2014中考复习备战策略 物理PPT 第14讲 简单机械.ppt

第14讲简单机械 考点一杠杆1 在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒 叫做 支点是固定点 动力臂是从支点到 间的垂直距离 阻力臂是支点到 的垂直距离 2 杠杆是生产和生活中经常使用的工具 人们把杠杆处于 或 状态称为杠杆平衡 首先发现了使杠杆处于这种状态的条件 杠杆平衡条件是 即 杠杆 动力作用线 阻力作用线 静止 匀速转动 阿基米德 f1l1 f2l2 3 杠杆的分类 1 省力杠杆 动力臂 阻力臂 特点是 但 如 撬棒 起子 2 费力杠杆 动力臂 阻力臂 特点是 但 如 船桨 镊子 3 等臂杠杆 动力臂 阻力臂 特点是既不省力也不费力 如 天平 大于 省力 费距离 小于 费力 省距离 等于 4 力臂的画法 要正确画出杠杆上各力的力臂 明确力臂的概念是关键 画法可按以下几步完成 1 首先在杠杆的示意图上 确定支点o 2 画出动力作用线和阻力作用线 必要时要用虚线将力的作用线延长 3 过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂 考点二滑轮1 常用的滑轮有两种类型 滑轮和 滑轮 使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮 使用时轴随被吊物体一起运动的滑轮叫做动滑轮 2 定滑轮的实质是 杠杆 特点是不能 但能改变 3 动滑轮的实质是动力臂为阻力臂 的杠杆 特点是能 但不能 定 动 等臂 省力 力的方向 二倍 省一半力 改变力的方向 4 使用滑轮组时 物体和动滑轮的总重由几段绳子承担 提起物体所用的力就是总重的 即f 绳子移动的距离就是物体上升高度的几倍 即s 几分之一 nh 温馨提示 确定承担物重绳子的段数n的方法 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线 将它们分开 有几段绳子绕在动滑轮上 段数就是几 考点三机械效率1 有用功 使用机械做功时 对人们有用必须要做的功叫做有用功 用 表示 额外功 使用机械做功时 对人们无用但又不得不做的功叫做额外功 用 表示 总功 与 之和 用w总表示 即 2 与 的比值叫做机械效率 公式 有用功总是小于总功 所以机械效率总小于1 通常用 表示 且无单位 w有 w额 有用功 额外功 w总 w有 w额 有用功 总功 百分数 3 机械效率的计算 1 斜面 2 用滑轮组提升物体时 影响滑轮组机械效率的因素 不考虑绳重和摩擦 同一滑轮组 提升的物体重力越大 机械效率越 提升同一物体 动滑轮越重 机械效率越 高 低 3 用滑轮组水平拉动物体时 f为物体受到水平面的摩擦力 考点一杠杆命题点 1 力臂的作图 2 杠杆的平衡条件 3 杠杆的分类 例1 2013 南充 如图所示的水平杠杆中 o为支点 请画出图中力f1和f2的力臂l1和l2 解析 本题考查力臂的画法 沿力f1和f2的方向画出两力的作用线 从支点o向力f1和f2的作用线作垂线段 在垂线段与力f1和f2的作用线相交处标上垂足符号 用大括号把力臂标出来 把力臂的名称写在大括号附近 答案 如图所示 方法总结 如果只要求画出已知力的力臂 则可按以下步骤 1 找到支点 2 确定并画出力的作用线 3 从支点向力的作用线作出一段垂线段 4 在垂线段与力的作用线相交处标上垂足符号 5 用大括号和字母符号标出力臂 例2 2013 盐城 如图所示 保持杠杆在水平位置平衡 在其他条件不变的情况下 下列操作能使弹簧测力计示数变大的是 a 减少钩码的个数b 将钩码悬挂点的位置向右移c 保持拉力方向不变 将弹簧测力计向右移d 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变 使其向右倾斜 解析 本题考查杠杆平衡条件的实验探究 要使弹簧测力计的示数变大 可增加左边钩码的个数 a选项错误 将钩码悬挂点的位置向右移 相当于减小了钩码重力的力臂 弹簧测力计的示数应变小 b选项错误 保持拉力方向不变 将弹簧测力计向右移 增大了拉力的力臂 可减小拉力 c选项错误 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变 使其向右倾斜 减小了拉力的力臂 可使测力计的示数变大 d选项正确 故选d 答案 d 考点二滑轮命题点 1 定滑轮的特点 2 动滑轮的特点 3 滑轮组在生活中的应用 例3 2013 福州 小明用如图所示的滑轮组 将重为1 5n的物体匀速提升到一定高度 在此过程中 手拉力的大小实际应该是 a 小于0 75nb 等于0 75nc 大于0 75nd 等于0 5n 解析 本题考查滑轮组 由图可知 承担重物的绳子段数为2 当不计绳重和摩擦时 作用在绳子自由端的拉力f跟物重g之间的关系是 实际拉力一定大于物重的一半 故选c 答案 c 考点三机械效率命题点 1 有用功 总功 额外功的区别 2 机械效率的相关计算 例4 2013 南充 如图所示 在测量滑轮组的机械效率的实验装置中 动滑轮重0 6n 物重2 4n 不计绳重和各处摩擦 当物体匀速提升时 