中考物理第九章简单机械总复习教学案.doc

中考物理第九章简单机械总复习教学案学习指导 一、简单机械 1杠杆(1)定义:_叫杠杆.杠杆不一定是一根直棒,它可以是各种不同的形状.(2)杠杆五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素.支点:_叫做杠杆的支点.动力:_在实际确定动力时,要看我们使用杠杆工作时为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力.阻力:_和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力.动力臂：_叫做动力臂.动力作用线就是通过动力作用点,沿动力的方向所画的直线.动力臂就是从支点到动力作用线所画的垂线长,也就是几何学中的点到线的距离,.而决不是从支点到动力作用点的距离.阻力臂:_叫做阻力臂. (3)杠杆平衡条件:杠杆的平衡是指杠杆静止不转或者杠杆匀速转动.杠杆的平衡条件是:_写成公式就是:_ (4)杠杆的应用杠杆的实际应用中,可分为三类:第一类是省力杠杆其特点是_。但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离.如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。第二类是费力杠杆:这类杠杆的特点是_。即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离.使工作方便,也就是省了距离.如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆.第三类是等臂杠杆,这类杠杆的特点是_。工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆.课本79页习题2、4如图1所示的杠杆处于平衡状态，若使弹黄秤的示数变为原来的1/2，杠杆仍然保持平衡状态，可以采取哪些措施？A、把弹簧秤向左移动一个小格B、减少三个钩码C、把钩码向左移动一个小格D、把钩码向右移动一个小格画出图中各杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。下列工具中省力杠杆是（ ）；费力杠杆是（ ）；等臂杠杆是（ ）。2定滑轮(1)定滑轮实质是等臂杠杆.(2)使用定滑轮_省力,在不计摩擦时,动力和阻力大小相等,动力通过的距离和阻力通过的距离相等.(3)使用定滑轮可改变_.即要使重物上升,可在绳端施加向下的作用力,而给人们带来方便.3. 动滑轮(1)动滑轮实质是省力杠杆.(2)使用动滑轮_省力,在不计摩擦和动滑轮重的情况下,动力是阻力的,也就是说可省一半的力.(3)使用动滑轮工作时不能改变动力的方向,而且动力通过的距离是阻力通过的距离的2倍.4滑轮组把定滑轮和动滑轮组合起来,即可构成滑轮组.使用滑轮组,应注意两个关系式:(1)F.式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.(2)Snh式中h为重物被提升的高度.n仍表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.上两式说明,使用滑轮组工作时,由几股绳来承担重物与动滑轮的总重,所施加在绳端的作用力就是重物与动滑轮总重的几分之一,但作用力通过的距离就是重物被提升高度的几倍.二、功的原理1.功的原理有两种表述:第一种表述是:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功.第二种表述是:使用任何机械都不省功.这第一种表述的结论适用范围是各种理想机械，即可忽略机械工作时的摩擦和机械本身的重,这样使用机械工作时做的功,才和直接用手完成同一任务时做的功相等.第二种表述是更具有普遍意义的结论,因为实际的机械工作时,不但会有摩擦,而且机械本身的重又不能忽略,所以要多用力,多做功,即使用机械工作时做的功要大于直接用手做的功.2. 斜面斜面是一种简单机械.在不考虑物体与斜面间的摩擦时,将物体沿斜面匀速拉上顶端所用的力为:F上式中h为斜面的高,L为斜面的长,G为沿斜面向上运动的物体重,F即为沿斜面向上的拉力.