简单机械培训课程(ppt 80页).ppt

第一部分考点研究,第7讲简单机械,玩转重庆10年中考真题,杠杆类型的判断,1(2012重庆5题3分)如图所示，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，这是由于_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,第2题图,分子永不停息地做着无规则运动,省力,杠杆相关作图,类型一画力臂,3(2016重庆A卷14(2)1分)如图甲所示是生活中常见的壁灯，图乙是根据壁灯建立的杠杆模型请在图乙中画出并标明电灯受到重力的力臂l.,第3题图,如答图所示,第3题答图,【解析】从支点O作重力G作用线的垂线段，即为其力臂l.,l,4(2016重庆B卷14(2)1分)如图所示，杠杆OA在动力F的作用下可绕O点转动，请画出动力F的力臂l.,第4题图,如答图所示,【解析】先反向延长力F的作用线，然后过支点O做这条线的垂线段l，即为动力F的力臂l.,l,第4题答图,5(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”),第5题图,省力,如答图所示,【解析】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；从支点向动力F1的作用线引垂线；连接支点到垂足的距离即为力臂如答图所示,第5题答图,l1,类型二画最小动力,6(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,第6题图,如答图所示,【解析】根据杠杆平衡条件可知，要使作用在A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OA为力臂，力垂直OA向上如答图所示,F拉,第6题答图,杠杆平衡条件的应用,7(2015重庆A卷19题8分)如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3m，均匀正方体甲的边长为10cm，物体乙的质量为5.6kg.当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3000Pa，支点O距A点1.6m求：,第7题图,(1)物体乙受到的重力；,解：(1)物体乙受到的重力G乙m乙g5.6kg10N/kg56N；,(2)物体甲受到的支持力；,解：(2)物体甲的底面积S甲a2(0.1m)20.01m2物体甲对地面的压力F甲p甲S甲3000Pa0.01m230N物体甲受到的支持力F支F甲30N；,(3)物体甲的密度,解：(3)在杠杆AOB中：FBG乙56N由FAOAFBOB得FA49NG甲FAF支49N30N79N物体甲的密度甲7.9103kg/m3,滑轮组特点的应用及其效率的理解,8(2011重庆7题3分)如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是()A对物体做的功是额外功B拉力F做的功是有用功C拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率,第8题图,D,【解析】该题中滑轮组对物体做的功为有用功，拉力F做的是总功，故A、B两项错；滑轮组是由3段绳子承担物重的，所以s3h，故C项错；额外功是由于动滑轮的重力产生的，即W额不变，物重增加，W有增大，100%100%，故增加，所以选项D正确故选D.,额,总,9(2013重庆B卷11题2分)用如图所示滑轮组提升正方体物体，动滑轮重2N，不计摩擦和绳重物体边长为0.1m，密度为2103kg/m3，物体的质量是_kg；作用在绳端的拉力F为_N时，物体对水平地面的压强为600Pa.,第9题图,2,8,【解析】物体的质量mV2103kg/m3(0.1m)32kg；Gmg20N，物体对地面的压力为FpS600Pa(0.1m)26N，即地面对物体的支持力为6N，拉力F(GG动F)(20N2N6N)8N.,11(2015重庆A卷7题3分)如图所示，不计摩擦和绳重，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7.5NB4s内拉力F做功25JC4s内拉力F的功率为6.25WD滑轮组的机械效率为80%,第11题图,D,【解析】题图中有两段绳子承担物重，绳子自由端的拉力F(GG动)，绳子自由端移动的距离s2h代入数据得：12.5N(20NG动)，解得：G动5N，A选项错误；4s内拉力F做的功为W总FsF2h12.5N22m50J，B选项错误；4s内拉力F的功率为P总12.5W，C选项错误；4s内滑轮组做的有用功：W有Gh20N2m40J，则滑轮组的机械效率：100%100%80%，D选项正确故选D,总,总,12(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2.4104N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2104N，则滑轮的机械效率是_,第12题图,2.4104,60%,13(2016重庆A卷11题2分)某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400N，能将75kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为_W，此时滑轮组的机械效率为_%(不计绳重和摩擦),第13题图,120,62.5,18(2008重庆21题9分)中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队，队员们用鲜血和生命架起了一条抗震救灾无形的生命线，为抗震救灾提供了强有力的通信保障如图所示，在