； (3)克服摩擦所做的功是720 J； (4)滑轮组的机械效率是80%。,实验十六 探究杠杆的平衡条件 5年0考 1让支点处于杠杆中央的目的：减小杠杆_对实验造成的影响。 2杠杆平衡螺母的调节：左高_调、右高_调。 注意：平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母。,自重,左,右,3实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止， 目的是 _。 4将砝码换成弹簧测力计的好处：_， 实验操作更方便。 5本实验多次测量的目的： _ _。,便于测量力臂,能直接测出拉力的大小,避免实验的偶然性，得出普遍,规律,6用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码，当弹簧测力计由 竖直方向拉变成倾斜拉，要使杠杆仍保持平衡，弹簧测力计 的示数会变 _，是因为拉力的力臂变_。,大,小,7利用杠杆平衡条件分析、计算： (1)在杠杆平衡时，两边增减砝码后杠杆是否平衡以及杠 杆再平衡的条件； (2)计算力或力臂的大小。 8生活中杠杆类型的判断。 9实验结论：_。,动力动力臂阻力阻力臂(或F1l1F2l2),例11(2017衡阳中考改编)小张在探究“杠杆平衡条件”实验中，给他提供的实验器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。,(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图 甲所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向_(选填“左” 或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 _。,右,便于测量力臂,(2)小张利用如图乙所示装置的实验数据记录如表所示：,表格中空缺的实验数据“”是_。,20,(3)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了_ (只有一个正确答案，选填答案序号)。 减小摩擦 多次测量取平均值减小误差 使每组数据更准确 获取多组实验数据归纳出物理规律,(4)下列四个因素中，不会带来实验误差的是_。 A支架自身的重力足够大 B单个钩码的重力不完全相等 C悬挂钩码的绳套重力偏大 D杠杆与转轴之间的摩擦偏大,A,【拓展设问】 (5)在图乙杠杆平衡的基础上，将A、B两处钩码同时减去1 个，那么杠杆 _(选填“能”或“不能”)在水平位置 保持平衡。,不能,(6)小张在完成实验后，想进一步探究“如果杠杆受到F2、F3 两个阻力，结果会怎样？”通过实验，他得到了如图丙所示 的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆 的平衡条件为 _(F1、F2、F3的力臂分别用 l1、l2、l3表示)。,F1l1 F2l2F3l3,(7)小张在完成实验后，还想探究“若支点不在杠杆的中点 时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是他利用如图丁所 示的装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测 力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都 与杠杆平衡条件不相符，其原因是_。,杠杆自重的影响,11(2018滨州中考)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验 中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、 刻度尺、细线和质量相同的0.5 N重的钩码若干个。,(1)如图A所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡 螺母向_(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在_ 位置平衡，目的是便于测量_，支点选在杠杆的中点是 为了消除杠杆 _对平衡的影响。,右,水平,力臂,自身重力,(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B 所示，他们记录的数据为动力F11.5 N，动力臂l10.1 m， 阻力F21 N，则阻力臂l2_m。 (3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力动力臂阻力 阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 _。,0.15,只做一次实验具有很大的偶然性,(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是动力支点到动力 作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离。与小组同学 交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图 C的实验，此实验 能 (选填“能”或“不能”)说明该结论是 错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5 cm，每个 钩码重0.5 N，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30 角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力动力臂_(选 填“等于”或“不等于”)阻力阻力臂。,等于,实验十七 测量滑轮组的机械效率 5年0考 1实验原理：_。,2实验器材：_、_、滑轮(组)、细线、 钩码、铁架台等。 3实验中应测量的物理量有_、 _、 _、绳自由端移动的距离s。 4弹簧测力计拉动方式： _向上运动，使拉力等 于测力计的示数。,弹簧测力计,刻度尺,物重G,重物上升高度h,绳末端拉力F,匀速竖直,5实验中分别记下钩码和测力计的起始位置，目的是便于 测量钩码和测力计 _。 6绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系：s _。,移动的距离,nh,7控制变量法的应用： (1)同一滑轮组吊起数量不同的钩码，探究与G物的关系； (2)用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码，探究 与G动的关系。 8影响滑轮组机械效率的因素：绳重和摩擦、_、 _。 9实验数据的分析及处理。,动滑轮重,提起的物重,10实验中，滑轮组克服物重所做的有用功为W有_， 绳自由端拉力所做的总功为W总_。 11机械效率的计算： (1)已知物重和拉力：_。 (2)已知物重和动滑轮重(不计摩擦)：_。,Gh,Fs,12滑轮组机械效率的大小与物体提升的高度、滑轮组的绕线方式及物体提升的速度无关。,例12(2018德州中考改编)如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置，得到的实验数据如表所示。,(1)实验时应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计。 (2)分析表中数据可知：实验2是用图_做的实验。 (3)实验序号3中的机械效率 _。 (4)通过比较 _(填实验序号)两次实验数据得出结论： 同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越 高。,匀速,乙,80%,1、2,(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提 升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 _。 (6)实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有 同学认为应静止时读数。你认为他的想法 _(选填 “正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到 _对滑 轮组机械效率的影响。,越低,不正确,摩擦力,【拓展设问】 (7)第1次实验和第2次实验中，第2次实验的机械效率较 _，这是因为两次实验中所做额外功_，而第2次 实验所做有用功较_。 (8)通过实验，请你提出提升滑轮组机械效率的两种方法： _； _。,高,相同,多,增加被提升重物的重力,减轻动滑轮的重力,12(2018泰安中考)图甲是某学习小组“测量滑轮组的机 械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上 _拉 动绳子自由端，将重为4.5 N的物体从A位置提升到A位 置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B位置，在这个 过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的 实验完成下列问题：,匀速(缓慢),(1)物体提升的高度是_cm，拉力是_N，该滑轮组 的机械效率 _。 (2)若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所 示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率_(选 填“变大”“变小”或“不变”)。,5.0,2,75%,变小,