由于hL, FG.说明使用斜面提高物体可以省力.课本86页习题3三、机械效率1.有用功：_叫有用功.机械工作时,确定好哪一部分是有用功,这是解答这类问题的关键;而确定有用功的方法,则是根据机械工作时的目的来判断.具体在判断时,可以设想一下:如果不用机械,而直接用手来完成任务需要做的功,其大小就等于有用功.例如,用滑轮组、斜面或杠杆等各种机械装置竖直提升重物时,我们工作的目的是要使重物升高.假如我们不用任何机械而直接用手来将重物匀速提升,则需要做的功是:WFSGh.在这一工作过程中的有用功其大小就等于Gh,即W有Gh.2.额外功：_叫额外功.不同的机械需要做额外功的原因一般是不相同的.例如,使用斜面工作时需要做额外功的原因是物体和斜面之间的摩擦;使用杠杆工作时需要做额外功的主要原因是杠杆自身重和摩擦;使用滑轮组工作时需要做额外功的主要原因是动滑轮的重和轮与轴之间的摩擦等.因此,使用实际机械工作时,往往不得不做额外功.3.总功：_叫总功。总功是工作过程中,人们对机械实际总共做的功.W总W有W额.4.机械效率：_叫机械效率.其公式为:_，由此求有用功的式子为_，求总功的式子为_。由于有用功总小于总功,因此机械效率总小于1.机械效率是比值,没有单位,用百分数表示.机械效率所表示的是机械工作时,有用功在总功中所占有的百分比,机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关;与机械工作时的快慢程度无关;与机械工作时所完成的功的数量多少也无关.同一机械在不同情况下工作时,其机械效率往往会改变.例如用动滑轮提升重物时,如果忽略绳子的重和摩擦,被提升的重物重力增大时,动滑轮的机械效率将会随之提高.例1. 用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400牛的货物抬高20厘米,手向下压杠杆的力是220牛,手下降的高度是_厘米,人做的总功是_焦,有用功是_焦.机械效率是_.分析与解答 由图1可知,根据相似三角形对应边成比例可得手下降的高度:h1h220厘米40厘米手向下压杠杆时做的功即为总功:W总Fh1220牛0.4米88焦重物被提升20厘米的功即为有用功:W有Gh2400牛0.2米80焦 图1由机械效率的公式可得:90.9答 应填:40、88、80、90.9.例2. 如图2所示为用滑轮组提起重物的装置.如果重物G2.4104牛,滑轮组的机械效率为80,拉力F的功率为1.5千瓦,要把重物提起1米,求:(1)需要多大的拉力.(2)需要多少时间分析与解答 将重物G竖直提高1米所做的功为有用功,由机械效率可求得总功;则根据动滑轮与重物总重由三股绳承担求得S3h,可由W总FS求出人拉绳的拉力大小;再由功率的计算公式p求出做功的时间. W有Gh2.4104牛1米2.4104焦.人做功的总功为:W总3104焦拉绳的作用力:F104牛 图2做功的时间:t20秒.答 所需拉力为104牛,所需时间为20秒. 例3. 如图3所示,均匀木棒AB长2米,重力为20牛,支点O,且OB为0.8米,杠杆A端置于桌面上.现有一个重力为10牛的球在水平力F的作用下从A点向右匀速运动,如果F大小为3牛且保持不变,求当小球运动到刚好使杠杆失去平衡时,力F所做的功.分析 如图4所示,当球在推力F作用下运动到支点右侧;距支点l1长时杠杆AB刚好失去平衡,则l1即为该球对杠杆作用力的力臂.而杠杆AB的重心应在AB的正中间,则杠杆的重GAB的力臂l2AO 图3AB1.2米1米0.2米. 解 由杠杆平衡条件可得:GABl2G球l1 l10.4米.球在F作用下运动使杠杆刚好失去平衡时通过的距离:SAOl11.2米0.4米1.6米作用力F所做的功:WFS3牛1.6米4.8焦答 杠杆刚好失去平衡时力F所做的功为4.8焦. 图4例4.一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少千克的物体？（如图所示）分析：杆秤也是一个杠杆提纽处看作杠杆支点若将重物对杆的力看作动力F1，物体离提纽的距离就是动力臂l1；则秤砣对杆的力就是阻力F2，秤砣离提纽的距离是阻力臂l2（如图所示）已知： m1=2kg，m2=0.25kg，l1=4cm，l2 =60 cm -4 cm =56 cm求：l2=？