绳的自由端在竖直方向上的拉力f为 此过程滑轮组的机械效率为 解析 本题考查机械效率 由题图可知 此滑轮组承担物重的绳子的段数为n 3 则绳的自由端在竖直方向上的拉力为 此滑轮组的机械效率为 答案 1n80 1 某同学设计了一种如图所示的简易电梯 由图可知 a a是动滑轮b b是定滑轮c 如果电动机向下拉动绳子 电梯厢将上升d 电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等答案 c 2 工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼 在滑轮组上加润滑油后 机械效率提高了 则加润滑油后工人提升同样的重物时 做功的 a 有用功减小 总功不变b 有用功增加 总功增加c 有用功减小 总功减小d 有用功不变 总功减小答案 d 3 工人利用如图所示的滑轮组 将重800n的物体竖直向上匀速提升1m 工人对绳的拉力为500n 则滑轮组对重物所做的有用功w有和该滑轮组此时的机械效率 分别是 a w有 500j 62 5 b w有 500j 80 c w有 800j 62 5 d w有 800j 80 答案 d 4 如图所示 轻质杠杆oa中点悬挂重为60n的物体 在a端施加一竖直向上的力f 杠杆在水平位置平衡 则力f的大小是 保持f的方向不变 将杠杆从a位置匀速提升到b位置的过程中 力f将 填 变大 变小 或 不变 答案 30n不变 5 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图 o为支点 a为手握鱼竿的作用点 请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力f2的力臂 最小的动力f1及其力臂 答案 如图所示 6 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 1 某同学将杠杆悬挂起来 发现杠杆的右端低 左端高 他应该将杠杆两端的平衡螺母向 调节 使杠杆在 位置平衡 2 在杠杆两端挂钩码 不断改变动力或动力臂的大小 调节阻力或阻力臂的大小 使杠杆在原来的位置重新平衡 记录数据如下表 根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是 3 根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是 动力 动力臂 阻力 阻力臂 他得出此错误结论的原因是 答案 1 左水平 2 f1l1 f2l2 3 将不同的物理量进行了加法运算 7 如图所示是迫击炮供弹车 钢缆绳以大小为100n的拉力f使炮弹匀速升高2m 若炮弹重为150n 求 1 滑轮组提升炮弹所做的有用功 2 拉力f做的总功 3 滑轮组的机械效率 解 1 w有 gh 150n 2m 300j 2 s nh 2 2m 4mw总 fs 100n 4m 400j 3 考点训练14 一 选择题 每小题3分 共39分 1 给我一个支点和一根足够长的棍 我就能撬动整个地球 下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是 答案 d 2 如图所示 小枫骑变速自行车上坡时 要想省力 后轴的齿轮应该换用较大还是较小的 原因是什么 下列对这两个问题回答正确的是 a 较大的 增大动力臂b 较大的 减小阻力臂c 较小的 增大动力臂d 较小的 减小阻力臂答案 d 3 如图所示的情景中 所使用的工具属于费力杠杆的是 答案 d 4 如图所示 作用在杠杆一端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 力f在这个过程中 a 变大b 变小c 不变d 先变大后变小答案 a 5 如图为家庭手摇升降晾衣架结构图 当顺时针摇动手柄时 横梁上升 下列滑轮属于动滑轮的是 a 甲b 乙c 丙d 丁答案 d 6 如图所示 一根木棒ab在o点被悬挂起来 ao oc 在a c两点分别挂有两个和三个相同的钩码 木棒处于水平平衡 如在木棒的a c两点各增加一个同样的钩码 则木棒 a 绕o点顺时针方向转动b 绕o点逆时针方向转动c 仍保持平衡d 平衡被破坏 转动方向不定答案 c 7 2013 山西 小明小组利用如图所示装置探究 杠杆平衡条件 时 在杠杆两侧挂上不同个数的钩码 移动钩码使杠杆在水平位置平衡 这样三次实验后得出结论 动力 支点到动力作用点的距离 阻力 支点到阻力作用点的距离 下列能帮助他得出正确结论的操作是 a 去掉一侧钩码 换用弹簧测力计竖直向下拉b 去掉一侧钩码 换用弹簧测力计斜向下拉c 去掉一侧钩码 换用弹簧测力计竖直向上拉d 增加钩码个数 再多次实验使结论更具普遍性答案 b 8 2013 淄博 如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式 不计机械重和摩擦 其中所需动力最小的是 答案 d 9 2013 株洲 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味 使用时用脚踩踏板 