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 考纲内容 第1课时杠杆滑轮 考情分析 考点梳理 剖析重点实验 重难点突破 课堂精炼 考纲内容 考点1认识杠杆及相关概念 考点2知道杠杆的平衡条件及其应用 考点3认识定滑轮和动滑轮 知道定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用 能从实际生活中识别出简单机械 考情分析 近几年中考对本章知识的考查主要集中在杠杆的五要素 杠杆的平衡条件及应用 滑轮的应用等方面 考查难度适中 复习过程中应该注重知识在物理现象中的灵活运用以及实验能力方面的训练 主要以填空 选择 计算 实验题 综合题为主 考点梳理 1 定义 在力的作用下能绕着转动的棒 2 杠杆有关的名词 1 使杠杆绕着转动的固定点叫 用符号表示 2 使杠杆转动的力叫 用符号表示 3 阻碍杠杆转动的力叫 用符号表示 一 杠杆 固定点 支点 硬 o 动力 f1 阻力 f2 4 从支点到动力作用线的距离叫 用符号表示 5 从支点到阻力作用线的距离叫 用符号表示 3 杠杆的平衡条件 即 动力臂 阻力臂 l1 i2 动力 动力臂 阻力 阻力臂 f1l1 f2l2 4 杠杆的分类 大于 省 费 小于 费 省 等于 1 定滑轮 定义 只绕轴转动而不随重物一起移动的滑轮 实质是 杠杆 如图1 特点 不能但是能改变 理想的定滑轮 不计轮轴间摩擦 f g 二 其他简单机械 等臂 省力 力的方向 2 动滑轮 定义 绕轴转动且随重物一起移动的滑轮 实质是 动力臂为阻力臂2倍的杠杆 如图2 特点 能省的力 但不能改变 理想的动滑轮 不计轴间摩擦和动滑轮重 则 f g 2 省力 力的方向 一半 3 滑轮组 定义 定滑轮 动滑轮组合成滑轮组 特点 使用滑轮组既能又能 滑轮组省力情况 几段绳子承担重物和动滑轮的总重 提起重物所用的力就是物重的几分之一 理想的滑轮组 不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力 拉力 f 只忽略轮轴间的摩擦 则拉力f 省力 g物 n 改变力的方向 g物 g动 n 绳子自由端移动距离s绳 或速度v绳 与重物移动的距离s物 或速度v物 的关系 s绳 v绳 怎样判断滑轮组的省力情况 用 隔离法 把重物和动滑轮从滑轮组中 隔离 出来 直接与动滑轮连接的绳子的根数为n 则有n根绳子承担动滑轮及重物 ns物 nv物 组装滑轮组方法 根据 奇动偶定 的原则 n为奇数时 绳子先从动滑轮开始 n为偶数时 绳子先从定滑轮开始 然后从里向外 逐个绕在滑轮上 如果知道f的方向 用 逆绕法 即根据f的方向将绳子从外轮引出 然后从外向里 逐个绕在滑轮上 每个滑轮上只能穿绕绳子一次 不能交叉重复 然后固定好 4 轮轴 是由一个轴和一个大轮组成 能绕共同轴线转动的杠杆 使用轮轴时f1r f2r 5 斜面 是一种费了距离但能力的简单机械 fl gh f 斜面高度一定时 斜面越 越 省 gh l 缓 省力 例题 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3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 2 如图甲所示 杠杆在水平位置平衡 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 剖析重点实验 杠杆的平衡条件 左 实验次数太少 结论具有偶然性 3 如图3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f1f2 填 或 4 乙同学用图丙装置进行探究 发现当杠杆水平平衡时 与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符 其可能的原因是 一 杠杆存在自重 例1 2016 连云港 如图4所示是生活中几种常见的杠杆其中属于费力杠杆的是 a 道钉撬b 钢丝钳c 开瓶扳手d 筷子 重难点突破 一 杠杆的分类 d 点拨1 先确定各个图的动力臂与阻力臂的关系再进行比较 吴晓是一名钓鱼爱好者 如图5所示 吴晓用力向上拉鱼竿 把鱼拉出水面 此时 钓鱼竿可以看成一个 a 省力杠杆 增大两只手之间的距离能省力一些b 