专题06简单机械教学案(原卷版)

1、简单机械专题 06 简单机械教学案知识网络概 定义： 在力的作用下如果能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆念 五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂杠杠杆的平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂（ F1L1F 2L 2）省力杠杆： L1 L2， F1 F2特点：省力费距离分费力杠杆： L 1L2，F 1 F 2特点：费力省距离类等臂杠杆： L1L 2， F1 F2特点：不省力、不省距离，能改变力的方向滑轮是变形的杠杆定义：中间的轴固定不动的滑轮定实质：等臂杠杆滑轮特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向滑（不计轮轴间摩擦） F=G 物 。绳子自

2、由端移动距离SF=重物移动的距离 SG定义：和重物一起移动的滑轮轮动滑实质：动力臂为阻力臂2 倍的省力杠杆轮特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向理想的动滑轮： F=1/2G 物 ，或 F=1/2（ G 物 +G 动）； S=2h定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组滑特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向轮组理想的滑轮组： F=1/nG 物 或 F=1/n（ G 物 +G 动）； S=nh绕绳方法：根据 “奇动偶定 ”的原则有用功：定义：对人们有用的功功额外功：定义：我们不需要但又不得不做的功分类总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功机定义：有用功跟总功的比值。械效特点：有用功总

3、小于总功，所以机械效率总小于1，常用百分数表示率提高方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦实测滑轮组机械效率实验验结论：影响滑轮组机械效率的主要因素有：动滑轮自重、物重、摩擦重难突破一 . 杠杆、五要素、力臂画法、平衡条件杠杆1、定义： 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。2、五要素 ：一点、二力、两力臂。 “一点 ”即支点，杠杆绕着转动的点，用 “O”表示。 “二力 ”即动力和阻力，它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力，一般用“F 1”表示，阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用 “F 2”表示。 “两力臂 ”即动力臂和阻力臂，动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“L

4、 1”表示，阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用 “L 2”表示。）3、杠杆的平衡 ：杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡。4、平衡条件 ：动力 动力臂阻力阻力臂；公式： F1L1 F2L2。5、杠杆的分类和应用1）省力杠杆： L 1 L 2， F 1 F2 特点：省力费距离，应用：撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、钢丝钳、手推车；2）费力杠杆： L1L2， F1 F2特点：费力省距离，应用：理发剪刀、钓鱼杆。3）等臂杠杆： L 1 L 2， F 1 F2特点：不省力、不省距离，能改变力的方向；应用：天平 . 许多称质量的秤，如杆秤、案秤。典例 1（ 2018?黑龙江） 如图所示的简

5、单机械中一定费力的是（）ABCD起瓶器撬棒羊角锤钓鱼竿【变式】 如图的常见器具都应用了杠杆，其中属于省力杠杆的是（）ABCD托盘天平独轮车筷子船桨典例 2（ 2018 ?广东） 如图所示，轻质杠杆 OA 可绕 O 点转动，请在图中画出杠杆OA 的动力臂 L 。【变式】 （2018?眉山） 如图所示，轻质杠杆OA 能绕 O 点转动，请在杠杆中的A 端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F 的示意图（要求保留作图痕迹）。典例 3（ 2018?齐齐哈尔） 如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O 是支点， A 处挂一重为 50N的物体，为保证杠杆在水平位置平衡， 在中点 B 处沿（选填 “F为N。1”、“F

6、”或2 “F”）方向施加的力最小，3【变式】（ 2018?连云港） 如图所示， O 为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G 的物体，杠杆在力F1 的作用下在水平位置平衡。如果用力F2 代替力 F1 使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（）AF1F2BF1F2CF2GDF1=G典例 4 小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡若小兰和爸爸的体重分别为400N 和 800N，小兰站在距离中央支点 2 米的一侧，爸爸应站在距离支点l 米的另一侧，木板水平平衡现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5 米/ 秒

7、，则爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？A1.0 米/ 秒B0.75 米/ 秒C0.5 米/ 秒D0.25 米/ 秒二 . 滑轮、定滑轮、动滑轮、滑轮组1、滑轮是变形的杠杆。2、定滑轮 ：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：等臂杠杆。特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F =G 物 。绳子自由端移动距离SF（或速度vF） =重物移动的距离SG（或速度vG）3、动滑轮：定义：和重物一起移动的滑轮。 （可上下移动，也可左右移动）实质：动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动

8、滑轮重力）则：F1G物2只忽略轮轴间的摩擦则，拉力。绳子自由端移动距离 SF（或 vF）=2 倍的重物移动的距离 SG（或 vG）4、滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F1 G物 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力n。绳子自由端移动距离SF（或 vF） n 倍的重物移动的距离SG（或 vG）。滑轮组绕绳方法：首先根据公式n（ G物G动）求出绳子的股数。然后根据 “奇动偶定 ”的原则。F典例 1 （ 2019?济南一模） 如图所示， 分别用定滑轮和动滑轮将重为G的物体提升相同的高度。 不计滑轮重、绳重及

9、摩擦，下列说法正确的是（）A F1 大于 F2B F1 小于 F2C F1 等于 F2D F1 大小随方向改变典例 2 如图所示， B 装置是 _滑轮（选填“定”或“动”）。若物体 A 所受重力为方向的力匀速提起物体A 时，拉力F1_F2（选填“大于” 、“等于”或“小于” ）。100 牛，当分别用不同典例 3（ 2018?天津） 利用图甲中的撬棒撬石块时，撬林相当于（选填 “省力 ”或 “费力 ”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N 的重物时， 若忽略滑轮自重、 绳重及摩擦， 人对绳的最小拉力为N。【变式】：（ 2018?湖州） 在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置

10、了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在 4 秒内将一个重为100 牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2 米。人的拉力为18 牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35 倍，不计绳重及机械的摩擦。求：1）人的拉力所做的功。2）人的拉力做功的功率。3）动滑轮受到的重力。三、功的分类、机械效率1、有用功 ：定义：对人们有用的功。公式： W 有用 Gh （提升重物）W 总 W 额 =W总斜面： W 有用 Gh2、额外功 ：定义：我们不需要但又不得不做的功。公式： W 额 W 总 W 有用 G 动 h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面： W 额 fL3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式 ：

11、W 总W 有用W 额FS W有用斜面： W 总 fL+Gh FL4、机械效率 ：定义：有用功跟总功的比值。公式：W有用=W总斜面：= GhFL定滑轮：= GhGhGFSFhF动滑轮：= GhGhGFSF 2h2F滑轮组：= GhGhGFSFnhnF5、有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。7、测量机械效率的实验：（ 1）原理：=W有用GhW总FS（ 2）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。3）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。4）步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的

12、：保证测力计示数大小不变。（ 5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。典例 1（2018?自贡） 如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N 的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力 F 为 250N，则提升重物的过粒中（）A做的总功是 400J C绳子自由端被拉下B1m拉力 F 的功率是 25W D滑轮组的机械效率是80%典例 2（2018?东营） 对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（）A通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B做功多的机械，功率一定大C功率大的机械，做功一定快D做功快的机械，机械效率一定高典例 3（2018?泰安） 图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测