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第十二章 简单机械 考 点 1 杠 杆 1. 在力的作用下,能绕固定点转动的一根硬棒,叫做杠杆. 2. 杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆就平衡,杠杆平衡条件是_. 3. 三种杠杆：省力杠杆(L1L2)；等臂杠杆(L 1=L2)；费力杠杆(L1L2).F1L1=F2L2 考点梳理 考 点 2 滑 轮 1. 滑轮分为定滑轮和动滑轮. 2. 定滑轮是指轴心固定不动的滑轮,定滑轮实质是一个_杠杆,使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但能改变动力的方向. 3. 动滑轮是指轴心随物体一起移动的滑轮,动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆,使用动滑轮可以_但不能改变动力的方向且费距离. 4. 滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合,使用滑轮组既可以省力又能改变动力的方向. 5. 滑轮组的动力公式： (n为承担重物的绳子的股数).等臂省力 考 点 3 机 械 效 率 1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫做有用功,对人们无用但不得不做的功叫做额外功,有用功和额外功之和叫做总功. 2. 有用功跟总功的比值叫做_. (1)公式： 100%. (2)特点：机械效率要用百分数表示,机械效率无单位且小于100%. 3. 要提高机械效率就要尽量采取措施来减小额外功.机械效率 考 点 1 杠 杆考 点 精 讲 【例1】（2 0 1 6凉山州）如图1 -1 2 -1所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是( ) A. 杠杆仍能平衡B. 杠杆不能平衡，左端下沉C. 杠杆不能平衡，右端下沉D. 无法判断中考考点精讲精练 思 路 点 拨 ：原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，根据杠杆的平衡条件可得： mAgOC=mBgOD，由图示可知，OCOD. 所以 mAmB，当向支点移动相同的距离L时，两边的力臂都减小L，此时左边的力矩为：mAg（OC-L）=mAgOC- mAgL，右边的力矩为：mBg（OD-L）=mBgOD-mBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以： m AgOC-mAgLmBgOD-mBgL.因此杠杆将向悬挂B物体的一端即右端倾斜. 答案：C 考 题 再 现 1. （2 0 1 6南京）图1 -1 2 -2中正在使用的机械，属于费力杠杆的有( )A. B. C. D. A 2. （2 0 1 6天津）如图1 -1 2 -3所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂上4个钩码（每个钩码的质量为5 0 g），若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力量最小为（g取1 0 N/kg）( )A. 1 5 NB. 6 NC. 3 ND. 1 .5 N D 3. （2 0 1 6广东）如题图1 -1 2 -4所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）.则杠杆左右两边的力臂之比为_，1个甲球和1个乙球的质量之比为_，甲球和乙球的密度之比为_.2 11 3 1 3 考 点 2 滑 轮考 点 精 讲 【例2】（2 0 1 6成都）如图1 -1 2 -5所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起.使用定滑轮可以_（填“省力”“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力.在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小_（填“变大”“变小”或“不变”） 思 路 点 拨 ：（1）定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，也不能省距离，但能改变用力的方向.图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向；（2）从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂.吊桥的重心在中点，重力的方向是竖直向下的，在吊起桥的过程中，从支点O到重力的作用线的距离变小，即阻力臂变小. 答 案 ：改变动力的方向变小 考 题 再 现 4. （2 0 1 5梅州)如图1 -1 2 -6所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码.忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法正确的是( )A. F1较大 B. F3较大C. F 1、F2、F3的大小不能确定D. 将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等D 5. （2 0 1 5庆阳）用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）( )D 6. （2 0 1 5河南）图1 -1 2 -7是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若他在拉船的时候需要很大的力，则应选用_方案（填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以_.（不计机械的自重及摩擦）乙省距离，但费力 7. （2 0 1 5佛山）工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图1 -1 2 -8中绳子的绕线方法补充完整. 如答图1 -1 2 -1所示. 考 点 3 机 械 效 率考 点 精 讲 【例3】（2 0 1 6烟台）用四只完全相同的滑轮组成如图1 -1 2 -9所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度.若用甲、乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则( ) A. 甲=乙，W甲=W乙B. 甲乙，W甲W乙C. 甲乙，W甲W乙D. 甲乙，W甲W乙 思 路 点 拨 ：此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有=Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总=W有+W额可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，机械效率= 1 0 0 %，故也是相同的，即 甲=乙. 