省力杠杆 减小两只手之间的距离能省力一些c 费力杠杆 减小两只手之间的距离能省力一些d 费力杠杆 增大两只手之间的距离能省力一些 变式拓展1 d 例2画出下列图6中所示的杠杆的动力臂 和阻力臂 二 画力臂 答案 点拨2 1 找出支点o 2 画力的作用线 即沿力方向所在的直线 用虚线画 3 画力臂 过支点垂直力的作用线作垂线 4 标出力臂 画出图7中的动力臂l1和阻力臂l2 答案 变式拓展2 例3如图8所示 画出使轻质杠杆保持平衡的最小力f的示意图和对应的力臂 答案 三 解决杠杆平衡时动力最小问题 点拨3 此类问题中阻力 阻力臂为一定值 要使动力最小 必须使动力臂最大 要使动力臂最大需要做到 在杠杆上找一点 使这点到支点的距离最远 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向 如图9所示 ac为杠杆 o为支点 在b点处挂一个重物 请画出杠杆在如图9所示位置平衡时 受到的最小动力f及其力臂l 并画出重物受到重力的示意图 变式拓展3 答案 例4 2016 聊城 搬运砖头的独轮车 车厢和砖头所受的总重力g 1400n 独轮车有关尺寸如图10所示 该独轮车是一个杠杆 动力f的大小至少是n 为了更省力 工人师傅可以采取的措施是 写一条即可 省力 四 杠杆的计算 420 手向后移动 砖往前移动 点拨4 1 此图的关键是找出动力臂和阻力臂 2 根据杠杆平衡的条件可得 fl1 gl2 如图11 甲物体静止置于水平地面上时 对地面的压强为p1 轻质杠杆ab的支点为o ob 3ao 现在杠杆的a端用轻绳将甲物体吊起 在杠杆的b端悬挂质量为4kg的乙物体 杠杆在水平位置平衡 此时甲物体对地面的压强为p2 且p1 3p2 g取10n kg 求 1 杠杆a端受到的拉力是多少n 2 甲物体的重力是多少n 1 120n 2 180n 变式拓展4 例5使用下图所示装置提升物体 既能省力 又能改变力的方向的是 d 五 认识定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用 点拨5 1 先判断承受绳子的段数n 直接与动滑轮连接的绳子的根数为n 则有n根绳子承担动滑轮及重物 2 f g物 n可判断f的大小 3 f的方向向上不可以改变力的方向 f的方向向下就可改变力的方向 在如下图所示的各种情况中 用同样大小的力将重物匀速提升 若不计摩擦和滑轮重 物重最大的是 变式拓展5 c 例6 2016 广东 按要求完成图中滑轮组的绕法 1 用如图12所示的滑轮组提升重物 用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法 2 要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来 试在图13中画出最省力的绕绳方法 六 组装滑轮组 答案 点拨6 根据 奇动偶定 的原则 n为奇数时 绳子先从动滑轮开始 n为偶数时 绳子先从定滑轮开始 某工人利用滑轮组竖直向下拉 将重物匀速提起 请在图14中完成此要求 答案 变式拓展6 例7利用图15中的滑轮组 工人师傅用500n的拉力 在100s内把800n的重物匀速提升10m 在此过程中 拉力做功的功率是w 若用此滑轮组匀速提升1000n的重物 拉力的大小是n 不计绳重和摩擦 七 有关滑轮组的计算 100 600 点拨7 先确定绳子的段数n 根据绳端移动距离和物体上升高度之间的关系s nh来计算绳子末端移动的距离s 用公式w fs求出功 用p w t 2 根据f 1 n g物 g动 求得 如图16所示 通过滑轮组用200n的拉力在20s内将重为480n的物体匀速提高2m 不计绳重和摩擦 求 1 动滑轮重 2 绳自由端的移动速度 3 若重物再增加150n 要使重物匀速上升 作用在绳自由端的拉力至少多大 变式拓展7 1 如图所示工具中 使用时不能省力但能省距离的是 c 课堂精炼 考点一 杠杆的分类 2 2016 株洲 园艺师傅使用如图17所示的剪刀修剪树枝时 a 尽量让树枝靠近o点 手握剪刀的位置远离o点b 尽量让树枝远离o点 手握剪刀的位置靠近o点c 树枝和手离o点的距离无论远近 修剪树枝时都费力d 树枝和手离o点的距离无论远近 修剪树枝时都省力 a 3 2015 广东 如图18 