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的,第18题图,若每箱设备均重4000N，施工台距地面的高度为3m如果在忽略钢绳重和摩擦的情况下，起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N求：(1)起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少；,解：(1)有用功W有用G1h4000N3m12000J；,(2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大；,(3)在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大,解：(3)当忽略绳重和摩擦的情况下，F1(G1G)动滑轮本身的重力为G2F1G122500N4000N1000N当吊起两箱设备时，动滑轮自由端的拉力为F2(G2G)(24000N1000N)4500N速度vF2v物20.1m/s0.2m/s拉力的功率PF2vF4500N0.2m/s900W.,19(2015重庆B卷19题8分)有一质量为60kg、底面积是0.5m2的物体先静置在水平地面上，然后工人用如图所示的装置在20s内将物体匀速提升2m已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦，g取10N/kg.求：,第19题图,(1)物体静置时对水平地面的压强；,解：(1)物体对水平地面的压力FGmg60kg10N/kg600N静置时对水平地面的压强p1200Pa,(2)滑轮组的机械效率；,解：(2)由题图可知：承担物重的绳子段数n2滑轮组的机械效率100%100%75%,(3)拉力F的功率,解：(3)拉力的总功W总Fs400N2m21600J拉力的功率P80W,探究影响滑轮组机械效率的因素,20(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：,第20题图,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),【解析】(1)由100%100%得，第二组实验中，2100%88.9%，s33h310cm30cm，由题图可得，F32.2N；,总,(2)在实验操作中应竖直向上_拉动弹簧测力计,【解析】(2)为了达到较理想的效果，在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；,(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,【解析】(3)通过对比发现增加物重可以提高滑轮组的机械效率；,匀速,增加物重,(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),【解析】(4)滑轮组的机械效率还与动滑轮的质量有关,动滑轮的质量,考点梳理,知识精讲,简单机械,杠杆滑轮机械效率,杠杆,定义：一根硬棒,在力的作用下能绕_转动,这根硬棒就是杠杆.,五要素,a._：杠杆可以绕其转动的点O.b._：使杠杆转动的力F1.c._：阻碍杠杆转动的力F2.d.动力臂：从支点O到_的距离l1.e.阻力臂：从支点O到_的距离l2.,杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂.即F1l1=F2l2.,杠杆的分类,固定点O,支点,动力,阻力,动力F1作用线,阻力F2作用线,杠杆的分类,l1l2,l1l2,l1l2,省力但费距离,费力但省距离,滑轮,等臂,省力,不省力也不费距离,s=h,省力,s=2h,FG,s=3h,省力,改变力的方向,滑轮组的绳子绕法：奇动偶定,W有表示有用功，指无论是否使用机械必须要做的功.W总表示总功，为有用功与额外功之和.W额表示额外功，指使用机械时，并非我们需要又不得不做的功.,机械效率,计算公式：_,机械效率总小于1.,总,图说物理,(RJ八下P79图12.14),命题点：杠杆类型的判断力的相互作用1端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，如图所示，此时桨属于_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是_(2016德州16),费力,相互的,(HK八年级P190图1011、RJ八下P80图12.18),命题点：杠杆类型的判断杠杆平衡条件的应用2搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为1200N，独轮车有关尺寸如图所示，该独轮车是一个_杠杆(选填“省力”或“费力”)人至少需要_N的力才能抬起手(2016武汉21改编),省力,300,(HK八年级P191图1013、RJ八下P82图12.22甲),命题点：滑轮的特点3高高的旗杆矗立在操场上旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升这是因为旗杆顶部有一个_(选填“定”或“动”)滑轮，_(选填“能”或“不能”)改变力的方向，但_(选填“能”或“不能”)省距离(教材素材改编题),定,能,不能,(HK八年级P192图1016a、RJ八下P82图12.23丙),命题点：滑轮的特点及机械效率的计算4如图所示，物体所受重力为160N若不计滑轮重、绳重和摩擦，当匀速提升物体时，拉力F为_N；若与物体相连的滑轮重40N，不计绳重和摩擦，此滑轮的机械效率是_(2016黔西南26改编),80,80%,重难点突破,一,杠杆作图,例1(2015达州)如图是一轻质杠杆，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