中考物理冲刺复习 第十二章 简单机械（重难点突破+剖析重点实验）课件.ppt

物理 第十二章简单机械 中考导航一 考纲要求 考点1 认识杠杆及相关概念 考点2 知道杠杆平衡条件及其应用 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 二 考情分析 近几年中考对本章知识的考查主要集中杠杆的五要素 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 第1课时杠杆滑轮 考点梳理一 杠杆 1 定义 在力的作用下能绕着转动的棒 2 杠杆作用的五要素 使杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力f1 阻碍杠杆转动的力f2 动力臂 从到力作用线的距离l1 从支点到阻力作用线的距离l2 3 杠杆的平衡条件 即 固定点 硬 支点 动力 支点 阻力臂 动 动力 动力臂 阻力 阻力臂 f1l1 f2l2 第1课时杠杆滑轮 阻力 4 杠杆分类 大于 相等 费 省 小于 费 省 第1课时杠杆滑轮 二 其他简单机械 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 如右图 特点 不能但是能改变 对理想的定滑轮 不计轮轴间摩擦 f g2 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 如右图 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力 则 f g 2 等臂 省力 力的方向 省力 一半 力的方向 第1课时杠杆滑轮 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 绳子自由端移动距离sf 或速度vf 与重物移动的距离sg 或速度vg 的关系 s绳 v绳 省力 改变力的方向 第1课时杠杆滑轮 g物 n nv物 ns物 g物 g动 n 滑轮组是否省力 明确滑轮组绳子自由端最后从定滑轮出来的不属于省力的绳数 从动滑轮出来的则属于省力的绳数 怎样判断滑轮组的用力情况 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 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端好 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 使用轮轴可以力 f1r f2r5 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 省力 缓 gh l 第1课时杠杆滑轮 省 重难点突破一 杠杆的分类 例1 图4所示的用具中 属于费力杠杆的是点拔 先确定各个图的动力臂与阻力臂的关系再进行比较变式拓展1 吴晓是一名钓鱼爱好者 如图22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 第1课时杠杆滑轮 a d 二 画力臂例2 画出下列图中所示的杠杆的力臂 点拨2 找出支点o 画力的作用线 即沿力方向所在的直线 用虚线画 画力臂 实线 过支点垂直力的作用线作垂线 标出力臂 变式拓展2画出图甲中的动力臂l1和阻力臂l2 第1课时杠杆滑轮 二 解决杠杆平衡时动力最小问题例3 如图所示 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 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 变式拓展3 如图所示 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 第1课时杠杆滑轮 三 杠杆的计算 例4 2014 怀化 如图所示 小明正在做俯卧撑 把他的身体看作一个杠杆 o为支点 a为重心 他的体重为550n 地面对手的支持力f的力臂是m 大小为n点拨4 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 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 3分 杠杆a端受到的拉力是多少n 2 3分 甲物体的重力是多少n 答案 120n 180n 提示 甲物体悬挂在杠杆上平衡时受三个力作用 由p1 3p2 可得f1 3f2 即第二种情况的支持力是重力的1 3 第1课时杠杆滑轮 四 认识定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用例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 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 变式拓展5 在如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 第1课时杠杆滑轮 d c 五 组装滑轮组例6 按要求完成图中滑轮组的绕法 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 变式拓展6 某工人利用滑轮组竖直向下拉将重物匀速提起 请在图中完成此要求 第1课时杠杆滑轮 六 有关滑轮组的计算例7 如图所示 某人用该滑轮组匀速提起重力是90n的物体 所用的拉力是50n 求 1 该滑轮组动滑轮的重力是多大 2 若用该滑轮组匀速提起重力是50n的物体 所用拉力是多大 3 若将物体提高10cm 绳子的末端移动的距离是多少 整题中不计绳子之间的摩擦力 第1课时杠杆滑轮 解 1 此滑轮组由2段绳子承担物重 所以f 1 2 g物 g动 则g动 2f g物 2 50n 90n 10n 2 f 1 2 g物 g动 50n 10n 30n 3 s 2h 2 10m 20m 答 1 该滑轮组动滑轮的重力是10n 2 若用该滑轮组将50n的物体匀速提起 所用拉力是30n 3 若将物体提高10m 绳子末端移动的距离是20m 点拨7 先确定绳子的段数n 再根据f g物 g动 n或变形得到 1 2 问 3 确定滑轮组承担物重的绳子段数 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 变式拓展7 如图7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为多大 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 第1课时杠杆滑轮 解 1 由f 1 3 g g动 可知 g动 3f g 3 200n 480n 120n 2 物体移动的速度 v h t 2m 20s 0 1m s 自由端移动的速度 v 3v 3 0 1m s 0 3m s 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 f 1 3 g g动 480n 150n 120n 210n 答 1 动滑轮重为120n 2 绳自由端的移动速度为0 3m s 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为210n 剖析重点实验 杠杆的平衡条件例题 2014年辽宁锦州中 在探究 杠杆的平衡条件 实验中 所用的实验器材有杠杆尺 支架 细线 质量相同的钩码若干 1 将杠杆装在支架上 发现杠杆右端下沉 此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向调 2 调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是方便 3 某同学进行正确的实验操作后 能不能根据图 甲 这一组数据得出探究结论 填 能 或 不能 理由是 4 如图 甲 所示 杠杆在水平位置平衡 如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码 则杠杆 填 左 或 右 端将下沉 第1课时杠杆滑轮 左 直接从杠杆上测出力力臂 不能 实验次数太少 得出的结论具有偶然性 左 5 如图 乙 所示 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 若使杠杆仍然在水平位置平衡 则弹簧测力计的示数将 