请在杠杆a处画出把物体拉起时的最小拉力f1 并画出拉力f1的力臂l1 答案 考点二 画杠杆的力臂 4 2016 遂宁 如图19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 杠杆平衡条件及应用 5 2016 广东 如图20所示 由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等 此时杠杆平衡 杠杆自重 挂盘和细线的质量忽略不计 则杠杆左右两边的力臂之比为 1个甲球和1个乙球的质量之比为 甲球和乙球的密度之比为 2 1 1 3 1 3 6 2014 广东 如图21所示 利用铁架台 带有刻度的杠杆 细线 数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件 1 实验前杠杆如图所示 为使杠杆处在平衡状态 应将杠杆右端的平衡螺母b向 填 左 或 右 调 2 记录实验数据的表格如下表 请将表头栏目 实验所记录的数据补充完整 水平 右 动力f1 n 阻力臂l2 m 0 2 0 3 7 关于滑轮 下列说法错误的是 a 使用定滑轮不省力 但是能改变动力的方向b 使用动滑轮能省一半力 还能改变动力的方向c 定滑轮实质是个等臂杠杆d 动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 b 考点四 定滑轮 动滑轮及滑轮组的应用 8 用下列简单机械 使物重同为g的物体都处于静止状态 不计摩擦 机械自重及绳重 其中用力最小的是 a 9 2016 百色 小明用如图22所示的滑轮组将重为600n的物体匀速提升了一段距离 此过程中滑轮组机械效率为80 不考虑绳重及摩擦 则绳端的拉力是n 动滑轮的重力是n 250 150 10 2016 钦州 如图23所示 物体重g 50n 在f 5n的拉力作用下向左匀速运动 若不计细绳与滑轮的摩擦 则物体受到地面摩擦力的大小为n 方向向 右 10 考纲内容 考情分析 考点梳理 剖析重点实验 重难点突破 课堂精炼 第2课时机械效率 考纲内容 考点1理解有用功 额外功和总功 考点2理解机械效率 考点3会测定某种简单机械 滑轮组或斜面 的机械效率 考情分析 近年来广东省试题主要考查机械效率的计算 探究滑轮组和斜面的机械效率 功 功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现 功 功率和机械效率的计算和实验是中考的重点知识 各个题型时常出现 同学们在复习中要对概念的理解 计算和实验多加掌握 考点梳理 1 有用功 使用机械时 为完成某项任务而的功 用符号表示 2 额外功 把不需要但又不得不做的功叫做 用符号表示 3 总功 与之和 用公式w总 表示 一 各种功 必须做 w有 额外功 w额 有用功 额外功 w有 w额 1 概念 跟的比值 2 公式 3 特点 使用任何机械都不可避免地要做额外功 有用功总是小于总功 所以机械效率总是1 机械效率通常用百分数表示 4 滑轮组的机械效率的测量 原理 w有用 w总 gh fs 应测物理量 钩码重力g 钩码提升的高度h 拉力f 绳的自由端移动的距离s 器材 除钩码 铁架台 滑轮 细线外 还需要刻度尺 弹簧测力计 二 机械效率 有用功 总功 w有 w总 小于 滑轮组的机械效率当不计绳重与机械间的摩擦时 滑轮组的机械效率只与 有关 与 等无关 同一滑轮组 提升物体越重 滑轮组的机械效率越 提升同一物重 动滑轮组的重力越大 滑轮组的机械效率越 被提升物体重力 动滑轮的重力 物体上升的高度h 绳子移动的距离s 对绳子的拉力 高 低 5 测斜面机械效率时要测的物理量有 斜面机械效率公式 原理 6 斜面的机械效率只跟和有关 与其他因素无关 当斜面的粗糙程度一定时 斜面越缓 斜面机械效率越 斜面的倾斜程度一定时 斜面越粗糙 斜面机械效率越 斜面高h 斜面长l 物体的重力g 在斜面上对物体的拉力f gh fl 斜面的粗糙程度 斜面的倾斜程度 低 低 例题 2016 泰州 在 探究影响滑轮组机械效率的因素 的实验中 小明用同一滑轮组进行了三次实验 实验数据如表 剖析重点实验 测定滑轮组的机械效率 1 根据表格中的数据 在图24甲中画出滑轮组的绕绳方法 答案 2 实验中 沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计 