第十二章简单机械课件

第十二章 简单机械 P17P17考考 纲纲说说 明明1.1.简单机械改变力的大小和方向简单机械改变力的大小和方向.（探究）（探究）2 2机械效率（理解）机械效率（理解）3 3机械使用的历史发展过程，机械的使用对社会发展的作用机械使用的历史发展过程，机械的使用对社会发展的作用.(认识认识)近近五五年年广广东东中中考考考考查查情情况况年份年份题型题型考查点考查点分值分值20102010年年作图题作图题选择题选择题滑轮组的绕制滑轮组的绕制机械效率的理解机械效率的理解2 2分分3 3分分20112011年年计算题计算题机械效率的简单计算机械效率的简单计算2 2分分20122012年年作图题作图题计算题计算题杠杆杠杆机械效率的简单计算机械效率的简单计算3 3分分3 3分分20132013年年填空题填空题实验题实验题实验题实验题杠杆杠杆滑轮滑轮机械效率机械效率1 1分分1 1分分1 1分分20142014年年实验题实验题探究杠杆的平衡条件实验探究杠杆的平衡条件实验6 6分分命题命题规律规律1 1本章考查重点是本章考查重点是杠杆力臂的作图及其平衡条件杠杆力臂的作图及其平衡条件，滑轮组的绕制滑轮组的绕制，机机械效率的理解及简单计算械效率的理解及简单计算.2 2题型以填空题、选择题、作图题和实验题为主题型以填空题、选择题、作图题和实验题为主3 32016年考查重点是滑轮组的绕制、探究杠杆的平衡条件、机械效率年考查重点是滑轮组的绕制、探究杠杆的平衡条件、机械效率的理解及简单计算的理解及简单计算F1L1=F2L2省力、费力、等臂杠杆省力、费力、等臂杠杆不省力不省力F=G/不费距离不费距离s=h省力省力 /费距离费距离2动物GGFh2s 倾斜程度越大、越光滑，倾斜程度越大、越光滑，越高越高物体升高：物体升高：W有有=Gh；s=nhW总总=Fs；W总总=W有有+W额额省力省力 /费距离费距离nhs n动物GGF知识网络知识网络考点考点1.1.杠杆杠杆1.1.（20092009广东，广东，1515，2 2分）分）如下图所示，用裁纸如下图所示，用裁纸刀裁纸，加在裁纸刀上的动力为刀裁纸，加在裁纸刀上的动力为F F，支点，支点在在0 0点，请在图中画出其对应的动力臂点，请在图中画出其对应的动力臂L LL2.2.（20142014 凉山州）如图所示的杠杆中，已凉山州）如图所示的杠杆中，已知动力知动力F F1 1和阻力臂和阻力臂L L2 2，请你作出阻力，请你作出阻力F F2 2F23.3.如图中，为使杠杆如图中，为使杠杆OAOA保持静止，画出在保持静止，画出在A A点点所加最小力所加最小力F F1 1的示意图的示意图作用点在杠杆上方法：过方法：过L2的垂足作垂线的垂足作垂线 同侧异向，异侧同向同侧异向，异侧同向方法：方法：O和作用点和作用点A的连线的连线OA=最大的力臂最大的力臂 同侧异向，异侧同向同侧异向，异侧同向F1练：解读练：解读p46 6 P83 10 122.2.判断杠杆种类的方法：判断杠杆种类的方法：当当 时，是省力杠杆时，是省力杠杆 ；当当 时，是费力杠杆时，是费力杠杆 ；当当 时，是等臂杠杆时，是等臂杠杆 ；F1L1=F2L2例例1.1.（20142014 赤峰）赤峰）在如图所示的四种剪刀在如图所示的四种剪刀中，正确使用时，属于费力杠杆的是（）中，正确使用时，属于费力杠杆的是（）方法方法:比较比较o o到到F1F1和和 O O到到F2F2的距离的距离3.（1）杠杆平衡：杠杆处于）杠杆平衡：杠杆处于_或或_状态状态 杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：;练：练：解读解读 P46 1 3 4 5 P111 (四）四）ABCD解读解读 P46 2 手F1o物F2CL1L2L1L2L1=L2静止不动匀速转动一、滑轮绕绳方法一、滑轮绕绳方法绳的固定端绳的固定端位置：位置：在动滑轮的挂钩上在动滑轮的挂钩上 在定滑轮的挂钩在定滑轮的挂钩2 2.要用一根绳子和两个滑轮提起物体，若不计滑轮重及要用一根绳子和两个滑轮提起物体，若不计滑轮重及摩擦，而使拉力为物体重的摩擦，而使拉力为物体重的 ，请在图中画出绳的正确绕请在图中画出绳的正确绕法法F方法：方法：n=3 奇动偶定奇动偶定练：解读练：解读 P83 15 P47 83.3.一位同学站在地面上，要利用如下图所示一位同学站在地面上，要利用如下图所示的滑轮组提升重物，已知物重的滑轮组提升重物，已知物重10001000牛，而绳牛，而绳子最多只能承受子最多只能承受400400牛的拉力请你帮他在牛的拉力请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法图中画出符合要求的绳子绕法方法：方法：F=G/n n=G/F=1000N/400N=2.5=3 奇动偶定奇动偶定 考点考点2.滑轮滑轮方法：绳的固定端在动滑轮方法：绳的固定端在动滑轮1.如图所示，用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法F无关小于不一定增大增大 减少减少减少动滑轮的重减少动滑轮的重摩擦摩擦增加增加物重物重考点考点3.