中考物理 第一部分 考点研究 第九讲 简单机械课件.ppt

第九讲简单机械 第一部分考点研究 命题点1杠杆类型一杠杆类型的判断1 2012重庆5题3分 如图所示 所使用的杠杆属于费力杠杆的是 a 解析 杠杆分为省力杠杆 费力杠杆和等臂杠杆 可以通过比较力臂长度来区分 动力臂大于阻力臂的为省力杠杆 如开瓶器 钢丝钳 撬棒等 动力臂等于阻力臂的为等臂杠杆 如天平 动力臂小于阻力臂的为费力杠杆 如钓鱼竿 船桨 镊子等 本题b c d都是省力杠杆 a是费力杠杆 故选a 2 2009重庆10题2分 正上初三的张丽同学发现 妈妈在厨房炒菜时 在客厅里也能闻到香味 这是由 的原因 细心的她还发现爸爸工具箱中的钢丝钳 如图 是 选填 省力 费力 或 等臂 杠杆 分子永不停息地做着无规则运动 省力 解析 闻到香味是因为分子在永不停息地做着无规则运动 钢丝钳的动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 类型二杠杆相关作图3 2008重庆12题2分 在建筑工地上 王师傅想用撬棒将一块大石头挪开 其实撬棒就是一个杠杆 其支点 o 和受力情况如图所示 请你在图中画出动力f1的力臂l1 根据王师傅使用撬棒的情况 可知此时撬棒是一个 杠杆 选填 省力 费力 或 等臂 省力 l1 解析 本题考查了力臂和杠杆的分类 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 因此在画力臂时应遵循以下几步 画动力f1的作用线 从支点到动力f1的作用线引垂线 连接支点和垂足的距离即为力臂 如答图所示 4 2013重庆a卷14 1 题1分 如图所示 请在a点画出能使杠杆oa在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图 f拉 解析 根据杠杆平衡条件可知 要使作用在 点的拉力最小 拉力的力臂要最大 当支点与力的作用点的连线作为力臂时 力臂最大 力最小 即以 为力臂 力垂直 向上 专家猜押 如图1所示 杠杆的b点挂一重物g 要使杠杆在图示位置平衡 请画出最小力以其力臂的示意图 f 命题点2机械效率及其相关计算1 2015重庆a卷7题 如图所示 不计摩擦第1题图和绳重 把一个重为20n的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m 所用拉力f为12 5n 下列说法中正确的是 a 动滑轮重7 5nb 4s内拉力f做功25jc 4s内拉力f的功率为6 25wd 滑轮组的机械效率为80 d 解析 a选项 根据f 12 g g动 代入数据得 12 5n 12 20n g动 解得 g动 5n 该选项错误 b选项 4s内拉力f做的功 w总 fs f 2h 12 5n 2 2m 50j 该选项错误 c选项 4s内拉力f的功率 d选项 4s内的有用功 w有 gh 20n 2m 40j 则滑轮组的机械效率 故选d 2 2014重庆a卷11题2分 科学家最新揭秘 明代工人在建造故宫时 利用道路冰面泼热水充当润滑剂来实现巨石的搬运 在泼热水的冰面上 只需要用2 4 104n的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动 巨石受到的摩擦力约为 n 若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石 拉力f为 n 则滑轮的机械效率是 2 4 104 2 104 60 解析 由于巨石做匀速直线运动 处于平衡状态 受平衡力 故巨石受到的摩擦力f f 2 4 104n 由题意可知 巨石受到的摩擦力f 2 4 104n 拉力f 2 104n n 2 s2 ns1 故滑轮的机械效率 3 2014重庆b卷11题2分 工人借助如图所示的装置 在20s时间内将重700n的货物匀速提升了4m 已知他对绳子的拉力为500n 该过程中 工人所用装置的机械效率为70 工人对绳子拉力的功率为 w 200 解析 题目已知 作用在绳子自由端的拉力f 500n 