简单机械 (2)

1、第十一章 简单机械,中考考点清单 常考类型剖析 易错点探究 实验突破,2,中考考点清单,考点一 杠杆,返回目录,1.杠杆,固定点O,3,中考考点清单,返回目录,阻力F2作用线,动力F1作用线,4,中考考点清单,返回目录,5,中考考点清单,返回目录,2.杠杆的平衡条件,1）当杠杆在动力和阻力作用下时，我们就说杠杆平衡了,静止,F1F2=L1L2,2）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：,3.生活中的杠杆,6,中考考点清单,返回目录,7,中考考点清单,返回目录,考点二 滑轮,1.滑轮也是一种简单机械，在日常生活中

2、的应用也很广泛,2.定滑轮和动滑轮,8,中考考点清单,返回目录,省力,等臂,改变力的方向,省力,省力,改变力的方向,9,中考考点清单,返回目录,3.滑轮组,2）滑轮组的省力情况和绕线情况有关，绳子段数 n 由动滑轮上的绳子段（股）数决定即动滑轮上有 n 段绳子承担，拉力就是物重的 n 分之一，拉力 F = 1/n G物（不考虑动滑轮重和摩擦），绳子自由端移动的距离 s 为物体上升距离 h 的 n 倍滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向,1）定滑轮和动滑轮组合成滑轮组,10,中考考点清单,返回目录,4.其他简单机械：轮轴和斜面也属于简单机械，并且都可以是力机械，若使用轮轴或斜面 能力，则一定要距

3、离,15,16,17,费,省,省,考点三 机械效率,1.有用功和额外功,1）无论是否使用机械，必须要做的功，叫有用 功，用 W有表示,2）使用机械时，并非我们需要又不得不做的功 叫做额外功，用 W额表示,3）有用功与额外功之和叫做总功，用 W总表示,11,中考考点清单,返回目录,4）总功、有用功和额外功之间的关系为：W总 = W有+ W额,2.机械效率,3）使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用 功总是总功，所以机械效率总是的机械效率通常用 表示,1）物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率，用符号表示,18,19,20,21,22,23,24,2）计算公式：,有用功,总功,百分数,小于,小于1

4、,12,中考考点清单,返回目录,4）提高机械效率的方法：改进结构，使它更合理 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,13,中考考点清单,返回目录,类型一 杠杆,常考类型剖析,返回目录,例 （13扬州）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（,B,常考类型剖析,返回目录,解析】在使用羊角锤起钉子时，手提供了动力，钉子提供了阻力，支点在羊角锤与木板的接触点上，动力臂大于阻力臂，故羊角锤是省力杠杆，故选项错误；在使用筷子时，手提供了动力，食物对筷子的力 为阻力，支点在筷子的右上角，动力臂小于阻力臂，故筷子是费力杠杆，故选项正确；在使用起瓶器时，手提供了向上的动力，瓶盖下沿对起瓶器

5、提供了向下的阻力，支点在起瓶器与瓶盖接触的那个点上，动力臂大于阻力臂，故起瓶器是省力杠杆，故选项错误；使用中的独轮车可以看做变形的杠杆，手提供了动力，货物和车身自重作为阻力，车轮处作为杠杆的支点，动力臂大于阻力臂，故独轮车是省力杠杆，故选项错误,常考类型剖析,返回目录,方法指导】判断杠杆的类型可根据生活经验或动力臂与阻力臂的大小关系来判断若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆,变式题 （13南京）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 550 N地面对手的支持力 F 的力臂是 ，大小为

6、,330,1.5,常考类型剖析,返回目录,解析】小明正在做俯卧撑，身体可看作一个杠杆， O 为支点，他自身的体重作为阻力（ F2= G =550 N ），阻力臂为 L2 = 0.9 m；地面对手的支持力作为动力 F，支点到动力 F 的垂直距离为动力臂，即 L1= 0.9 m + 0.6 m =1.5 m，根据杠杆的平衡条件F1L1= F2L2可得，F 1.5 m= 550 N0.9 m，所以支持力 F = 300 N,常考类型剖析,返回目录,类型二 力臂作图,例 （13陕西）如图为揭开井盖的示意图，O为支点，请在图中画出拉力 F 的力臂,如图3所示,图2,图3,常考类型剖析,返回目录,解析】揭