机械效率机械效率 有用功：不用任何机械时做的功有用功：不用任何机械时做的功总功：利用机械时，人做的功总功：利用机械时，人做的功 p47 9 103.（2014娄底）如图，用一个动滑轮把重90N的沙袋从地面提到6m高的脚手架上，所用的拉力是60N，则此动滑轮提升沙袋所用的有用功为 J，机械效率是 固定不动等臂不省不省可以随物体一起移动动力臂为阻力臂二倍省一半的力不能多费 Fns=可以连续转动的杠杆费省力有用的功不得不做的功总功=W有用/W总2 2（2012广东，15，2分）如下图，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L解析：力臂是从支点到力的作用线的距离，由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂答案：过支点O向F的作用线做垂线，垂线段的长度为F的力臂，如图所示：或3（2013广东，14，3分）如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一杠杆（质量忽略不计），OA：OB=1：2 A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg 当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡则铝球实心部分的体积为 m3，铝球受到的浮力为 N（铝=2.7103kg/m3，g=10N/kg）7.如图所示，OA=AB=10cm，重物G=20N要使杠杆平衡，FN=N此杠杆属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则FB （选填“变大”、“不变”或“变小”）.解析：（1）如图，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，所以O是支点，G是阻力，FN是动力，OA是阻力臂，OB是动力臂，根据杠杆平衡条件得，FNOB=GOA，FN20cm=20N10cm，FN=10N（2）OA是阻力臂，OB是动力臂，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆（3）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，阻力不变、动力臂不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件得，动力变小答案：10；省力；变小6.如图所示，物体重力是300N，动滑轮重20N（不计摩擦和绳重）要使物体匀速升高2m，那么人的拉力是 N，绳子自由端被人拉下 m，使用该装置 （填“能”或“不能”）改变力的方向.考点分析：考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是滑轮组的绕制，一般考查最省力的绕法.为了快速处理有关滑轮组绕线的作图问题，应该根据题目的具体条件和要求，灵活采用不同的处理方法.下面将常见的滑轮组绕线问题归类分析如下，以供学习参考.第一类：自由端绳子拉力方向已知类第一类：自由端绳子拉力方向已知类对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问题，一般采用从自由端绳子处入手，逆着拉力方向由外向里的绕线方法。例1 如图1所示，要求滑轮自由端的绳拉力方向向上，请在图中用笔画线，设计出符合要求的滑轮组绕线。图1解析：题中已明确要求滑轮自由端的绳拉力方向向上，则自由端的绳一定是从动滑轮处出来的。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照图2中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在动滑轮的挂钩上，从而设计出符合要求的滑轮组绕线，如图2所示。图2例2 住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图3所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。图3解析：从题意可知，滑轮自由端的绳头一定是从定滑轮处出来，人站在地上向下拉绳。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照图4中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在定滑轮的挂钩上，从而设计出图4所示的滑轮组绕线方式。图4第二类：自由端绳子拉力方向未知类第二类：自由端绳子拉力方向未知类对于自由端绳子拉力方向未知的问题，通常采用由里向外的绕线方法。此类问题又可细分为两小类：1.承担物重的绳子段数可确定类当题目已知被提起重物的重G及自由端的绳拉力F，或者已知自由端的绳移动距离S及重物被提升的高度h时，可先根据题目的具体条件，运用n=G/F或n=S/h确定出承担物重的绳子段数n，然后依据“奇动偶定”（当绳子的段数为奇数时，绳子的固定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时，绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上）的规律确定出绳固定端的位置，然后从绳固定端开始，由里向外进行绕线.