提起货物的重力g 700n 货物上升的距离h 4m 由图可知 承担物重的绳子段数n 2 则绳子自由端移动的距离s nh 2 4m 8m 则有用功w有 gh 700n 4m 2800j 总功w总 fs 500n 8m 4000j 故滑轮组提升货物的机械效率 拉力的功率 4 2013重庆a卷7题3分 小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点 他将重为3n的物体匀速提高了0 5m 已知绳端的拉力f为2n 则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是 a s 1 5m 50 b s 1 5m 80 c s 1m 75 d s 1m 37 5 c 解析 由图可知 本题中使用滑轮组时 滑轮组用两段绳子吊着物体 绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的两倍 s 2h 2 0 5m 1m 滑轮组的机械效率 故选c 专家猜押 1 小明用两个相同的滑轮 组成不同的滑轮组 如图1所示 分别将同一物体匀速提高到相同高度 绳子自由端移动的距离为s1 s2 图中左 右滑轮组的机械效率分别为 1 2 下列关系正确的是 忽略绳重及摩擦 a s1 s2 1 2b s1 s2 1 2c s1 s2 1 2d s1 s2 1 2 c 解析 由于忽略绳重及摩擦 承担物重的绳子股数n1 2 n2 3 则两图所用拉力f1 1 2 g物 g轮 f2 1 3 g物 g轮 又由于滑轮相同 提升的物体重相同 所以f1 f2 两图将同一物体匀速提高相同的高度 则做的有用功w有相同 f1移动的距离s1 2h f2移动的距离s2 3h 故s1 s2 在忽略绳重及摩擦 所做的额外功w额 g轮h 可得额外功w额相同 又w总 w有 w额 所以总功相同 根据故两图的机械效率 相同 即 1 2 故选c 2 如图所示 起重机将重6 103n的货物匀速提升10m 再水平移动10m后静止 起重机在整个过程中对货物做功为 j 若起重机的机械效率为80 则起重机做的额外功为 j 6 104 1 5 104 解析 起重机在匀速提升货物过程中对货物做了功 可直接利用公式w gh进行计算 起重机对货物做的功是有用功 利用机械效率可计算出起重机做的总功大小 最后求解出额外功 3 用如图所示滑轮组匀速提升重为200n的物体 人对绳的拉力为125n 不计绳重和摩擦 滑轮组的机械效率为 如果人的体重为550n 拉动过程中绳始终未断裂 他用此滑轮组能提升的最大物重为 n 80 1050 解析 滑轮组的机械效率由f g g动n可知 动滑轮重力g动 nf g 2 125n 200n 50n 人的最大拉力f大 g人 550n 又因为f大 g大 g动n 所以提升物体的最大重力g大 nf大 g动 2 550n 50n 1050n 命题点3简单机械实验1 2009重庆17题6分 在 探究影响滑轮组机械效率的因素 实验中 某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验 实验数据记录如下 88 9 2 2 30 1 在表中的空格处填上适当的数据 机械效率用百分数表示 保留一位小数 2 在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计 3 从实验数据分析得出 使用同一滑轮组 可以提高滑轮组的机械效率 4 滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关 请你作出恰当的猜想 滑轮组的机械效率与 有关 写出一种影响因素即可 匀速 增加物重 动滑轮的质量 解析 1 由得 第二组实验中 s3 3h 3 10cm 30cm 由得f3 2 2n 2 为了达到较理想效果 在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计 3 通过对比发现增加物重可以提高滑轮组的机械效率 4 