7、开井盖的过程井盖可以看做一个杠杆拉力 F 为动力，井盖的重力作为阻力，O 为支点，从O 点做力 F 的垂线，支点 O 到垂足之间的距离就是拉力 F 的力臂，然后用大括号括起来（或用双向箭头），并标上力臂符号 L,方法指导】画力臂的方法 （1）根据杠杆的定义，明确哪一部分是杠杆；（2）根据支点的特点（固定不动，绕它转动）找出杠杆的支点；（3）根据动力（使杠杆转动的力）和阻力（阻碍杠杆转动的力）的特点，确定动力、阻力作用点、方向，画出动力、阻力的作用线；（4）从支点向力的作用线引垂线；（5）作出支点到垂足的距离（就是力臂,常考类型剖析,返回目录,记忆口诀：找支点，画力的作用线，从点到线引垂线，力臂

8、就是此线段,变式题（13德州）如图所示，请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在 B点的最小力F及其力臂 L,如答图所示,常考类型剖析,返回目录,解析】如答图所示， O 为杠杆的支点，物重 G 可以看做阻力，作用在 B 点，力作为动力根据杠杆的平衡条件 FL1= GL2可知，要使作用在 B 点的力 F 最小，就要使动力臂 L1最长因此过 B 点做 OB的垂线，当以 OB 线段作为力 F 的力臂时，力臂最长，所用力最小，为了使杠杆平衡，力的方向向下,常考类型剖析,返回目录,类型三 滑轮与滑轮组,例 （13上海）如图所示，滑轮可以看作是等臂杠杆（选填“ A”或“ B”）；若物体所受重力均为 20 牛且

9、处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力 F2的大小为牛,10,A,常考类型剖析,返回目录,解析】如题图所示，左图为定滑轮，右图为动滑轮，定滑轮和动滑轮本质上都是一种杠杆如下图定滑轮支点 O 在轴心上，L1 = L2，所以定滑轮实质是一种等臂杠杆；而动滑轮支点 在一侧， L1 = 2L2 ，所以动 滑轮实质上是一种动力臂为 阻力臂倍的省力杠杆，在 不计摩擦和滑轮重力时,常考类型剖析,返回目录,方法指导,注： F 为拉力， G 为物体的重力， s 为绳端移动的 距离， h 为物体上升的高度,常考类型剖析,返回目录,变式题 （11盘锦）用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用

10、它们提起相同的货物，不计绳子与滑轮的摩擦，则（ ） 甲滑轮组较省力 乙滑轮组较省力 甲滑轮组机械效率较高 乙滑轮组机械效率较高,B,常考类型剖析,返回目录,解析】读图可知，甲滑轮组有两段绳子与动滑轮相连，乙滑轮线有三段绳子与动滑轮相连，因此，乙滑轮组较省力；由题意可知，两个滑轮组所做的有用功是相同的分析产生额外功的因素可知，动滑轮和绳重相同、摩擦不计，因此，额外功也是相同的所以 它们所做的总功有用功额外功，也是相同的进而得出，甲、乙滑轮组的机械效率是相同的,常考类型剖析,返回目录,类型四 机械效率的计算,例小杰家搬运装修材料采用了如图 8 所示的装置，小杰用 250 N 的力将重 400 N

11、的 装修材料匀速提升 2 m，在此过程 中小杰所做的总功是 J，滑 轮组的效率是,解析】（1）由图可知，n =2， h =2 m， 拉力移动的距离为：s =222 m=4 m； 又F =250 N， 做的总功为：W总=Fs =250 N4 m=1000 J,80,1000,常考类型剖析,返回目录,G =400 N，h =2 m， 做的有用功为；W有用=Gh =400 N2 m=800 J， 则滑轮组的机械效率为,名师点拨】机械效率的计算及影响因素求解机械效率时，首先要弄清有用功和总功，然后根据机械效率公式求解常考机械的有用功、总功计算如下表,常考类型剖析,返回目录,常考类型剖析,返回目录,变式

12、题 （13徐州）如图所示，将一块 1 m长的木板一端架高 0.4 m，用 50 N沿木板的拉力把一个重为 100 N的小铁块从底端匀速 拉到顶端这里的木板是一种 简单机械，称做 ，此时 效率为 ，木板对小铁块 的摩擦力为 N,10,斜面,80,解析】倾斜放置的木板是一种简单机械，叫做斜面,常考类型剖析,返回目录,易错点探究,滑轮组省力情况判断,返回目录,使用滑轮组提起重物时，重物和动滑轮的总重由 几段绳子承担，那么提起重物所需的力就是总重的几 分之一，即 F = Gn（不计 摩擦）式中的 n 表示承担 总重的绳子段数， F 表示提 起重物所需的力， G 表示重 物和动滑轮的总重，若不计 动滑轮