例3 用图5所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求拉力为物重的二分之一（忽略摩擦以及绳和滑轮的重力），请在图中画出绳子的绕法.图5解析：由n=G/F可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为2，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在定滑轮的挂钩上。于是从定滑轮的挂钩处开始，按照图6中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法，如图6所示。图6例4 用图5所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求绳子的自由端拉过3 m时，重物升高1m，请在图中画出绳子的绕法.图5解析：由n=S/h可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为3，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在动滑轮的挂钩上。于是从动滑轮的挂钩处开始，按照图7中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法，如图7所示.图72.承担物重的绳子段数不可确定类 自由端绳子拉力方向未知，且根据题意不容易确定绳固定端位置时，由于上这两种情况，因此可以采取尝试的方法得到符合要求的绳子绕法.例5 在图5中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法.解析：先用铅笔尝试画图。当绳固定端在定滑轮的挂钩上时，从定滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如图6所示；当绳固定端在动滑轮的挂钩上时，从动滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如图7所示。因为图6所示滑轮组承担物重的绳子段数为2，图7所示滑轮组承担物重的绳子段数为3，于是可将图6所示画法否定，最终画出符合要求的绕绳方法如图7所示.例6 欲利用图8所示的3个滑轮组成滑轮组，请补画出该滑轮组完整的绕线。解析：先用铅笔尝试画图。当绳固定端在动滑轮的挂钩上时，从绳固定端开始，由里向外绕线，会发现最下面的那个动滑轮用不上（同学们可自己画一画），不符合用3个滑轮组成滑轮组的要求。于是改为把绳子固定在定滑轮的挂钩上，从绳固定端开始，由里向外绕线。进而得到符合题目要求的绳子绕法如图9所示.考点考点3.3.机械效率机械效率（高频考点）（高频考点）母题集训1.（2013广东，16，1分）如下图，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，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 2（2012广东，19，3分）如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s求：斜面的机械效率3 3.（2011广东，19，6分）用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用的拉力是250N，在这个过程中，求：（1）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？中考预测中考预测4.利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为如500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20s，在这过程中斜面的机械效率为 ；推力做功的功率为 W；斜而对货物的摩擦力为 N5.小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为120N的重物匀速提升了6m，拉力所做的功为900J求：（1）小林所做的有用功功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的大小6.用如图所示的滑轮组吊起一个重为150N的重物，绳端需用的拉力是60N，若物体上升的高度为50cm（1）画出滑轮组的绕法（2）此时滑轮组的机械效率是多少？（3）若用该滑轮组吊起300N的重物时，所用的拉力应该是多大？（不计绳重和摩擦）考点分析：考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是机械效率的计算.求机械效率的重点是利用已知条件求出有用功和总功.几种常见的简单机械效率的计算：