《第12章简单机械》ppt课件.ppt

第十二章 简单机械,中考考点清单,课标解读,考点一 杠杆,考点二 滑轮,考点三 机械效率,常考类型剖析,实验突破,中考考点清单,考点一 杠杆,1.杠杆,（1）一根硬棒，在力的作用下能绕 转 动，这根硬棒就是杠杆,（2）杠杆的五要素如图1： 支点：杠杆可以绕其转动的点O 动力：使杠杆转动的力F1 阻力：阻碍杠杆转动的力F2 动力臂：从支点O到动力F1作用线 的距离L1 阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离L2,固定点 O,图1,中考考点清单,2.杠杆的平衡条件：动力 ×动力臂阻力×阻 力臂或写为 F1L1 如图2中,F2L2,图2,中考考点清单,3.生活中的杠杆,=,=,返回目录,中考考点清单,考点二 滑轮,1.定滑轮和动滑轮,等臂杠杆,省力,改变力的方向,动力臂是阻,力臂二倍的,改变力的方向,省力,返回目录,中考考点清单,2.滑轮组 (1)把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组 (2)特点：既能省力又能改变力的方向，但是要费 距离 (3)省力特点：使用滑轮组提起重物时，如果忽略 动滑轮的自重，动滑轮上有几段（股）绳子 承担物重，提起重物所用的力就是物重的几 分之一，即F G，其中为提起重 物所用的力，G为物重，n为承受物重的绳 子段（ 股）数，即绕在动滑轮上的绳子段 （ 股）数,返回目录,中考考点清单,3.其他简单机械 轮轴和斜面，都可以省力，轮轴的应用如轻 轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大 的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽 车转弯；斜面的应用如盘山公路,考点三 机械效率,1.有用功和额外功 （1）无论是否使用机械，必须要做的功，叫做有 用功，用W有表示 （2）使用机械时，并非我们需要又不得不做的功， 叫做额外功，用W额表示,返回目录,中考考点清单,（3）有用功与额外功之和叫做总功，用W总表示,（2）公式： ,（4）总功、有用功和额外功之间的关系为：W总 W有 W额,2.机械效率,（1）物理学中，将 跟 的比值 叫做机械效率， 用符号 表示,有用功,总功,返回目录,中考考点清单,（3）使用任何机械都不可避免地要做额外功，有 用功总是 总功，所以机械效率总是小于1 的机械效率通常用 表示,小于,百分数,（4）提高机械效率的主要方法是改进结构，使它 更合理，更轻巧在使用中按照技术规程经常保养， 使机械处于良好的状态.,返回目录,常考类型剖析,类型一 杠杆的分类（分析近三年湖南真题知， 此类多以选择题为主，考查时多会结合四幅图求判断省力杠杆或费力杠杆，在以填空题形式考查时会结合杠杆的平衡条件考查)（备选例题 备课素材）,例1(13邵阳) 杠杆在生活中应用非常广泛.下列各图中,属于费力杠杆的是 （ ）,C,返回目录,常考类型剖析,【解析】 使用杠杆时，若动力臂小于阻力臂，则 此杠杆为费力杠杆.B中使用镊子时, 动力作用点在支 点和阻力作用点的中部,即动力臂小于阻力臂.,【名师点拨】 常见杠杆分类举例,返回目录,常考类型剖析,变式题1（13常德） 如图所示的各种用具在使 用中，属于省力杠杆的是 （ ）,【解析】区分省力杠杆和费力杠杆的方法就是比较动力臂和阻力臂的长短，如果动力臂大于阻力臂的就是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的就是费力杠杆，如果两者相等则为等臂杠杆.根据这一方法逐一判断出:天平的动力臂等于阻力臂为等臂杠杆,钢丝钳的动力臂,B,返回目录,常考类型剖析,大于阻力臂为省力杠杆,镊子和钓鱼竿的动力臂小于阻力臂为费力杠杆,故选B.,类型二 杠杆平衡条件的应用,例2 (13邵阳) 下列方案能使图1中轻质杠杆保持平衡的是 ( ) A.在a处挂9个质量相同的钩码 B.