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第十二章简单机械第十二章简单机械知识网络知识网络重点梳理与归纳重点梳理与归纳考点考点1杠杆杠杆1. 杠杆的定义：在力的作用下能绕某一固定点转动绕某一固定点转动的硬棒（可直可曲，形状任意）叫做杠杆. 2. 杠杆五要素（如图1-12-1）：(1)支点（O）：杠杆绕着转动的点. (2)动力（F1）：使杠杆转动的力叫做动力.(3)阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力叫做阻力.(4)动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离.(5)阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离. 3. 杠杆示意图的画法：(1)确定支点标记“O”，把杠杆想象成会转动，再去找不动的点就是支点. (2)确定动力和阻力,标记为F1、F2. 有时没有必要分清动力和阻力，只要找到作用在杠杆上的两个力就行了. 动力和阻力是杠杆受到的力，作用点要画在杠杆上. (3)画动力臂和阻力臂，标记为l1、l2. 即过支点作支点到力的作用线的垂线段，支点不能移动，力的作用线不够长可以延长. 4. 探究杠杆的平衡条件实验:(1)实验调节：实验前要调节平衡螺母平衡螺母，让杠杆在水平位置平水平位置平衡衡，目的是便于测量力臂便于测量力臂；实验过程中只能通过移动钩码的位置使杠杆恢复平衡，而不能再旋动平衡螺母. (2)实验要进行多次的目的是为了避免实验的偶然性，寻找一避免实验的偶然性，寻找一个普遍规律个普遍规律. (3)实验结论：动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂 ，用代数式表示为F F1 1l l1 1= =F F2 2l l2 2.5. 杠杆的分类：考点考点2 2滑轮滑轮1. 定滑轮、动滑轮、滑轮组：2. 滑轮组的省力规律：(1)若不计摩擦和动滑轮的重力：F= G物.(2)若不计摩擦但要计动滑轮的重力：F= (G物+G动). 3. 滑轮组的费距离规律：s s= =nhnh.F：绳子自由端的拉力；G：物体或动滑轮的重力；h：物体移动的距离；s：绳子自由端移动的距离；n：与动滑轮相连的绳子的段数. 4. 组装滑轮组的方法：(1)确定绳头固定端. 一般情况下，若n为奇数，固定端位于动滑轮的挂钩上，若n为偶数，固定端位于定滑轮的挂钩上，简称“奇动偶定奇动偶定”.(2)穿绕绳子. 从固定端出发，由里向外逐个绕过滑轮，每个滑轮上只能穿绕一次绳子，不能交叉重复. 考点考点3机械效率机械效率1. 有用功、额外功、总功：对人们有用的功叫做有用功；并非我们需要但又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. 机械效率：(1)定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率. (2)公式：= =W W有用有用/ /W W总总100%100%.(3)有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示. 某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% . (4)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦. 3. 滑轮组机械效率的测量： (1)原理：= =(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、弹簧刻度尺、弹簧测力计测力计. (4)步骤：必须匀速匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证保证测力计示数大小不变测力计示数大小不变. . (5)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;若各种摩擦越大做的额外功就多;绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.4. 常见几种简单机械的机械效率:中考真题再现与预测中考真题再现与预测考点考点1杠杆杠杆考题再现考题再现1. (2015广东)请在图1-12-2杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1. 如答图如答图1-12-1所示所示.2. (2014广东)如图1-12-3所示，利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件. (1)实验前杠杆如图1-12-3所示，为使杠杆处在_平衡状态，应将杠杆右端的平衡螺母B向_（填“左”或“右”）调. 水平水平右右(2)记录实验数据的表格如下表，请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整. 动力动力F1/N阻力臂阻力臂L2/m0.30.23. (2013广东)如图1-12-4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）， OAOB=12.A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7 kg.当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5 N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，铝球空心部分体积为_m3. （铝2.7103 kg/m3 , g=10 N/kg )10-320310-3考题预测考题预测4. 如图1-12-5所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是( )A. F1B. F2C. F3D. F4C5. 