答 案 ： A 考 题 再 现 8. （2 0 1 6广东）质量为0 .5 kg的塑料桶装满水后总质量为1 0 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1 m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是_J，有用功是_J，机械效率是_.（g=1 0 N/kg）1 0 0 9 5 9 5 % 9.（2 0 1 6遂宁）用如图1 -1 2 -1 0所示的滑轮组，将重为1 6 N的物体以0 .2 m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为8 0 %，若不计绳重及摩擦，拉力F为_N，拉力的功率为_W，动滑轮的重力为_N.1 044 10. （2 0 1 6自贡）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证. （1）如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变_因素，从而进行研究.（2）下列是同学提出的两个猜想：猜想一：两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；猜想二：两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.B （3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验.验证猜想一的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_（填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想一是错误的；验证猜想二的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是_（填“正确”或“错误”）的. 1、3 (或2、4 )相等1、2 (或3、4 )正确 （4）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：_. 尽量让滑轮组满负荷工作（提升可以提升的最大物重）、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等 易错点透析 不 理 解 动 滑 轮 省 一 半 力 的 条 件 【例1】如图1-12-12所示，货物重200 N，在拉力F的作用下匀速运动时，拉力F的大小为_.(不计动滑轮重、摩擦和绳重) 解 析 ：动滑轮省一半力是指作用在绳子自由端的拉力等于作用在轴心的拉力的 ，该动滑轮作用在绳子自由端的力是物重，而作用在轴心的力是F，因此G= F，F=2G=400 N解答本题的关键要分清哪个力是作用在绳子自由端的力，哪个力是作用在轴心的力. 答 案 ： 400 N 错 因 分 析 （ 方 法 指 导 ） ：动滑轮省一半力是有条件的，不能死记结论，生搬硬套 对 阻 力 的 理 解 错 误 【例2】如图1-12-13所示，铡刀工作时的动力为F1，O为支点请在图中作出动力臂L1和铡刀受到的阻力F2的示意图. 解 析 ：本题考查杠杆的作图. 由点O向力F1的作用线作垂线，即为动力臂L1；铡刀受到的阻力是被铡物体对刀的作用力，方向是垂直于刀刃向上的. 答 案 ：如图1 -1 2 -1 4所示. 错 因 分 析 （ 方 法 指 导 ） ：本题有些同学往往将阻力的方向错误的画为垂直于刀刃向下的，这是对阻力的概念不清楚所致. 无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，杠杆是受力物体. 本题中，阻力应该是物体对刀的作用力而不是刀对物体的作用力. 对 影 响 动 滑 轮 机 械 效 率 的 因 素 不 明 确 【例3】如图1-12-15所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（ ） A.拉起的物体质量越大，机械效率越高 B.动滑轮的质量越大，机械效率越高 C.拉起物体的速度越大，机械效率越高 D.物体被拉起得越高，机械效率越高 解 析 ：本题考查的是影响动滑轮机械效率的因素. 用动滑轮提升物体，克服物重做的功是有用功，克服摩擦及动滑轮的重做的功是额外功,由于不计摩擦，所以拉起的物体质量越大，做的有用功就越多，相应的有用功在总功中占的比例就大，机械效率就越高，所以A对；而动滑轮的质量越大，做的额外功就越多，机械效率就越小，B错;故C、D错. 答 案 ： A 错 因 分 析 （ 方 法 指 导 ） ： A往往有些同学错选C或D，错选C的原因是认为拉起物体的速度越大，做功越快，机械效率就越高，把机械效率和功率混为一谈，做功快说明功率大，而机械效率不一定高；错选D的原因是认为物体被拉起的高度越高，做的有用功越多，机械效率就越高，而没有考虑到做的总功也多，其机械效率是不变的. 考 点 1 杠 杆 1. 下列生活情景中，属于应用费力杠杆的是( )A. 用钢丝钳剪钢丝B. 用船桨划龙舟C. 用独轮车运砖头D. 用指甲剪剪指甲B中考考点演练 2.园艺师傅使用如图1 -1 2 -1 6所示的剪刀修剪树枝时( )A. 尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置远离O点B. 尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置靠近O点C. 树枝和手离O点的距离无论远近，修剪树枝时都费力D. 树枝和手离O点的距离无论远近，修剪树枝时都省力A 考 点 2 滑 轮 6.同一物体沿相同水平地面匀速移动，如图1 -1 2 -2 0所示，拉力分别为F1、F2、F3、F4，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( )A. F 1 F2 F3 F2 F3 F4C. F4 F1 F2 F3D. F4 =F1 F2 F3C 7.观察图1 -1 2 -2 1中人们利用简单机械的情景.其中，使用甲的目的是_，使用乙的目的是_，使用丙的目的是_.省力改变力的方向省力并改变力的方向 考 点 3 机 械 效 率 9. （2 0 1 5泉州)如图1 -1 2 -2 3所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重.则下列说法正确的是( )A. 甲较省力，机械效率较低B. 乙较省力，机械效率较低C. 甲较省力，机械效率较高D. 乙较省力，机械效率较高B 10.用如图1 -1 2 -2 4所示的滑轮组在1 0 s内将3 0 0 N的重物匀速提升3 m，已知动滑轮重3 0 N，不计摩擦，则( )A. 利用滑轮组所做的有用功是4 5 0 JB. 绳子自由端移动的速度是0 .9 m/sC. 拉力的功率是9 9 WD. 滑轮组的机械效率是8 0 %C
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