在b处挂8个质量相同的钩码 C.在c处挂6个质量相同的钩码 D.在d处挂2个质量相同的钩码,返回目录,C,常考类型剖析,【解析】杠杆左侧的第六格处有4个钩码，为了使杠 杆平衡可在右侧的第3个格 c 处挂六个质量相同的 钩码.,【技巧点拨】将杠杆的格数作为力臂的大小，钩 码的个数作为作用力的大小，应用杠杆平衡条件来 判断.,变式题 2 (13威海) 如图2所 示的钢丝钳是 杠杆(选填“省 力”或“费力”），剪铁丝时动力 臂长为 10 cm,阻力臂长为2 cm, 若 铁丝被剪断需要 800 N的力,小明至少用 的力才能将铁丝剪断.,省力,160,返回目录,常考类型剖析,类型三 画力臂（备选例题）,例3 (13 怀化) 如图3所示,是一个杠杆示意图,图中0 是支点F1为动力，L1为动力臂，F2为阻力,请画出阻力臂L2.,返回目录,常考类型剖析,【解析】 力臂是支点到力的作用线的距离，本题中的阻力与杠杆垂直，所以阻力臂与杠杆 0B 重合.,【名师点拨】力臂作图的方法及步骤： 1.根据杠杆的定义， 明确哪一部分是杠杆； 2.根据支点的特点（固定不动，绕它转动）找出杠杆的支点； 3.根据动力（使杠杆转动的力）和阻力（阻碍杠,返回目录,常考类型剖析,杆转动的力)的特点,确定动力、阻力的作用点、方 向、画出动力、阻力的作用线； 4.从支点向力的作用线引垂线. 5.作出支点到垂足的距离就是力臂. 记忆口诀:找支点,画力的作用线,从点到线引垂 线,力臂就是此线段.,【作图规范】作图规范要求：1、作图必须用直尺、圆规（量角器）、铅笔；2、力用带有箭头的线段表示，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向；3、用黑心实点表示力的作用点；4、并在线段的末端标上字母 F 表示所受的力.,返回目录,常考类型剖析,变式题 3 如图 4 所示,工人用撬棍撬起石块, 0 为支点.画出阻力 F2 的力臂 L2 和工人在 A 点施加的最小动力 F1 的示意图.,【解析】过支点0 向阻力F2 的作用线作垂线，支 点到垂足的距离就是阻力臂，如答图所示：动力最小，即动力臂最长，由图知 0A 最长，所以 0A 作动力臂，过 A 点与 0A 垂直向下作垂线就得到动力 F1 的方向，如答图所示：,返回目录,常考类型剖析,类型四 简单机械的特点（备选例题）,例4 如图 5 所示，工人师傅将重为600 N 的物体提升到离地面 2 m 处（滑轮重量 不计），则工人师傅所用的拉力为 N， 绳子自由端移动的距离是 m.,200,6,返回目录,常考类型剖析,变式题4 (13 深圳) 小明在东湖边看到以下四个画 面,其中哪一组用到省力的机械 （ ）,A. B. C. D.,类型五 有用功、总功和机械效率的计算 （备选例题 ）,返回目录,C,常考类型剖析,例5（12株洲） 如图 6 所示，用20 N的拉 力F 通过滑轮组将40 N 的重物在2 s内匀速 提升1 m,在此过程中,拉力做功为 J, 拉 力的功率是 W.,60,30,返回目录,常考类型剖析,【名师点拨】,简单机械,物理量,返回目录,常考类型剖析,变式题5 (12岳阳) 工人利用如图 7 所示的 滑轮组,将重800 N的物体竖直向上匀速提升 1 m ,工人对绳的拉力为500 N, 则滑轮组对 重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械 效率分别是 （ ）,返回目录,D,常考类型剖析,A.W有= 500J =62.5% B.W有= 500J =80% C.W有= 800J =62.5% D.W有= 800J =80%,返回目录,实验突破,返回目录,实验一 探究杠杆的平衡条件（2013年张家界考查，2012年岳阳、湘潭、长沙考查，2011年长沙、 常德考查）,命题点： 1.杠杆的平衡调节(调节平衡螺母，左高左调， 右高右调) 2.杠杆平衡条件的应用(F1L1=F2L2) 3.要求杠杆水平平衡的目的(方便测出力臂) 4.