滑轮组的机械效率还与动滑轮的质量有关 考点梳理 简单机械 杠杆详情 滑轮详情 机械效率详情 定义 如图所示 一根硬棒 在力的作用下能绕 转动 这根硬棒就是杠杆 固定点 杠杆可以绕其转动的点o 使杠杆转动的力f1 阻碍杠杆转动的力f2 支点 动力 阻力 动力臂 从支点o到 的距离l1 动力f 作用线 阻力臂 从支点o到 的距离l2 阻力f 作用线 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 用f1 f2 l1 l2分别表示动力 阻力 动力臂和阻力臂 杠杆的平衡条件也可以写作 f l f l2 五要素 杠杆的分类 下一页 杠杆种类 力臂的关系 力的关系 特点 应用举例 省力杠杆 f1 f2 手推车 铡刀 刹车装置 起子 扳手 钢丝钳 羊角锤 费力杠杆 f1 f2 镊子 钓鱼竿 筷子 船桨 等臂杠杆 f1 f2 不省力也不省距离 天平 定滑轮 返回 l l2 省力但费距离 l l 费力但省距离 l l 11 12 下一页 等臂杠杆 改变力的方向 不省力也不省距离 f g 13 14 15 16 17 返回 省力 省力 不能改变力的方向 省力 省力 改变力的方向 f g 3 3 18 19 20 21 25 24 23 22 其他简单机械 轮轴和斜面也属于简单机械 并且都可以是 力的机械 若使用轮轴或斜面能 力 则一定要 距离 省 省 费 28 27 26 定义 物理学中 将 跟 的比值叫做机械效率 用符号 表示 计算公式 有用功 无论是否使用机械 必须要做的功 叫有用功 用w有表示 额外功 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 有用功 总功 机械效率 32 30 29 31 总功 有用功与额外功之和叫做总功 用w总表示 总功 有用功和额外功之间的关系为 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 机效率通常用 表示 提高机械效率的方法 改进结构 使它更合理轻巧 在使用中按照技术规程经常保养 使机械处于良好的状态 百分数 总 有 额 小于 机械效率 33 34 35 图说物理 命题点 杠杆类型的判断1 如图所示是我国古代建造宫殿移动巨大木料的情景 使用杠杆移动木料时可以力 选填 省 或 费 2013佛山t5改编 省 命题点 杠杆类型的判断2 如图所示的杠杆是杠杆 选填 省力 或 费力 可以距离 选填 省 或 费 2013梧州t3改编 省力 费 命题点 杠杆类型的判断3 如图所示是一种费力杠杆 可以距离 均选填 省 或 费 2014本溪t7改编 省 命题点 杠杆类型的判断4 如图所示属于费力杠杆的是b 属于省力杠杆的是 2014十堰t21改编 a c 命题点 杠杆类型的判断5 如图所示 钳子和自行车手闸属于力杠杆 距离 均选填 省 或 费 2014牡丹江t12改编 省 费 命题点 杠杆类型的判断6 如图所示是一种指甲剪的示意图 它有个杠杆 个省力杠杆 个费力杠杆 2011山西t16改编 3 1 2 命题点 杠杆平衡条件及应用7 如图所示搬用砖头的独轮车使用时可视为杠杆 选填 省力 或 费力 若砖头和独轮车总重力为1200n 则人至少需要 n的力才能抬起扶手 2014天津t16改编 省力 360 命题点 简单机械的特点8 如图所示 小明爷爷用定选填 定 或 动 滑轮将物体拉到二楼 它有什么特点 2014湘西土家族自治州t6改编 不省力但是能改变力的方向 方法指导 1 力臂作图步骤 重难点突破 杠杆作图 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 2 画最小动力的方法 动力作用点要选在杠杆上距支点最远处 连接动力作用点和支点 用实线 以动力作用点为垂直 作动力作用点与支点连线的垂线 根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反 确定动力的方向 例1 2015达州 如图为一轻质杠杆 o是支点 为了使杠杆在此位置平衡 