山东省青岛市人教版物理中考一轮复习第十一讲 简单机械 学案

第十一讲简单机械学案一、基本概念：杠杆：（1）概念：一根，在力的作用下能，这根硬棒叫做杠杆。（2）杠杆的五要素：①支点O：杠杆绕着转动的固定点。②动力F1：使杠杆转动的力。③阻力F2：阻碍杠杆转动的力。④动力臂l1（L1）：从支点到的距离。⑤阻力臂l2（L2）：从支点到的距离。（力臂：从支点到力的作用线的距离叫做力臂。）（3）杠杆平衡条件（杠杆原理）：公式表示：。（4）杠杆的分类及其特点：杠杆种类构造特点应用举例优点缺点省力杠杆L1>L2省力费距离钳子、起子费力杠杆L1<L2省距离费力钓鱼杆、理发剪等臂杠杆L1=L2不省力不费力、不省距离不费距离天平、跷跷板2．滑轮：（1）概念：滑轮是一个周边有槽的小轮，它可以绕着轴转动。（2）定滑轮和动滑轮：分类实质特点应用举例优点缺点定滑轮等臂杠杆改变力的方向不省力旗杆上的滑轮动滑轮L1=2L2的杠杆省一半力不能改变力的方向将重物通过动滑轮拉到二楼（3）滑轮组：①滑轮组省力规律：使用滑轮组时，滑轮组用几股（段）绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重力的。公式：F=。②特点：滑轮组虽然省力，但。绳子自由端移动距离s和重物升高距离h的关系为：。3．功的原理：使用任何机械都。4．有用功、额外功、总功：（1）使用机械时所做的所有的功（总功）中，有一部分是对我们有用的功，叫做。还有一部分并非我们需要但又不得不做的功，叫做。（2）有用功、额外功、总功的关系式：。5．机械效率：用字母表示。（1）定义：跟的比值叫机械效率。（2）定义式：。（3）机械效率总小于，通常用百分数表示。二、判断题：（请说明判断的理由或举反例说明）1.（）橡皮筋也属于杠杆。2.（）杠杆的动力臂越长，阻力臂越短，杠杆就越省力。3.（）阻碍杠杆转动的力叫动力。4.（）使用杠杆省力的同时也能省距离。5.（）有的杠杆可以省力，有的杠杆可以省距离。6.（）从支点到动力作用点的距离叫动力臂。7.（）动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。8.（）定滑轮实质上是一个省力杠杆。9.（）动滑轮实质上是一个阻力臂为动力臂2倍的杠杆。10.（）定滑轮既不省力，也不省距离，因此没有优点。11.（）动滑轮可以省力，也可以省距离。12.（）使用滑轮组一定可以省力。13.（）使用滑轮组一定费距离。14.（）省力的机械一定可以省功。15.（）机械效率一定小于1，且单位是J。三、单选题：()1.下列叙述不正确的是A.使用定滑轮不能省力，使用动滑轮可以省力B.用木棒撬石头时，石头对木棒的压力属于阻力C.力臂可能在杠杆上D.力臂是从支点到力的作用点的距离()2.下列物体属于费力杠杆的是()3.下列力臂画法正确的是()4.升国旗的旗杆上装有定滑轮，这是为了A.省力B.省功C.省距离D.改变施力方向()5.下列说法中正确的是A．做有用功多的机械，机械效率越高B．做额外功少的机械，机械效率高C．有用功总小于总功，所以机械效率总小于1D．越省力的机械，机械效率越高()6.某机械的机械效率有如下4个数据，期中可能正确是A．100%B．120%C．60%D．200%四、不定项选择：()7.下列方法中可以增大机械效率的是A．使用相同的滑轮，增加重物的重力B．使用相同的滑轮，减小重物的重力C．提升相同的重物，选择较重的动滑轮D．提升相同的重物，选择较轻的动滑轮()8.关于机械效率，下面说法不正确的是A.功率越大的机械，机械效率越高B.机械效率大小与功率大小无关C.机械效率越低的机械，做的功就越少D.越省力的机械，机械效率越高()9.在探究杠杆的平衡条件实验中A.让杠杆在水平位置平衡的目的是便于读取力臂的值B.动力臂是阻力臂的几倍，则动力就是阻力的几分之一C.如果杠杆向左偏，则应向右调节平衡螺母D.杠杆的动力臂越长，阻力臂越短，就越省力五、实验题：1.探究杠杆平衡条件：器材杠杆（带刻度）、铁架台、步骤1.调节杠杆两端的，使杠杆在方向保持平衡；这是为了，若杠杆右边下倾，则应将向调；2.在杠杆的左右分别挂上钩码，把F1、F2、L1、L2的数值填入表中。3.改变力和力臂的数值，再做两次实验。4.根据表中的数据进行分析，得出结论。装置图表格现象实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/m10.5814234633223结论杠杆平衡时，；用公式表示：2.测滑轮组的机械效率：装置步骤在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同）。对于乙图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，（填“可以”或“不可以”）测出该滑轮组的机械效率。