13、重， G 就表示物重 也可以用如下方法分析：在 图 10 和图 11 中,易错点探究,返回目录,在动滑轮和定滑轮之间画一道虚线，在虚线以下，直接作用在动滑轮上的绳子以及固定在动滑轮框上的那一段绳子才是承担重物的绳子 ，它们的总股数即为承担重物的绳子段数在图 10 中，滑轮组承受重物的绳子段数是 4，图 11 中滑轮组承受重物的绳子段数是 5,实验突破,实验一 探究杠杆的平衡条件（2011年考查1次,返回目录,命题点： 1.杠杆平衡螺母的调节（左偏高左调，右偏高右调） 2.杠杆在水平位置静止的目的（方便读出杠杆的力臂） 3.调节杠杆水平平衡的目的（实验之前调节：减小杠杆自重对实验造成的影响；实验

14、时调节：便于在杠杆上直接测出力臂的大小） 4.多次测量的目的（使实验结论具有普遍性） 5.在杠杆平衡时，两边同时增减砝码后杠杆是否平衡的判断（只需看两边的力和力臂的乘积是否相等即,实验突破,返回目录,可，若不相等，则哪边的乘积大，杠杆就向那边倾斜） 6.用钩码和测力计作为不同力进行探究时，弹簧测力计所拉方向的改变而导致测力计的变化情况；（判断出测力计的力臂变化，而后据杠杆的平衡条件分析即可,实验结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力 动力臂 = 阻力阻力臂（即 F1L1 = F2L2,实验突破,返回目录,例1 某同学做探究杠杆平衡条件的实验 （1）实验时，为了方便对力臂的测量， 该同学先调

15、节平衡螺母，使杠杆在 位置平；通过多次实验， 该同学得到了杠杆的平衡条件,实验中，在杠杆上的 A 点挂四个 重均为 0.5 N的钩码，用调好的弹簧 测力计竖直向上拉杠杆上的 B 点，使杠杆水平平衡，如图 1 所示，测力计的示数是N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将（选填“变大”“不变”或“变小”,变大,水平,1,实验突破,返回目录,解析】（1）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响所以杠杆在水平位置平衡，可以使实验简单化；（2）设杠杆 的每一个小格代表 1cm，因为 F1L1= F2L2，即：F

16、18 cm= 2 N 4 cm，所以 F1 = 1 N弹簧测力 计竖直向上拉杠杆时，动力臂是 OB，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时， 动力臂是OD，动力臂减小，阻力和 阻力臂不变，动力会变大,实验突破,返回目录,练习题 （13佛山）如图所 示，晓月利用铁架台、带有刻度 的杠杆、细线、若干钩码等实验 装置探究杠杆平衡条件请回答 下列问题,2）接着晓月在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡，其目的 是：；,1）在挂钩码前，晓月发现杠杆的左端低，右端高，她将杠杆两端的螺母向调节，使杠杆在水平位置平衡,方便测量出两个力臂,右,满足平衡条件,实验突破,返回目录,3）改变钩码数量和

17、位置，获取三组测量数据（如下表），可以减少实验的，根据表中的数据你得出杠杆平衡条件是： ，并完成下表中的空格,偶然性,F1L1=F2L2,实验测量数据记录表,15.00,实验突破,返回目录,解析】实验前杠杆的平衡调节遵循“左高左调，右高右调”的原则；保持杠杆在水平位置平衡的目的主要有两个：使杠杆满足平衡条件；便于从杠杆上直接读出力臂；实验中多次测量的目的是排除事物的偶然性；杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2；根据此式带入数据可知： 3.0 N 10 cm = 2.0 NL2，解得：L2=15 cm,实验突破,返回目录,实验二 探究滑轮组的机械效率（2013年考查1次,2012年考查3次,命题

