1、简单机械,第十二章 简单机械,目录,contents,考点梳理,考点一 考点二 考点三,课前检测,考点突破,考点一 考点二 考点三 考点四,考点一 考点二 考点三 考点四,五年广东中考,课后作业,考点一 考点二 考点三 考点四,夯实基础 能力提升,考点梳理,考点一 杠杆考点二 其他简单机械考点三 机械效率,目录,contents,1. 杠杆,(1)杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着 转动，这根硬棒就叫杠杆.(2)影响力对杠杆作用的五要素： (杠杆绕着转动的固定点O)； (使杠杆转动的力F1)； (阻碍杠杆转动的力F2)； (从支点到动力作用线的距离L1)； (从支点到阻力作用线的距离
2、L2).,固定点,支点,阻力,动力,动力臂,阻力臂,2.杠杆的平衡条件,(1)杠杆平衡的定义：杠杆处于 或 状态.(2)杠杆的平衡条件： ，即F1L1=F2L2,动力动力臂=阻力阻力臂,静止不动,匀速转动,3.三种杠杆(1)当L1 L2时，F1 F2，即动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，这种杠杆叫 .(3)当L1L2时，F1F2，即动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，这种杠杆叫 .,省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,1.定滑轮(1)定义：轴 的滑轮.(2)实质：是一个 杠杆.(3)特点：使用定滑轮 力，也 距离，但 - 改变动力的方向.2.动滑轮(1)定义：轴 的滑轮.(2)实质：是一个 的杠杆.(
3、3)特点：使用动滑轮 ，但 改变动力的方向，且 距离( s=2L ).,固定不动,等臂,不省,不省,可以,随物体一起移动,动力臂为阻力臂二倍,省一半的力,不能,多费,3.滑轮组(1)定义：定滑轮和动滑轮组合在一起.(2)使用滑轮组的好处：既省力，又可改变动力的方向.(3)滑轮组动力公式： (GG物+G轮，n为承担重物绳子的段数).(4)使用滑轮组费距离： (h是物体被移动的距离),s=,FGn,4.轮轴由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴转动的简单机械，实质上是一个 .使用轮轴可以省力，F1R=F2.5.斜面是一种 距离但能 的简单机械.FsGh.,可以连续转动的杠杆,省力,费,1.有用功、额外
4、功、总功.对人们 叫有用功；对人们无用但又 - 叫额外功；有用功和额外功之和叫 .2.机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率.通常用机械效率来表示有用功占总功的百分比，用表示，其表达式为 ，机械效率是一个比值，能反映机械性能的好坏，机械效率越高，做功性能越好.,有用的功,总功,不得不做的功,=W有用/W总,3.理解机械效率时应注意：(1)机械效率反映的是利用机械工作时，有用功在总功中所占百分比例的大小，机械效率的高低与使用机械是否省力或省力的多少 .(2)由于有用功总小于总功，所以机械效率总 1.(3)同一机械在不同情况下机械效率 相同.例如用动滑轮提升重物，由于被提升重物的重力不同，动滑轮的
5、机械效率也不同，当额外功基本不变时，在提升重物不同的情况下，同一机械的机械效率也是不同的，随着有用功数值的增大，机械效率也增大.,无关,小于,不一定,4.提高机械效率的方法要提高机械效率，就要尽量采取措施来 额外功.主要方法有：改进机械结构，使它更合理，更轻巧(减小机械重力)；使用时要经常保养、定时润滑(减小机械间的摩擦).必须注意，“提高机械效率”与生活中说的“提高工作效率”的含义不同的，“提高工作效率”含有把工作做快一点的意思，而“提高机械效率”指的是提高有用功占总功的比例.,减小,课前检测,目录,contents,考点一 杠杆考点二 其他简单机械考点三 机械效率考点四 重点实验,课前检测
6、1、（2016衡阳）下列图中所示的常用工具中属于费力杠杆的是（）A 镊子 B 起子C 钳子 D 天平,A,2、（2016广安）如图所示，想要在B点施加最小的动力撬起铁路上报废的道钉，请画出该最小动力F的示意图，并标出动力臂L,解：如图所示,3、（2015梅州）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）AF1较大BF3较大CF1、F2、F3的大小不能确定D将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等,D,4、（2016绥化）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N
7、，如图所示，物体沿斜面移动的距离S=3m，上升的高度h=1.2m，则人对物体做的有用功是_J，斜面的机械效率是_,课前检测,288,80%,考点突破,目录,contents,考点一 杠杆考点二 其他简单机械考点三 机械功率考点四 重点实验,【例1】（2016乐山）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO=BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为（）Am1m2Bm1m2Cm1=m2 D无法判断,B,方法规律：本考点考查的重点是杠杆力臂的作图及其平衡条件的探究。,1、关于杠杆力臂的作图要注意：(1)已知力求作力臂
8、的画法：确定支点O：假设杠杆转动，找杠杆上相对静止的点即为支点。,确定动力和阻力作用线：从动力、阻力作用点沿力的方向分别作一带箭头的线段，其所在直线为力的作用线。从支点向力的作用作垂线，支点到垂足间的距离为力臂，力臂用虚线（或实线）表示并用大括号（或带箭头的线段）标明，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。,(2) 已知力臂求作力的画法：确定支点O：假设杠杆转动，找杠杆上相对静止的点即为支点。力臂的一端是支点O，另一端是力臂与力的作用线的交点（垂足），过这个交点作力臂的垂线，这条垂线与杠杆的交点是力的作用点。确定力的方向，作出力的示意图，并标出力的符号，若知道力的大小，还要标出力的
