广西中考物理 第12讲 简单的机械课件.ppt

第一部分考点研究 第十二讲简单的机械 广西2011 2014中考试题精编 知识精讲考点清单重难点突破 实验突破 2015备考猜押 考点清单 简单机械 杠杆 杠杆的定义五要素杠杆的平衡条件生活中的杠杆 定滑轮动滑轮滑轮组其他简单的机械 有用功和额外功机械效率 机械效率 滑轮 如下图所示 一根硬棒 在力的作用下能绕着 转动 这根硬棒就是杠杆 阻力作用线 固定点o 支点 动力 阻力 动力作用线 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 杠杆的平衡条件可以写作 f1l1 f2l2 生活中的杠杆等臂杠杆 动力臂 阻力臂 既不省力 也不费力 例 天平 省力杠杆 动力臂 阻力臂 省力 但 距离 例 老虎钳 指甲剪 开瓶起 钳子 羊角锤 费力杠杆 动力臂 阻力臂 费力 但 距离 例 镊子 食品夹 划船用的船桨 省 费 等臂 力 的方向 不省力也不费距离 s h 省力 省力 费距离 s 2h 省力 力的方向 s nh 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 若使用轮轴或斜面能 力 则一定要 距离 例 钥匙 盘山公路 省 省 费 有用功和额外功 无论是否使用机械 必须要做的功 叫有用功 用w有表示 克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功叫做额外功 用w额表示 有用功与额外功之和叫做总功 用w总表示 即w总 w有用 w额 机械效率 物理学中 将 跟 的比值叫做机械效率 用符号 表示 公式 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 机械效率通常用 表示 提高机械效率的主要方法 改进结构 使它更合理 更轻巧 在使用中按照技术规程经常保养 使机械处于良好的状态 有用功 总功 小于 重难点突破1 杠杆类型的判断考情总结 杠杆类型的判断分为两种形式 1 一般在选择题 1个选项 和填空题 1空 中结合其他知识进行考查 同时在选择题中以四幅图的形式呈现 2 判断生活中常用的一些工具在使用过程中是哪种杠杆类型 如 开瓶器 老虎钳 核桃夹 食品夹 撬石头 指甲剪 起子 钳子 羊角锤等 根据杠杆平衡条件 可以把杠杆在应用中分为三种情况 2 力臂作图考情总结 杠杆力臂作图在广西中考中考查的形式有三种 一种是直接对杠杆进行力臂作图 动力臂 阻力臂 另一种是结合生活实际 例如撬石块动力臂的作图 铡刀的力臂作图 第三种是结合滑轮考查动滑轮的动力臂作图 1 力臂作图步骤 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 作图规范和注意事项 作图应该用直尺 铅笔 作出的力臂必须为实线 力臂应该是垂直于力的方向的 所以在力臂的垂足位置应标明垂足直角符号 在力的作用线上应标上箭头 并加相应的字母 例 2013河池 如图所示 杠杆oba处于平衡状态 请分别画出力f1的力臂l1和力f2的力臂l2 例题图 例题答图 3 判断滑轮组绳子段数及用力情况 1 不计摩擦和机械本身的重力时 2 只考虑动滑轮的重力 不计摩擦和绳重时 n为承担物重的绳子段数 而承担物重的绳子段数则可以通过 隔离法 来确定 如下图所示 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线 有几段绳子通过动滑轮 或者有几条绳子与动滑轮相连 就有几段绳子承担物重 滑轮组的组装 根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端的位置 即 奇动偶定 n为奇数 绳子的固定端在动滑轮上 n为偶数 绳子的固定端在定滑轮上 4 机械效率的计算 简单机械 物理量 实验一探究杠杆的平衡条件 2014年1次 2013年3次 2012年1次 2011年4次 1 杠杆平衡螺母的调节 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 2014年1次 2013年2次 2011年1次 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 2013年1次 2011年4次 实验突破 3 选择杠杆中间为支点的原因 减少杠杆自重对实验的影响 4 测力计从竖直拉杠杆变为倾斜拉杠杆 测力计的示数变化 2013年2次 2011年1次 5 分析数据 总结杠杆平衡条件 2013年2次 2011年1次 6 杠杆再平衡 2013年1次 2012年1次 2011年2次 7 需要多次实验的目的 使结论更具普遍性 2014年1次 2013年1次 2011年2次 实验结论 杠杆平衡的条件为 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 用公式表f1l1 f2l2 例1 2014昆明 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 采用了如图所示的实验装置 例1题图 1 调节杠杆平衡时 都应该使它在 位置平衡 根据图示杠杆所处的位置 应将平衡螺母向 选填 右 或 左 调整 2 挂上钩码 正确调节使杠杆再次平衡 