.,例1题图,如答图所示,l,F,例1题答图,例2(2016广安)如图所示，想要在B点施加最小的动力撬起铁路上报废的道钉，请画出该最小动力F的示意图，并标出动力臂l.,例2题图,例2题答图,l,F,如答图所示,方法指导杠杆作图的方法1力臂作图步骤(1)找支点：根据题目已知的支点或根据支点不动的特点找出杠杆的支点；(2)确定力：确定动力(或阻力)的作用点、方向；(3)画线：画出动力作用线及阻力作用线，用虚线将力的作用线适当延长；,(4)作垂线段：从支点O向力的作用线作垂线，标出垂直符号；(5)标力臂：支点到垂足的距离就是力臂，用大括号或背向箭头标识,2画最小动力的方法(1)找支点：动力作用点选在杠杆上距支点最远处；(2)画力臂：连接动力作用点和支点(即力臂，用实线)；(3)画力：过动力作用点，作动力作用点与支点连线的垂线；(4)确定力的方向：根据阻力使杠杆转动的方向与动力的方向相反，确定动力的方向,二,机械效率的相关计算,例3如图所示滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则拉力F的功率为_W，滑轮组的机械效率为_%；若增加所挂物体的重力，该滑轮组机械效率将_(选填“变大”“变小”或“不变”)(g取10N/kg),500,90,变大,例3题图,例4(2016德阳)如图斜面长6m，高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是_W，该斜面机械效率是_%.,例4题图,750,80,计算滑轮组的机械效率的方法(1)确定承重的绳子段数n，可用隔离法来确定：如例3题图，画线后，可看出动滑轮由三根绳子提升，则n3；(2)绳子自由端移动的距离和物体移动的距离的关系为snh物；,方法指导,实验突破,实验一,探究杠杆的平衡条件,命题点：1选择杠杆中间为支点的原因(减小杠杆自重对实验的影响)2实验前杠杆平衡螺母的调节(左高向左调，右高向右调注意：实验过程中不能再调节平衡螺母),3调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂)4弹簧测力计读数5弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计示数的变化(拉力力臂变小，示数变大),6分析数据总结杠杆平衡条件7杠杆平衡条件的应用(在杠杆平衡时，两边增减砝码后杠杆是否平衡的判断或使杠杆再平衡的方法；力或力臂的计算)8测量多组数据的目的(避免偶然性，使结论更具有普遍性)实验结论：杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂，即F1l1F2l2.,例1(2016宜宾)如图所示，探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力计(单位：N)等实验器材探究杠杆的平衡条件在探究实验中,例1题图,(1)在挂钩码前，小组发现杠杆左端高右端低(如图甲所示)，应将杠杆两端的平衡螺母向_调节(选填“左”或“右”)，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了方便读出_,左,力臂,【解析】(1)根据“左高向左调，右高向右调”的规律可知，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节；当杠杆在水平位置平衡时，左右两侧所受拉力的方向与杠杆垂直，这样从支点到左右两侧拉力作用点的距离即为相应的力臂大小，可以直接从杠杆上读出来；,(2)接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙)，这时杠杆两侧受到的作用力大小_(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小若在A、B下方再增挂一个相同的钩码，则杠杆_端将下沉(选填“左”或“右”),等于,左,【解析】(2)题图乙中杠杆两端受到的作用力大小等于各自钩码所受重力的大小；若在A、B处再增加一个相同的钩码，则左侧增加的力与力臂的乘积可以表示为13，右侧增加的力与力臂的乘积可以表示为12，故左侧增加的力与力臂的乘积大于右侧，所以左端将下沉；,(3)如图丙是已经调节平衡的杠杆，用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉，在A处挂上适当的钩码，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计读数为_，钩码总质量为_kg.(g取10N/kg),3.0N,0.2,【解析】(3)从题图丙中可以读出弹簧测力计的示数为3.0N，设杠杆上每个小格的长度为单位1，则有3.0N2G3，故G2N，钩码的总质量为m0.2kg.,(1)当弹簧测力计由图丙位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数将_(选填“变大”“不变”或“变小”),变大,(2)下表是小明实验得到的数据，据此分析可以发现这次实验不妥之处是_.,动力臂是阻力臂的2倍，,使结论具有特殊性，不具有普遍性,(3)接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”利用如图所示的装置进行探究，弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码重力为阻力F2，图中拉力F1_N多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1l1总是大于F2l2，其原因是_,3.3,受到杠杆自重的影响,补充设问题图,实验二,命题点：1弹簧测力计的读数2弹簧测力计匀速拉动的目的(利用二力平衡，使拉力等于弹簧测