如图1-12-6所示，AOB为一机械设备的简化示意图，可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO=2OB. 固定O点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40 N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=_N的力，在图上画出此时力F的方向.6. 小聪估测书包重量，现有细绳、重量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶600 mL的水，空瓶的质量忽略不计.(1)这瓶水的质量m=_kg，重量G=_N. (1 mL1 cm3，水的密度是 1 g/cm3，g=10 N/kg)200.66力的方向如答图力的方向如答图1-12-2所示所示.(2)手提细绳，如图1-12-7所示，若硬棒水平静止. 在图中标示需要测量的长度. (3)书包的重量约为_(用上述求得及所测得的物理量符号标示). (4)若测量中硬棒挂书包一端下沉，你有什么办法让硬棒恢复水平平衡？_把书包向右移动一点把书包向右移动一点(或把细绳向左移动一点或把细绳向左移动一点).如答图如答图1-12-3所示所示.考点归纳考点归纳1. 杠杆的分类.2. 力臂的作图：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. 3. 杠杆平衡条件实验探究.4. 杠杆平衡条件及其应用. 考查的重点是杠杆力臂的作图及其平衡条件：关于杠杆力臂的作图要注意.杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，即F1l1=F2l2. 考点考点2滑轮滑轮考题再现考题再现1. (2015广东) 如图1-12-8所示，已知物体A和动滑轮的总重为200 N，当物体A匀速上升高度为1 m时，绳子自由端移动的距离为_m,人对绳子的拉力为_N（绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）.2100D2. 如图1-12-9所示是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）.使用时若瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使货物G匀速上升h，若胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使货物G匀速上升h.下列说法中正确的是( )A. FAGB. FAFBC. 胖子做功较大D. 两人做功相等考题预测考题预测3. 如图1-12-10所示，滑轮下挂重为500 N的物体G，滑轮重40 N，绳和杠杆都是轻质的. 要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F大小应是(杠杆上标度的间距相等)( )A. 270 NB. 360 NC. 540 ND. 720 NB4. 如图1-12-11所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F=100 N，物体B重300 N(不计滑轮重和绳重，不计摩擦力). 画出滑轮组的绕线. 如答图如答图1-12-4所示所示.考点归纳考点归纳本考点的常考角度有：1. 定滑轮、动滑轮、滑轮组F与G、s与h的大小关系. 2. 组装滑轮组：根据题意求出n=G/F. 若n是偶数，绳子的起始端应系在定滑轮的轴架上，即要从动滑轮绕起；n是奇数，绳子的起始端应系在动滑轮的轮架上，即要从定滑轮绕起，可以概括为“奇动偶定”. 考点考点3机械效率机械效率考题再现考题再现1. (2013广东)如图1-12-12，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10 N ，物块受到的摩擦力为18 N，滑轮组的机械效率为_. 60%2. (2012广东)如图1-12-13所示，小王站在高3 m、长6 m的斜面上，将重200 N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120 N，所花时间是10 s. 求斜面的机械效率. 斜面的机械效率斜面的机械效率= = 100%= 100%= 100%=83.3%.100%=83.3%.考题预测考题预测3. 为模拟盘山公路，现将连接了重1 N小球的细线穿入一根长1 m的细管，如图1-12-14，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12 m，在b点处通过细线用0.8 N的拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的机械效率为 ( )A. 83.3%B. 80%C. 75%D. 60%C4. 如图1-12-15所示，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m. 已知拉绳子的力F为500 N，则拉力提升重物的功率和机械效率分别是多大？拉力提升重物的功率拉力提升重物的功率P= = =100 W,P= = =100 W,机械效率机械效率= = 100%= 100%= 100%=100%=80%.80%.考点归纳考点归纳1. 对机械效率的理解：明确机械效率小于1，在机械完成的功里分有用功和额外功两部分. 为达到人们的目的做的功叫有用功，为完成任务不可以避免的克服摩擦力等阻力所做的功就是额外功. 因此，对于实际机械，W有用W总，则1，对于实际的机械额外功只能尽量减小，但不可能为零. 2. 测量机械效率的方法和过程.3. 要注意机械效率与功率的区别：(1)机械效率是指有用功占总功的百分比；功率是指单位时间做功的多少，是描述做功快慢的物理量.(2)它们的单位也不同.(3)机械效率高的不一定功率大，做功快的不一定机械效率高.
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