18、点： 1.实验原理（ ） 2.控制变量法的应用（a.探究滑轮组的机械效率与动滑轮的个数的关系时，保持动滑轮上所绕线的段数、物重相同，改变动滑轮的个数；b.探究滑轮的机械效率与物重的关系时，保持机械的绕线方式、动滑轮重力相同，改变物体的重力） 3.滑轮组的绕法,实验突破,返回目录,4.拉动弹簧测力计（竖直向上匀速拉动弹簧测力计） 5.弹簧测力计的使用和读数 6.绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系（看有几段绳子吊着动滑轮，有几段，绳子自由端就费几 倍的距离） 7.有用功、总功、机械效率的计算 8.滑轮组的机械效率与物体上升的高度、绳子的段数等因素无关,实验结论：在其他条件相同时同一滑轮组所提

19、物体越重，机械效率越高；摩擦力越小，机械效率越高；动滑轮的重力越小，机械效率越高；滑轮组的机械效率与物体被提高的高度、被提升的速度等因素无关,实验突破,返回目录,例 某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验 证,1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作,2）下列 A、B是同学提出的两个猜想： 猜想 A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与 滑轮组细线的绕法有关； 猜想 B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与 滑轮组提升的物重有关,控制变量法,实验突破,返回目录,3）

20、为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、乙、丙和丁的滑轮组进行实验,a）按图_ 滑轮组准备做的 两个实验是用来验证猜想 的，若实验测得两滑轮组的 机械效率大小 （选 填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想是错误的,b）按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想 B 的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,甲、丙（或,乙、丁,相等,甲、乙（或丙、丁,实验突破,返回目录,则可初步判断猜想 B 是（选填“正确”或“错误”）的,正确,4）接着，小组进行了实验验证,解析】（1）影响机械效率的因素有多个，要研究 机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因 素不变，这种方法在科学探究中被

21、称作控制变量法； （3）a、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要提起相同的物重，所以选择的是图甲、丙或图乙、丁；若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等，说明机械效率与绕线方法无关，可初步判断猜想是错误的；b、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重,实验突破,返回目录,是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要保持绕线方法相同，所以选择的是图甲、乙或丙、丁；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想是正确的,练习题2 （13南京）在“测量动滑轮 机械效率”的实验中，小明用如图所 示的动滑轮提升钩码，改变钩码的

22、数量， 正确操作，实验数据如下,实验突破,返回目录,1）实验时，用手 拉动弹簧测 力计，使挂在动滑轮 下的钩码缓缓上升,2）第次实验测得 动滑轮的机械效率为,3）第次实验时，钩码上升的速度为 0.05 m/s，则 拉力的功率为 W，静止时拉力的大小_ （选填“大于”、“小于”或“等于”） 1.7 N,等于,匀速,71.4,0.17,实验突破,返回目录,4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提 升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”,增大,解析】（1）在实验时，应用手匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升. （2） （3）由第三次数据知，s =2 h，所以绳子移

23、动速度为物体上升速度的 2 倍P总=W总t =Fst =Fv =1.7 N0.05 m/s2=0.17 W,实验突破,返回目录,4）根据表格中数据， 的效率,的效率,根据三次的机械效率及物重的变化可得同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大,实验突破,返回目录,实验三 探究斜面的机械效率（2011年考查1次,命题点： 1.实验原理（ ） 2. 控制变量法的应用 （1）在其他条件不变的情况下，斜面的倾角越小，拉力就越小，即越省力，效率越低； （2）在其他条件不变的情况下，斜面越光滑，机械效率越高； 3.测力计的拉力方向应与斜面平行，且测力计匀速运动，且此时测力计的示数大于物体与斜面的摩擦力,实

24、验突破,返回目录,4.斜面有用功、总功、机械效率的计算 5.斜面的机械效率与斜面的长度、物体的重力等因素无关 6.知道斜面在生活中的应用（如楼梯、盘山公路等,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,实验突破,返回目录,例3 某实验小组的同学们在探究 “斜面的机械效率”实验时，用 弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动 物块，记录了下表中的实验数据,实验突破,返回目录,1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度 相同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要准备的测量工具是,2）此

25、斜面机械效率的表达式为 =_ （用上述中物理量的符号表示,3）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 力（选填“省”或“费”）；斜面越陡，机械效率越（选填“高”或“低”,高,刻度尺,省,实验突破,返回目录,4）该小组又进行了第次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是 5 m和 1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为，他们测得这种情况下斜面的机械效率为_ 把第次实验数据与第次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低,2,55.6,实验突破,返回目录,解析】（1）实验中既需要测量力，也需要测量斜 面的高度和长度，所以用测力计