选择杠杆中间为支点的原因(减少杠杆自重 对实验的影响),实验突破,返回目录,实验突破,返回目录,例1（12长沙）如图所示，小红在探究“杠杆的平衡 条件”的实验中所用的器材有：杠杆、支架、刻度尺、 细线和若干个质量相同的钩码.,（1）实验前，将杠杆中点 置于支架上，当杠杆静止时， 发现杠杆左端下沉，则应将 平衡螺母向 (选填“左”或 “右”）调节，使杠杆在水平 位置平衡. （2）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上A点处挂4个 钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个钩码.,右,6,实验突破,返回目录,左,【解析】（1）杠杆左端下沉右端轻了，需要把平 衡螺母向右调来增加右侧的力臂；（2）根据杠杆 平衡条件可知：A处3格4个钩码，B处2格需要6个 钩码才能平衡；（3）当左右各增加一个钩码时， A处是3格5个钩码，B处是2格7个钩码，所以杠杆 的左端会下沉.杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻 力×阻力臂（或F1L1=F2L2）.,实验突破,返回目录,针对训练1（13大连）在“探究杠杆平衡条件”实验 中，利用在杠杆两端挂钩码的方法做实验，实验装 置如图2所示.,（1）调节杠杆在水平位置平衡时， 发现杠杆右端下沉.应把杠杆右端 的平衡螺母向 （选填“左”或 “右”）调节. （2）实验时仍然使杠杆在水平位 置平衡，这样做有什么好处？ . （3）记录的实验数据如下表.,左,便于直接读出力臂,实验突破,返回目录,根据表中的信息，得出“F1L1=F2L2”的结论. 这个结论是否具有普遍性？ ，原因是： .,不具有,多次测量的数据没有变化，具有偶然性,实验突破,返回目录,【解析】本题考查探究杠杆的平衡条件.（1）调节 杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，说明 右端力与力臂乘积大些，故应把杠杆右端的平衡螺 母向左调.（2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡， 这样做便于直接读出力臂.（3）根据表中的信息， 得出“F1L1=F2L2”的结论.这个结论是不具有普遍性 的，这是因为多次测量的数据没有变化，具有偶然 性.（4）如果用杠杆一端挂钩码另一端用弹簧测力 计竖直向下拉的方法做实验，用这种方法做实验的 好处是力的大小具有任意性.,实验突破,返回目录,实验二 探究斜面的机械效率（2013年衡阳、张家界考查，2011年长沙、岳阳、湘潭考查）,命题点： 1.影响斜面机械效率的因素(与斜面的粗糙程 度、斜面的坡度有关，与斜面的长度、物体的重力 等因素无关) 2.斜面机械效率大小的判断 3.控制变量法的应用(探究机械效率与物体重 力的关系时，控制斜面的倾斜程度和粗糙程度不变； 探究机械效率与斜面粗糙程度的关系时，控制斜面 的倾斜度和物体的重力不变；探究机械效率与斜面 倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体的,实验突破,返回目录,重力不变) 4.机械效率、总功的计算 5.斜面在生活中的应用(如楼梯、盘山公路等) 实验结论：在其他条件一定时，斜面越光滑，机械 效率越高；在其他条件一定时，斜面越倾斜，机械 效率越高；斜面的机械效率与斜面的长度、物体的 重力无关.,实验突破,返回目录,例2（11长沙）如图3所示是小明同学做“探究斜面的 机械效率”的实验装置.,（1）请计算斜面坡度为60°时 的机械效率 . （2）请你根据实验数据推导 下列的结论：,77.8%,实验突破,返回目录,结论1：沿粗糙程度相同的斜面向上匀速拉动同一物 体时，斜面坡度越 ，拉力越小. 