使物体缓缓上升 在测量绳端所受的拉力时 弹簧测力计应 填 保持静止 或 匀速上升 3 第三次试验时 测力计实数如图乙所示 此时绳端受到的拉力为n 滑轮组的机械效率为 4 根据表格中的数据分析可知 随着物重的增大 额外功 填 变小 不变 或 变大 原因是 要提高同一滑轮组机械效率 可以采取的措施 匀速上升 1 8 74 1 变大 克服摩擦做功更多 增加提起的物重或减轻动滑轮重 5 小明要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关 应该选用 填 同一 或 不同 滑轮组 提升 填 相同 或 不同 的高度去研究 6 小明要研究滑轮组机械效率高低是否与动滑轮的重力有关 应该选用提升 填 相同 或 不同 物重 用 填 相同 或 不同 的滑轮组来提升去研究 同一 不同 相同 不同 例1 2016 广东 质量为0 5kg的塑料桶装满水后总质量为10kg 小明将其从地面匀速搬到高度为1m的桌面上 在竖直向上搬水的过程中所做的总功是j 有用功是j 机械效率是 g 10n kg 重难点突破 100 一 理解有用功 额外功和总功 95 95 点拨1 判断是有用功还是额外功 先要明确工作目的是什么 小明的目的是搬水 所以对水做的功是有用功 对桶做的功的额外功 对水和桶做的功的总功 变式拓展1 如图25 小王站在高3m 长6m的斜面上 将重200n的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端 拉力大小恒为120n 所花时间是10s 求 1 小王对物体做的有用功 2 小王做的额外功及斜面对木箱的摩擦力 3 小王对木箱做功的功率 4 斜面的机械效率 答 1 600j 2 120j20n 3 72w 4 83 3 例2 2016 德阳 关于功率 机械效率的说法正确的是 a 做功多的机器机械效率一定高b 机械效率高的机器功率一定大c 功率小的机器做功慢d 功率大的机器做功时间一定短 二 理解机械效率 c 点拨2 使用机械时 机械效率是指有用功在总功中占的比例 机械效率高说明有用功在总功中占的比例大 但有用功不一定多 额外功少或总功多 是由有用功在总功中占的比值大小来决定的 变式拓展2 下列关于机械效率的说法正确的是 a 机械效率小于1b 有用功越多 机械效率越高c 功率大的机械 机械效率高d 额外功越少的机械 机械效率越高 a 例3 2016 永州 用如图26所示的滑轮组将一个重为48n的物体匀速提升0 2m 作用在绳子自由端的拉力为20n 则绳子自由端移动的距离为m 该滑轮组的机械效率为 0 6 三 计算机械效率 80 点拨3 机械效率1 基本公式 w有 w总 2 滑轮组还可分为竖直方向拉物体和水平方向拉物体两种情况 1 竖直方向拉物体时 w有 w总 gh fs 2 水平方向拉物体前进时 w有 w总 fl fs f指物体水平方向所受的阻力 l指物体移动的距离 f指绳子自由端所受的拉力 s指绳子自由端移动的距离 3 由p w t求出拉力的功率 变式拓展3 小明用如图27所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动 物体移动了3m 物体重为2000n 与地面的接触面积为0 5m2 运动过程中物体受到的摩擦力为450n 绳自由端受到的拉力f为200n 求 1 小明对物体做的有用功 2 拉力f做的功 3 该装置的机械效率 答案 1 w有 fl 450n 3m 1350j 2 w总 fs 200n 9m 1800j 3 w有 w总 100 450n 3m 200n 9m 100 75 1 用水桶从井中提水时 对桶做的是功 对水做的是功 如果不慎把桶掉到井里了 从井中把桶捞上来时 对桶做的是功 对水做的是功 额外 课堂精炼 考点一 有用功 额外功 和总功 有用 有用 额外 2 如图28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 在这个过程中 对物体做的有用功为j 推力做的总功为j 额外功为j 那么物体与斜面之间的摩擦力是n 540 900 360 120 3 2016 贵港 如图29所示 工人用滑轮组匀速提升重800n的货物 所用的拉力f为500n 货物在50s内匀速上升5m