此时挂在杠杆上的钩码施加的动力 阻力方向恰好与杠杆 挂钩码位置所对应的刻度值就等于 水平 左 垂直 力臂 3 某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码 同时调节平衡螺母使杠杆平衡 你认为他们的做法是 错误的 4 实验的结果如下表所示 甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是 动力 动力臂 阻力 阻力臂 乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是 动力 动力臂 阻力 阻力臂 两个同学都认为自己是对的 对方是错误的 那么你认为他们中正确的应该是 同学 原因是 同学的结论仅从部分实验数据分析得到 不是所有实验数据都满足他总结的结论 乙 甲 5 下列正在使用中的杠杆 用镊子取砝码 用扳手拧螺母 用钉锤拔钉子 属于费力的杠杆是 镊子 解析 1 调节杠杆平衡时 都应该使它在水平位置平衡 使杠杆的重心落到支点 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 杠杆右端低左端高 要使它在水平位置平衡 应将杠杆右端的平衡螺母向左调节 2 对于直棒杠杆 如果力的方向与杠杆垂直 则力臂和支点与动力作用点之间的距离相等 如果力的方向与杠杆不垂直 则力臂小于支点与动力作用点之间的距离 3 在挂上钩码后 如果出现不平衡 不能再调节平衡螺母 应通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡 4 乙同学是通过6组实验结果 得出的实验结论 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂 或f1l1 f2l2 而甲同学仅仅通过前3组实验得出的结果 具有片面性和不正确性 5 镊子是动力臂小于阻力臂的杠杆 是费力杠杆 而扳手和钉锤是动力臂大于阻力臂的杠杆 是省力杠杆 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 便于在杠杆上直接测量 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 选填 变大 变小 或 不变 其原因是 减小杠杆自身重对实验造成的影响 力臂 变大 拉力的力臂变小 解析 1 实验时让支点在杠杆的中央是为了减小杠杆自身重对实验造成的影响 2 当杠杆在水平位置平衡时 支点到力的作用点的距离就是力臂 这样便于测量力臂 3 当弹簧测力计向右倾斜时 拉力的力臂变小 根据杠杆平衡条件可知拉力要变大 实验二测量滑轮组的机械效率 2014年1次 2012年1次 2011年1次 1 实验原理 2 实验所需测量仪器 弹簧测力计和刻度尺3 动滑轮的绕线 2012年1次 4 实验过程中如何拉动弹簧测力计 竖直向上匀速拉动弹簧测力计 2011年1次 5 弹簧测力计的读数 读数时 视线要与指针水平且与刻度板面垂直 2012年1次 2011年1次 6 有用功 总功 机械效率的计算 2012年1次 2011年1次 7 分析数据总结结论 2014年1次 2012年1次 8 滑轮组机械效率的影响因素 控制变量法的应用 2014年1次 2012年1次 实验结论 用同一滑轮组 吊起数量不同的钩码 数量越多 滑轮组的机械效率越高 钩码的数量相同 用重力或数量不同的动滑轮将钩码吊起 动滑轮越轻 滑轮组的机械效率越高 例2 2014雅安 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示 实验装置如图所示 1 实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计 使钩码上升 2 通过表中数据可分析出第2次实验是用 选填 甲 或 乙 图所示装置做的实验 例2题图 匀速 匀速直线 乙 3 通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论 使用不同的滑轮组提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 动滑轮的质量越大 滑轮组的机械效率 选填 越高 不变 或 越低 4 小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验 表中第3实验中空缺的数据应为 绳端移动距离s m 机械效率 5 比较第1次实验和第3次实验可得出结论 使用同滑轮组 越低 0 3 83 3 提升的重物越重 滑轮 组的机械效率越高 解析 1 实验中应该沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计使物体向上做匀速直线运动 2 题图甲的滑轮组有3股绳子承重 绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的3倍 题图乙的滑轮组有4股绳子承重 绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的4倍 分析表中数据可知 第2次实验绳子自由端移动的距离正好是钩码上升高度的4倍 