m1 =？解：由于物体和秤砣对杠杆的力分别等于各自的重力， 根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2， 得 m1g l1 = m2g l2 2kgg 4cm = 0.25kg gl2 l2=32cm 即称2kg物体时秤砣离提纽32cm 当阻力臂最大时，称量物体质量最大l2 =56cm 由F1l1=F2 l2，得m1g l1 = m2g l2 m1g4cm = 0.25kgg56cm m1=3.5 kg 即秤的最大称量是3.5kg答：称2kg物体时秤砣离提纽32cm，秤的最大称量是3.5kg巩固练习 一、填空题1. 一杠杆受到的动力和阻力分别是6牛和30牛,当杠杆平衡时,动力臂与阻力臂之比 是_.2. 一把剪刀阻力臂是动力臂的2倍,用它剪布时,手施加的力是5牛,那么布对剪刀的 阻力是_牛.3. 天平、杆秤都是根据_制成的.用杆秤称重物时,若在秤砣下面贴上一 块小铁皮,则称出来的质量数比物体的实际质量要_.4. 要吊起一个重1000牛的货物,使用一个定滑轮所需拉力为_牛,若用一个 重20牛的动滑轮匀速吊起该物体,所需拉力为_牛,当该货物挂在动滑轮上 匀速上升时,动滑轮上挂重物的钩子受到的拉力为_牛.(摩擦不计)5. 对照简单机械的分类,旗杆顶端的小轮是_,锅炉上的保险阀是_.6. 在铡刀、缝纫机踏板、天平、瓶盖起子、铁锹中,属于省力杠杆的是_.7. 用图5所示的滑轮组提起重300牛的重物,不计动滑轮重和 摩擦,需施加_牛的拉力.重物上升1米,绳的自由端 拉过_米.若动滑轮重15牛,则拉绳的力需要_ _牛. 图5 图68. 如图6所示,在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧秤和滑轮组相连接, 不计摩擦和绳、滑轮、弹簧秤的重,若拉力F5牛,则弹簧秤P的读数是_牛,弹簧秤Q的读数是_牛. 二、选择题9. 如图7所示,杠杆处于平衡状态,下列说法中正确的是 ( ) A.将支点两侧钩码都向右移动一格,杠杆仍平衡 图7 B.在支点两边的钩码下各增加一个钩码,杠杆仍平衡 C.将支点左边的钩码向左移动两格,将支点右侧的钩码向右移动一格,杠杆仍平衡. D.将支点左边加上二个钩码,右边加上一个钩码,杠杆仍平衡.10.将一重600牛的粗细均匀铁棒放在水平地面上,稍微抬起一端所需的力至少是( ) A.600牛 B.300牛 C.小于600牛 D.大于600牛11.如图8所示,弹簧秤下挂着一个1牛重的定滑轮, 滑轮上用绳挂着一个1牛重的物体B和一个10牛 重的物体A;B悬在空中,A静止在水平桌面上,这时弹簧秤的示数为( ) A.2牛 B.3牛 C.7牛 D.13牛 图8 图9 图1012.某人用一根1米长的杠杆撬20xx牛重的石块,若此人向下压力最大为500牛,则阻 力臂最大不能超过( ) A.10厘米 B.20厘米 C.40厘米 D.80厘米13.在等臂杠秤的两端分别挂铁块和铅块,杠杆刚好平衡,若把铁块和铅块同时浸没在水中,那么杠杠将是( ) A.仍能保持平衡. B.挂铁块的一端下沉. C.挂铅块的一端下沉. D.杠杆是否平衡,缺少条件,无法判断.14.如图9所示的滑轮组,挂上砝码a、b后恰好平衡, 若不计动滑轮重和摩擦,在a、b下面再加挂一个 质量相等的小砝码,将出现( ) A.a下降 B.a上升 C.仍保持平衡 D.条件不足,不能判断.15.使用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升同一重物,(不计摩擦和绳子重力)机械效率最高 的是( ) A.滑轮组 B.动滑轮 C.定滑轮 D.都一样16.甲、乙两滑轮组的机械效率分别为80和60,要使它们做相同的有用功,则它们 的总功之比为( ) A.1:1 B.4:3 C.3:4 D.无法确定17.用甲、乙两个滑轮组拉着重物匀速前进,如图11所示,甲重4000牛,乙重6000牛, 它们受到的阻力都是重物重力的0.05倍,不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,则F甲 与F乙符合下列哪种关系?( ) A.F甲F乙100