桶盖开启 根据室内垃圾桶的结构示意图 可确定桶中有两个杠杆在起作用 两杠杆支点为o1 o2 则对应的杠杆分别为 a 省力杠杆省力杠杆b 省力杠杆费力杠杆c 费力杠杆费力杠杆d 费力杠杆省力杠杆 解析 如图所示 用脚踩踏板时 o1点是支点 动力作用在a点 阻力作用在b点 脚踩下踏板时 动力臂大于阻力臂 属于省力杠杆 桶盖开启时 支点是o2 动力作用在c点 阻力作用在d点 在打开盖子的过程中 动力臂小于阻力臂 属于费力杠杆 故选b 答案 b 10 2013 漳州 下列关于机械效率的说法正确的是 a 机械效率不可能达到100 b 随着科学技术的发展 机械效率可能会大于100 c 滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率d 杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率 解析 任何机械都不可避免地要做额外功 所以机械效率不可能达到100 a选项正确 b选项错误 当提升相同重物到相同高度时 各种机械所做的有用功相同 滑轮组 动滑轮和杠杆的机械效率取决于其所做额外功的多少 滑轮组的动滑轮较多较重时 机械效率可能要小于动滑轮的机械效率 杠杆的摩擦和自身较重时机械效率可能小于动滑轮的机械效率 所以c d选项均错误 故选a 答案 a 11 2013 自贡 将一定滑轮改为动滑轮使用 则它的机械效率在不计绳重和摩擦时 a 一定提高b 一定降低c 一定不变d 无法判断解析 提升的重物质量不变时 由w gh可知 两种机械做的有用功相同 将一定滑轮改为动滑轮使用时 提升重物的同时 也要把动滑轮提起 故增大了额外功 所以机械效率降低 故选b 答案 b 12 2013 德州 某实验小组分别用如图所示的甲 乙两个滑轮组 每个滑轮重相同 匀速提起相同的重物 不计绳重及摩擦 下列说法正确的是 a 甲图省力机械效率甲图大b 甲图省力机械效率一样大c 乙图省力机械效率一样大d 乙图省力机械效率乙图大 解析 甲图中重物和动滑轮总重由两段绳子承担 则f甲 g g动 乙图中重物和动滑轮的总重由三段绳子承担 则f乙 g g动 所以乙图省力 每个滑轮重相同 不计绳重及摩擦 根据知 两个滑轮组机械效率相同 故选c 答案 c 13 2013 河南 一个滑轮组经改进后提高了机械效率 用它将同一物体匀速提升同样的高度 改进后与改进前相比 a 有用功减少 总功减少b 有用功增加 总功增加c 有用功不变 总功不变d 有用功不变 总功减少 解析 任何机械都不能省功 因此将同一物体匀速提升同样的高度时有用功不变 a b选项排除 机械效率为有用功和总功的比值 有用功不变 机械效率增大 则总功减小 所以d选项正确 故选d 答案 d 二 填空题 每空3分 第18题作图4分 共34分 14 杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用 有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 有时却要使用费力杠杆 那又是为了 答案 省力省距离 15 用如图所示滑轮组提起重物 不计动滑轮自重和摩擦 若拉力f为50n 则物重g为 n 若绳子的自由端向上拉0 6m 则重物升高 m 答案 1500 216 某同学骑车在水平路面行进 当自行车两个脚踏板转到位置时 用力最小 这是因为这个位置的最大 答案 水平动力臂 17 2013 沈阳 如图所示 分别用定滑轮 动滑轮把重力相同的甲 乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度 不计机械自重和摩擦 则所用拉力f甲 填 或 p乙 解析 由于不计机械自重和摩擦 定滑轮不省力 动滑轮能省一半的力 所以所用拉力f甲 f乙 又由于把重力相同的甲 乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度 所以两滑轮做的功是相同的 功率也是相等的 即p甲 p乙 答案 18 2013 广东 如图所示 用滑轮组将物块从位置a匀速拉到位置b 请在图中画出最省力的绕线方法 物块移动的距离为 cm 若此时绳自由端所用拉力为10n 物块受到的摩擦力为18n 滑轮组的机械效率为 解析 此题最省力的绕法是动滑轮上连3股绳 如图所示 以物块右端为研究对象 它从坐标45 00cm处移动到坐标41 90cm处 移动了3 10cm 设有用功为w有 总功为w总 答案 绕线方法如图所示3 1060 三 作图题 每小题5分 共10分 19 2013 孝感 下图是一种门锁把手的示意图 o点是把手的转轴 请画出作用力f的力臂l 答案 如图所示 20 请在图中用笔画线 画出用滑轮组提升重物最省力的绕法 答案 如图所示 四 实验探究题 21题9分 22题8分 共17分 21 小明在探究 杠杆的平衡条件 实验中 1 实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡 其目的是 2 杠杆平衡后 小明在图甲所示的a位置挂上两个钩码 可在b位置挂上 个钩码 使杠杆在水平位置平衡 3 他改用弹簧测力计