2．对于甲图所示的滑轮组，若测出钩码重G物，然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，则该滑轮组的机械效率η=。3．比较甲、乙两滑轮组的机械效率可知η甲η乙（填：＞、＜或＝）。探究实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率可能是固定的，于是他进行了实验探究。表格序号钩码重G/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计移动的距离S/cm机械效率1250.6252481.1请将上述表格填写完整。分析数据可知，小强的猜想是的。（填“正确”或“错误”）结论对于同一滑轮组，它的机械效率可能是变化的。程序此探究过程的思维程序是：提出问题——猜想————得出结论。六、作图题：1.画出F的力臂2.画出F1的力臂3.画出F的力臂4.画出F1和F2的力臂F1OF1O七、问答题：1.为什么用木棒撬石头可以省力？答：根据杠杆平衡条件可知，使用杠杆撬石头时，因为大于，所以动力阻力，因此人用的力较小，可以省力。2.园艺师傅使用剪刀剪树枝时，常把树枝尽量靠近转轴，这样做的目的是什么？答：根据杠杆平衡条件可知，当阻力和动力臂一定时，阻力臂越，动力越小，这样做的目的是为了减小，从而减小，更省力。八、科学方法题1.根据杠杆的特点分为省力杠杆，费力杠杆和等臂杠杆，叫法2.比较三种杠杆的特点叫法3.由省力杠杆可以省力，想到它也要费距离，叫法4.将滑轮分为定滑轮和动滑轮，叫法5.比较定滑轮和动滑轮的异同点，叫法6.由动滑轮省力，想到它也要费距离，叫法7.滑轮组的规律可以用文字和公式等多种方法表示，叫法8.测量滑轮组机械效率，使用了弹簧测力计和刻度尺组合使用，叫法。九、计算题：1.用铡刀铡东西时，动力臂为0.8m，阻力臂0.3m，若阻力为40N，则动力多大？2.加在抽水机柄上的力为180N，动力臂为0.5m，阻力为900N，求阻力臂大小。3.如图的装置匀速提起重为150N的物体，如果拉力是60N，则动滑轮的重力是多少？如果自由端通过距离为0.3m，则重物上升多少m？4.如图所示，工人利用滑轮组提起重为270牛的物体，物体匀速上升2米，动滑轮重30牛，不计滑轮与绳之间摩擦及绳重．则（1）工人对绳的拉力为多大？（2）绳端移动的距离（3）滑轮组的机械效率为多少？5.利用如图滑轮组将重为6×104N的物体匀速提起1m，此时滑轮组的机械效率为80%，求（1）所用拉力为多大?（2）若匀速提起4.5×104N的重物时，机械效率是多少？十、力学综合计算题：1.小雨的体重为660N，他使用如下图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重100N。当匀速提升一个体积为0.02m3的重物（重物始终未出水面）时，他施加360N的力去提升重物，已知鞋底与地面的总接触面积为0.04m2。不计绳重和摩擦。求：（1）此时他对地面的压强；（2）该物体的密度。2.重物A是一个边长为0.2m、密度为6×103kg/m3的正方体金属块，若人的重力为450N,两只脚面的接触面积为0.04m2，不计绳重和摩擦。当用200N的力拉绳子时没提起A，如图甲所示，此时A对地面的压强是5×103Pa，求：（1）动滑轮的重力；（2）如图乙所示，当人用1min把A匀速提起6m，求此时拉力做功的功率？（3）若用刚才的滑轮，组成图丙所示滑轮组，把A换成物体B，在空气中匀速提升时，滑轮组的机械效率为75%，若物体B浸没在水中时，人对地面的压强是8000Pa,则物体B的密度是多大？十一、归纳式探究：杆的扭转：机械中的传动轴、生活中的螺丝刀等，在外力的作用下都会发生扭转形变。相同外力作用下，扭转的角度越小，其抗扭转能力越强。用圆柱体探究物体抗扭转能力与哪些因素有关，实验数据如下：（其中：R为圆柱体杆横截面的半径，l为杆的长度，F为使杆发生扭转的外力，φ为杆在力的作用下扭转的角度，单位用弧度rad表示。）次数R/ml/mF/Nφ/radOφbOφbalFφRl12×10ˉ2109.6×10330×10ˉ221×10ˉ2209.6×103480×10ˉ234×10ˉ2109.6×1033.75×10ˉ248×10ˉ24019.2×1033.75×10ˉ2(1)φ＝k，其中k＝（数值和单位）。将数据变成公式，运用的是法。(2)长度相同的圆柱体，其半径越大，抗扭转能力就越。(3)半径相同、长度不同的圆柱体杆，扭转相同的角度，则对圆柱体杆扭转的角度φ与长度l的关系可以用图像中的图线来表示。(4)长度为1.8m的圆柱体，在6000N的扭转外力下扭转了10ˉ2rad的角度，则该圆柱体的半径为m。十二、问题解决1.小明买了一瓶饮料，她想知道饮料的密