请画出在a点所施加的最小动力f及其力臂l 解析 连接oa 以oa为力臂 此时杠杆力臂最大 用线段l来表示 使用的力最小 过a点作垂直于oa向下的力f 即为最小的动力 l f 例2 2015遵义 如图所示 用滑轮组拉动重为70n的物体a 使物体a在水平方向上移动5m 所用拉力f为20n 地面对物体a的摩擦力为30n 则拉力f做的功为200j 滑轮组的机械效率为 75 机械效率的相关计算 解析 由图可知滑轮组对物体a的拉力有2段绳子承担 即n 2 物体a移动s1 5m 则f通过的距离为s ns1 2 5m 10m 则拉力f做的功为w fs 20n 10m 200j 此过程中摩擦力做的功为w有用 fs1 30n 5m 150j 则滑轮组的机械效率为 命题点 1 杠杆平衡的调节 杠杆向右倾斜时 向左调节平衡螺母 杠杆向左倾斜时 则向右调节平衡螺母 2 调节杠杆使其在水平位置平衡的目的 便于精确测量力臂 实验突破 实验一探究杠杆的平衡条件 探究杠杆的平衡条件 3 杠杆平衡条件的应用 f1l1 f2l2 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 5 需要多次实验 只做一次实验得出的结论往往具有偶然性和片面性 不具有普遍性 6 另一端换用弹簧测力计的好处 测力计可测出任何一个拉力的大小 实验操作更方便 7 弹簧测力计的拉动方向及读数 竖直拉动 8 实验评估9 在杠杆平衡时 两边同时加减砝码后杠杆是否平衡的判断 例1 2015连云港 在探究杠杆平衡条件的实验中 1 如图a所示 要使杠杆在水平位置平衡 可将杠杆左端的平衡螺母向调节 2 如图b所示 调节平衡后 左侧挂上钩码 在右侧用弹簧测力计 图中未画出 拉杠杆 使其在水平位置平衡 为便于测量力臂 应使弹簧测力计拉力的方向 竖直向下 左 3 操作过程中 当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡 你认为接下来合理的操作是 4 甲同学测出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 竖直向下测力计拉力的位置向右移 或换用较大量程的测力计 减少左侧钩码的数量 左侧钩码的位置向右移 不使用测力计在右端直接挂钩码等 写出一条即可 一组实验数据太少 具有偶然性 不便找出普遍规律 解析 1 平衡螺母的调节应遵循 左偏右调 右偏左调 的原则 如题图所示 杠杆向右偏 故平衡螺母向左调 2 为便于测量力臂 应使弹簧测力计拉力的方向与杠杆横梁相垂直 平衡时 横梁水平 故应竖直向下拉弹簧测力计 3 操作过程中 当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡时 原因可能是弹簧测力计拉力的力臂较小或钩码的力臂较大或钩码的质量较大或弹簧测力计的量程太小等 故应将测力计拉力的位置向右移或左侧钩码的位置向右移或减少左侧钩码的数量或换用较大量程的测力计等 4 要得出 动力 动力臂 阻力 阻力臂 的结论应多次测量 原因是一组实验数据太少 具有偶然性 不便找出普遍规律 1 实验时让支点在杠杆的中央是为了 2 实验时加减砝码应使杠杆在水平位置平衡 这样做的好处是 3 如图所示 实验时若用弹簧测力计在c处竖直向上拉 当弹簧测力计逐渐向右倾斜时 使杠杆仍然在水平位置平衡 则弹簧测力计的示数将变大 选填 变大 变小 或 不变 其原因是 减小杠杆自身重力对实验造成的影响 便于在杠杆上直接测量力臂 拉力的力臂变小 4 请设计出可以记录本次实验数据的表格 设计的实验数据表格如下 实验二测量滑轮组的机械效率 命题点 1 实验原理 2 测量器材 弹簧测力计和刻度尺 弹簧测力计读数 3 弹簧测力计拉动方式 匀速竖直向上拉动 保证拉力等于弹簧测力计的示数 测量滑轮组的机械效率 4 滑轮组绕线5 绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系 有几段绳子吊着动滑轮 自由端移动的距离就是重物上升高度的几倍 6 滑轮组机械效率的影响因素 滑轮