选填 变大 变小 或 不变 其原因是 6 实验结束后 小明提出了新的探究问题 若支点不在杠杆的中点时 杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是小组同学利用如图2示装置进行探究 发现在杠杆左端的不同位置 用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时 测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符 其原因是 第1课时杠杆滑轮 杠杆自重的影响 变大 其力臂变小 课堂精练 1 小刚家厨房里有一把多功能剪刀 图3中标注了该剪刀的相关用途 对于它的使用 以下分析正确的是 a 做启瓶器使用时 它是一个费力杠杆b 做剪刀使用时 物体越靠近o点越省力c 做削皮刀使用时 刀刃很锋利 是为了增大压力把果皮削掉d 做挤压钳使用时 挤压齿尖锐 是为了减小压强把果壳挤开2 下图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景 她的重心在a点 体重为500n 设地面对两个手掌的支持力为f 在运动员身体撑起的过程中 a 支持力f一定不做功b 支持力f一定做功c 支持力f 500nd 支持力f 500n 第1课时杠杆滑轮 b a 3 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 4 如图所示 把一根质量忽略不计的木棒aob从o点悬挂 ao 3ob 当在b端挂一个重为300n重物时 要使得木棒在水平位置静止 则需要在a点施加的竖直向下的动力f为 n 若保持动力f始终竖直向下 将重物缓慢提升 则拉力f的大小将 变小 变大 不变 第1课时杠杆滑轮 a 100 不变 5 某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验 图中杠杆匀质且均匀刻度 当杠杆水平平衡后 在左侧第2格上挂3个相同的钩码 则应在右侧第3格上挂个相同的钩码才能使杠杆水平平衡 若在右侧改用弹簧测力计向下拉 弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动 杠杆始终保持水平平衡 则弹簧测力计的示数将逐渐 选填 增大 减小 或 不变 第1课时杠杆滑轮 增大 2 6 2012广东 如图10 杠杆ob可绕o点转动 在力f的作用下在水平位置平衡 画出力f的力臂l 7 2014广东 如题18图所示 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 选填 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 第1课时杠杆滑轮 动力f1 n 阻力臂l2 m 0 2 0 3 中考导航一 考纲要求 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 的机械效率二 考情分析 近年来广东省试题主要考查力是否做功 功 和功率的计算 探究滑轮组和斜面的机械功和功率率的内容是力学知识的综合体现 功 功率的计算是中考的重点知识 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 第2课时机械效率 考点梳理一 各种功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 二 机械效率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 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 还需刻度尺 弹簧测力计 步骤 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高 第2课时机械效率 必须做 额外功 w有 有用功 w有 w额 总功 额外功 有用功 w额 小于 w有 w总 结论 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有 a 动滑轮重量 b 提升物体的重量 c 各种摩擦 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率 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 当一滑轮组 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 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 第2课时机械效率 绳子移动的距离s 物体上升的高度h 动滑轮的重力 被提升物体重力 物体的重力g 斜面长l 斜面高h 对绳子的拉力 低 低 斜面的倾斜程度 在斜面上对物体的拉力f 斜面的粗糙程度 重难点突破 一 理解有用功 额外功和总功 例1 小明打水时把掉进井底 他要把打捞上来 他对做的功的有用功 对做的功的额外功 点拨1 判断的有用功还是额外功 先要明确工作目的是什么 小明的目的的打捞桶 所以对桶做的功是有用功 变式拓展1 如图42 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 3 小王对木箱做功的功率 4 斜面的机械效率 第2课时机械效率 对桶做的功 对水做的功 60012072w80 二 理解机械效率 例2 关于机械效率 下列说法正确的是 a 机械效率越高 所做的有用功越多b 总功少的机械 效率越高c 额外功少的机械 机械效率越高d 总功一定时 有用功多的机械的效率高点拨2 使用机械时 机械效率是指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 下列关于机械效率说法正确的是 a 机械效率小于1b 做有功越多 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 第2课时机械效率 d a 三 计算机械效率例3 2013 辽阳 用如图所示的滑轮组提升物体 已知物重为200n 拉力为120n 物体被提升了2m 所用时间为2s 那么此滑轮组的机械效率是 拉力的功率是w点拨3 机械效率 1 基本公式 w有 w总 2 而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 ll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 4 p w t求出拉力的功率 第2课时机械效率 83 3 240 变式拓展3 小明用如图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 第2课时机械效率 1 w有 fl 450n 3m 1350j 剖析重点实验 测定滑轮组的机械效率例题 同学们在探究 影响滑轮组机械效率高低的因素 时提出了下列假设 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 滑轮组机械效率高低可能与被提物体的重有关 滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关 一位同学设计了如图所示的四个滑轮组 并将所测实验数据填入下表 第2课时机械效率 66 7 80 1 在表中填上3次和4次实验的机械效率 2 根据实验 填 可知 滑轮组机械效率高低与被提物重有关 3 根据实验 和 可知 滑轮组的机械效率与无关 4 通过实验可以发现 不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越重 机械效率越 5 要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关 应该选用同一 填 同一 或 不同 滑轮组 提升不同 填 相同 或 不同 的高度去研究 第2课时机械效率 承担物重的绳子段数 小 或低 同一 不同 课堂精练 1 2010年广东 某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼 如果分别采用如图39所示的两种方式搬运 对于f1和f2做功的情况 以下判断正确的是 a 两种方式机械效率一定相等 b 两种方式功率一定相等 c 两种方