9、大小。,(3)求作最小动力的画法：确定最大动力臂：A、若动力作用点确定，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；B、若动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。确定最大的力臂后，按已知力臂求作力的画法作图。,2、三种杠杆的判断：(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力。(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力。(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力。,易错点：动力和阻力都是作用在杠杆上的力，作动力和阻力的示意图时注意，动力和阻力的作用点一定在杠杆上。如：例1中的F1=G1=m1g，但F1不是G1，它们只是大小相等，杠杆的动力F
10、1是m1是方向的绳子对杠杆的拉力，而G1是m1受到的重力。,变式拓展：1.（2016桂林）如图所示的简单机械，属于省力杠杆的是（）A 托盘天平 B 筷子 C 钳子 D 火钳,B,2.（2016怀化）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若把杠杆的两端各加一个钩码，杠杆将（）A还继续处于水平平衡B右端下降，左端上升C右端上升，左端下降D无法确定杠杆的运动状态,B,3.（2015大连）如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图,解：如图所示,【例2】（2015汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（）A B C D,C,方法规律
11、：本考点考查的重点是滑轮组的绕制，一般考查最省力的绕法。为了快速处理有关滑轮组绕线的作图问题，应该根据题目的具体条件和要求，灵活采用不同的处理方法。下面将常见的滑轮组绕线问题归类分析如下，以供学习参考. 第一类：自由端绳子拉力方向已知类对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问题，一般采用从自由端绳子处入手，逆着拉力方向由外向里的绕线方法。,画法：题中已明确要求滑轮自由端的绳拉力方向向上，则自由端的绳一定是从动滑轮处出来的。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照右图中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在动滑轮的挂钩上，从而设计出符合要求的滑轮组绕线。,例1：如左图所示，要求滑轮自
12、由端的绳拉力方向向上，请在图中用笔画线，设计出符合要求的滑轮组绕线。,例2：住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如左图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。,画法：从题意可知，滑轮自由端的绳头一定是从定滑轮处出来，人站在地上向下拉绳。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照右图中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在定滑轮的挂钩上，从而设计出右图所示的滑轮组绕线方式。,第二类：自由端绳子拉力方向未知类对于自由端绳子拉力方向未知的问题，通常采用由里向外的绕线方法。此类问题又
13、可细分为两小类：,第二类：自由端绳子拉力方向未知类对于自由端绳子拉力方向未知的问题，通常采用由里向外的绕线方法。此类问题又可细分为两小类：1.承担物重的绳子段数可确定类当题目已知被提起重物的重G及自由端的绳拉力F，或者已知自由端的绳移动距离S及重物被提升的高度h时，可先根据题目的具体条件，运用n=G/ F或n=S / h确定出承担物重的绳子段数n，然后依据“奇动偶定”（当绳子的段数为奇数时，绳子的固定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时，绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上）的规律确定出绳固定端的位置，然后从绳固定端开始，由里向外进行绕线.,1.承担物重的绳子段数可确定类当题目已知被提起重物的
14、重G及自由端的绳拉力F，或者已知自由端的绳移动距离S及重物被提升的高度h时，可先根据题目的具体条件，运用n=G/ F或n=S / h确定出承担物重的绳子段数n，然后依据“奇动偶定”（当绳子的段数为奇数时，绳子的固定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时，绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上）的规律确定出绳固定端的位置，然后从绳固定端开始，由里向外进行绕线.,例3：用左图所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求拉力为物重的二分之一（忽略摩擦以及绳和滑轮的重力），请在图中画出绳子的绕法.画法：由n=G/ F可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为2，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在定滑轮的
15、挂钩上。于是从定滑轮的挂钩处开始，按照中间图中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法。,拓展：用上图左所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求绳子的自由端拉过3 m时，重物升高1m，请在图中画出绳子的绕法.画法：由n=S / h可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为3，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在动滑轮的挂钩上。于是从动滑轮的挂钩处开始，按照右图中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法。,2.承担物重的绳子段数不可确定类 自由端绳子拉力方向未知，且根据题意不容易确定绳固定端位置时，由于绳的固定端不外乎在动滑轮的挂钩上或在定滑轮的挂钩上这两种情况，因此可以采取