结论2：在粗糙程度相同的条件下，斜面坡度越大， 机械效率越 . （3）如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年 人俱乐部的大楼，受上述实验的启发，在设计楼梯 时，你会把楼梯设计得较 （选填“缓”或“陡”）些.,小,大,缓,实验突破,返回目录,的大楼，为了便于老年人行走，根据上面的结论，楼 梯设计得（较）缓一些.,针对训练2（12张家界）小华同学对“斜面的机械效 率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的 猜想：斜面的机械效率跟：A.斜面的倾斜程度有关； B.斜面的粗糙程度有关；C.斜面的长度有关；D.物 体的重力有关.他为了证实其中的部分猜想是否正确， 自己设计了如图4所示的装置，并将实验记录在下面 表格|（小华拉着物体在斜面上每次做的都是匀速直 线运动）：,实验突破,返回目录,（1）在第2次实验中，拉力 做的总功是 J斜面的机械 效率是 %.,6,58.3,实验突破,返回目录,（2）通过对比实验1、2、3的数据，可验证猜想 （填写字母）. （3）通过对比实验2、4或 3、5的数据，可以得 出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜 面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越 . （4）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和 不改变. （5）实验还发现，斜面材料相同时，斜面的倾角 越小，越 .（选填“省力”或“费力”）,B,高,斜面的粗糙程度,省力,【解析】（1）第2次实验中，拉力做的总功为 W=Fs=6 N×1 m=6 J，机械效率为,实验突破,返回目录,返回目录,类型一 杠杆平衡条件的应用,B,【解析】在船桨的使用过程中，动力臂小于阻力臂， 所以船桨属于费力杠杆，故A不符合题意；我们在使 用剪铁皮的剪子时，目的是为了省力，并且在使用的 过程中动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合,备选例题,返回目录,题意；起重机的吊臂在工作时，动力臂小于阻力臂， 属于费力杠杆，故C不符合题意；人在端茶杯时，若 把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌 收缩抬起前臂是动力，茶杯作用在手上产生的力是 阻力端茶杯的过程中，动力臂小于阻力臂，属于 费力杠杆，故D不符合题意故选B,例2 如图所示，0为杠杆的支点，F1的力臂长为 cm，F2的力臂长为 cm，若F1=300 N，为使杠 杆平衡，F2的大小等于 N（杠杆本身重力不计）,60,20,100,备选例题,返回目录,【解析】由图可知，F1的力臂L1=20 cm，F2的力 臂L2=60 cm，杠杆平衡，F1L1=F2L2，即： 300 N×20 cm=F2×60 cm，F2=100 N,类型二 力臂作图,例1 作出下列杠杆的动力臂和阻力臂,L1,L2,备选例题,返回目录,例2 在图中作出使杠杆平衡的最小的力F和它的 力臂L,【解析】OA是最长的力臂，过A点做OA的垂线，为使杠杆平衡，力的方向应垂直于杆向上.,F,L,备选例题,返回目录,类型三 简单机械的特点,例1 如图所示，在水平拉力F作用下，使重40 N的 物体A匀速移动1 m，物体A受到地面的摩擦力为15 N， 不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，则 拉力F的大小为 N，拉力F前进的距离为 m,5,3,备选例题,返回目录,C,备选例题,返回目录,类型四 有用功、总功和机械效率的计算,例1 如图所示，一个工人用滑轮组提起200 N的货 物，所用的拉力是125 N绳子自由端被拉下10 m 则有用功是 J机械效率是 ,1 000,80%,备选例题,例2 如图所示，小强同学用动滑轮将重400 N的物 体匀速提升2 m，已知动滑轮的机械效率是80%，则 小强同学做的有用功是 J，绳子末端的拉力是 N.,800,250,备选例题,备选例题,返回目录,