而乙图绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的4倍 所以第2次实验使用的是乙图的装置 3 由表中数据可知 第1次实验时绳子自由端移动的距离正好是钩码上升高度的 3倍 所以它使用的是甲滑轮组 而第2次实验使用的是乙滑轮组 显然 甲滑轮组动滑轮的个数少 动滑轮质量小 重力小 而两次实验钩码重 物体上升高度等都不变 所以探究的是机械效率与动滑轮个数 质量 的关系 实验中 第1次实验使用的甲滑轮组动滑轮个数少 质量小 其机械效率较大 所以通过这两组实验可得 使用不同的滑轮组提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 动滑轮的质量越大 滑轮组的机械效率越低 4 使用第1次实验使用的甲滑轮组做实验时 绳端通过的距离是钩码上升高度的3倍 所以绳端移动距离s 3h 3 0 1m 0 3m 有用功是w有用 gh 6n 0 1m 0 6j 总功是w总 fs 2 4n 0 3m 0 72j 所以机械效率 100 100 83 3 5 第1次实验和第3次实验使用的滑轮组相同 动滑轮的重力和摩擦力一样 只有钩码的重力不同 所以探究的是机械效率与提升的重物的重力的关系 而实验中 第1次的物重小 机械效率小 第3次的物重大 机械效率也大 故可得出结论 使用同一滑轮组 提升的重物越重 滑轮组的机械效率越高 1 在实验过程中为了测量绳子自由端拉力f a同学认为应该在弹簧测力计静止时读数 b同学认为应该在缓慢匀速提升时读数 你认为正确的是 选填 a 或 b 同学的方法 2 实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置 是为了 3 实验小组按照正确的测量方法 第2次测出的拉力f与钩码所受重力g的大小关系为f 选填 或 g b 测量钩码和弹簧测力计移动 的距离 从而计算有用功和总功 解析 1 为了测量滑轮组提升物体时的机械效率 所以需在缓慢匀速提升时读数 所以b同学正确 2 要测滑轮组的机械效率 需测出g h f s 根据公式 100 计算 所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离 从而计算有用功和总功 3 由于滑轮与轮轴间存在摩擦 缠绕滑轮组的绳子有重力 所以绳子的拉f g 实验三 测量斜面的机械效率 2012年1次 2011年2次 1 实验原理和测量仪器 实验所需测量仪器 弹簧测力计和刻度尺 2 弹簧测力计运动情况 沿斜面做匀速直线运动 2012年1次 2011年1次 3 拉力与摩擦力的关系 拉力大于摩擦力 4 控制变量法的使用 控制斜面的粗糙程度与物体的重力相同 改变斜面的倾斜程度 控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同 改变斜面的粗糙程度 控制斜面的倾斜程度与粗糙程度相同 改变物体的重力 2012年1次 2011年2次 5 机械效率的计算 2012年1次 6 分析数据 总结结论 2011年2次 7 斜面在生活中的应用 楼梯 盘山公路 实验结论 1 在其他条件一定时 斜面越光滑 机械效率越高 2 在其他条件一定时 斜面越倾斜 机械效率越高 3 斜面的机械效率与物体的重力无关 例3 2014淄博 小亮看到工人利用斜面把货物推到车上 联想到物理课上学过的知识 提出了以下两个问题 1 斜面越缓越省力 是不是机械效率越高呢 2 对于同一个滑轮组 提升的物体越重 机械效率越高 对于同一个斜面 是不是所推的物体越重 机械效率越高呢 例3题图 为了解决以上问题 小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究 记录的部分实验数据如下表 0 7 71 4 1 表格中缺少2个数据 请补充完整 保留一位小数 2 在实验操作过程中 应沿斜面向上 拉动木块 实验时要使木板的倾斜角变大 应该把木板下面的木块向 移动 选填 左 或 右 匀速 左 3 通过对比实验 的数据 得出的结论是斜面越缓越省力 机械效率越 4 通过对比实验 的数据 选填实验次数 得出的结论是对于同一斜面 机械效率与所拉物体的重力 低 小 无关 解析 1 第一次实验中有用功w有 gh 1n 0 7m 0 7j 第三次实验机械效率为 100 100 71 4 2 在实验操作过程中 为了使测力计示数稳定 便于读出拉力大小 应沿斜面向上匀速拉动木块 要使木板的倾斜角变大 应把木块向左移动 3 观察 数据可以看出物重相同时 斜面倾角为30 时 拉力为0 7n 机械效率为71 4 斜面倾角为45 时 拉力为0 9n 机械效率为77 8 可以得出斜面越缓越省力 机械效率越低 小 4 根据题干看可看出同一斜面 探究机械效率与重力的关系 因此要选择斜面倾角相同 物重不同的实验进行对比 所以应选择 得出结论是对同一斜面 机械效率与所拉物体的重力无关 1 在实验操作过程中 测力计的拉力方向应与斜面 且测力计 拉动 2 实验过程中 用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时 物体受到的摩擦力f与拉力f大小关系为f f 选填 或 平行 匀速 3 斜面的机械效率除与斜面的倾斜程度有关外 请你猜想斜面的机械效率还可能与 写出一个 有关 4 斜面在生产 生活中有着广泛的应用