16、尝试的方法得到符合要求的绳子绕法.例4：在例3图中的左图画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法.,解析：先用铅笔尝试画图。当绳固定端在定滑轮的挂钩上时，从定滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如中间图所示；当绳固定端在动滑轮的挂钩上时，从动滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如右图所示。因为中间图所示滑轮组承担物重的绳子段数为2，右图所示滑轮组承担物重的绳子段数为3，于是可将中间图所示画法否定，最终画出符合要求的绕绳方法如右图所示。,易错点：1.在滑轮组绕线时容易出现线不连续的情况，作图时尽量从绳子的一端沿绕线方向一直画到另一端，即按方法规律中的绕线编号顺序作图，以免出错。2
17、.用滑轮组拉物体时，绳子受力处于绷直的状态，作图时绕线应是直线。,变式拓展4.（2015黑龙江）简单机械在我们的生活中应用很广泛下面是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中不省力的是（）A B C D,C,5.（2015佛山）工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕线方法补充完整,解：如图所示,【例3】（2016贵州）如图所示，小刚欲将一袋粮食从地面抬到楼顶，在不计绳重和摩擦的情况下，小刚用动滑轮把重40N的一袋粮食匀速提髙10m，他所用拉力为25N，则整个过程中，小刚所做的有用功是_J，总功是_J，动滑轮的机械效率是_；如果用该动滑轮把重l00N的一袋
18、粮食匀速提升相同高度，则这个动滑轮的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）,400,500,80%,变大,方法规律：本考点考查的重点是机械效率的计算.,(1)用杠杆撬物体时（如图A），机械效率 ，G表示被撬物体的重力，h表示物体被撬上升的高度，F表示动力大小，s表示动力移动的距离.,(2)用滑轮组竖直向上吊物体时（如图B），机械效率 ，G表示被吊物体的重力，h表示物体上升的高度，F表示拉力大小，s表示绳子自由端移动的距离，n表示绳子的段数.(3)用滑轮组水平方向拉动物体时（如图C），机械效率 ，f表示摩擦力大小，F表示拉力大小，n表示绳子的段数.(4)用斜面提升物体时(如图D)，机械
19、效率 ，G表示物体的重力，办表示斜面的高度，F表示拉力大小，s表示斜面的长度.,易错点：滑轮组可将重物提起，也可以拉动物体水平前进，两种情况的原理完全相同，只是力的方向、大小不同，竖直拉起重物时克服重力做功，水平拉物体时克服阻力做功。分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键。,变式拓展6.（2016南平）利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A重力做的功是有用功B拉力F1做的功是额外功C绳子自由端的拉力F做的功是总功D该滑轮的机械效率可能等于100%,C,7.（2016徐州）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA= OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为
20、180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为_，提升该物体做的有用功是_J，木棒重为_N（不计摩擦）,杠杆,36,10,8.（2016威海）如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是_N，斜面的机械效率是_,120,60%,实验一：探究杠杆平衡条件实验【例4】（2016河源）甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验，以杠杆中点为支点，如图甲、乙所示,（1）若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向_调节,左,点击观看视频,（2）如图甲所示，杠杆
21、在水平位置平衡，记录数据根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：_（3）如图乙所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2第_（填“一”或“二”）种实验方案更方便在同等条件下，两次弹簧测力计读数F1_F2（填“”、“=”或“”）,实验次数太少，结论具有偶然性,一,（4）杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度（如图丙）后松手，杠杆_（选填“能”或“不能”）保持静止,能,解：（1）杠杆静止时，杠杆左端偏高，右端偏低，平衡螺母需向左调节；（2）经过1、2、3组实验得出杠杆的平衡条件为
22、F1l1=F2l2；根据杠杆的平衡条件得l2=2N20cm/8N= =5cm；（3）根据杠杆的平衡条件得F1=F2l2/l2=0.1kg10N/kg20cm/10cm =2N；当向右倾斜拉时，阻力和阻力臂都不变，动力臂变小，则动力变大；（4）当用手转过一个角度后松手，杠杆的力臂都减小，且减小的幅度都相等则F1l1=F2l2，杠杆能平衡故答案为：（1）左 （2）；5 （3）2； （4）能,19.（2016揭阳）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如表：,（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为_，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率_第一次实验测得滑轮组的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）,62.5%,大于,不能,滑轮组的机械效率还与滑轮的重有关,
