安徽省中考物理一轮复习 第十章 简单机械课件

第十章简单机械第十章简单机械考点梳理考点梳理过关过关考点考点1 杠杆杠杆1杠杆的基本知识2.杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，用公式表示为F1l1F2l2.定义定义一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆五要素五要素支点支点杠杆绕着转动的点，用字母O表示动力动力使杠杆转动的力叫做动力，用符号F1表示阻力阻力阻碍杠杆转动的力叫做阻力，用符号F2表示动力臂动力臂从支点到动力作用线的距离叫做动力臂，用符号l1表示阻力臂阻力臂从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂，用符号l2表示辨一辨1.杠杆可直可弯，但一定是硬棒；杠杆一定有支点，且支点固定不动 ()2.杠杆的力臂是支点到力的作用点连线的距离 ()想一想想一想 下面是国王与阿基米德的一段精彩对话国王说：“我想不费吹灰之力，就可以随便移动任何重量的东西”阿基米德说：“我不仅可以移动任何重量的东西，我还可以撬动地球”请你说出阿基米德应用的原理和实现撬动地球的条件“给我一个支点，我可以撬动地球”所涉及到的物理知识是杠杆平衡原理只要找到支点和足够长的杠杆即可撬动地球分类分类力臂关系力臂关系力的关系力的关系特点特点举例举例省力杠杆l1l2F1F2省力，费距离撬棒、起子等费力杠杆l1F2费力，省距离钓鱼竿、镊子等等臂杠杆l1l2F1F2不省力，不费距离天平、定滑轮等3杠杆的分类考点考点2 滑轮滑轮1 1动滑轮和定滑轮动滑轮和定滑轮分类分类定义定义实质实质优点优点缺点缺点图示图示定滑轮工作时，中间的轴固定不动的滑轮等臂杠杆可改变力的方向不省力动滑轮转轴和重物一起移动的滑轮动力臂为阻力臂两倍的杠杆能省一半的力多移动一倍的距离2.2.滑轮组滑轮组定义定义定滑轮和动滑轮组合在一起即为滑轮组优缺点优缺点滑轮组由若干个定滑轮和动滑轮组合而成，既省力又可以改变力的方向，但同时要多移动距离省力规律省力规律在不考虑绳重和摩擦力的情况下，使用滑轮组时，有几段绳子与动滑轮连接，所用的拉力就是物体和动滑轮总重力的几分之一，即F连接连接“偶定奇动”，即当绳子的段数是偶数时，第一段绳子要挂在定滑轮上；如果绳子的段数是奇数时，第一段绳子要挂在动滑轮上绳子与物体通过距离的关系：若用s表示绳子通过的距离，用h表示物体通过的距离，n表示绳子的段数，则snh3.斜面(1)由于斜面的长度总是大于高度，所以拉力总是小于物体的重力，即使用斜面可以省力.(2)斜面高度相同时，斜面越长越省力.4轮轴(1)结构：由轮和轴组成，能绕共同的轴转动的装置叫做轮轴(2)特点：如果动力加在轮上，阻力加在轴上，此时轮轴是一个省力杠杆，且轮半径比轴半径越大越省力.考点考点3 3 机械效率机械效率项目项目说明说明公式公式有用功无论是否使用机械，必须要做的功叫有用功，用W有表示W有G物h额外功在使用机械时，不是我们需要但又不得不做的功叫额外功，用W额表示一般来说，克服机械自身的重力或机械间的摩擦所做的功是额外功W额G动h(不计绳重和摩擦)总功外力对机械所做的功是总功，在数值上等于有用功与额外功的总和W总W有W额或W总Fs机械效率有用功跟总功的比值叫做机械效率由于使用任何机械都要做额外功，所以机械效率总是小于1且没有单位辨一辨辨一辨 1.同一滑轮组，提升的物重不同， 机械效率相同. （ ） 2.使用机械时，不得不做一些额外功，所以机械效率总小于1. ()易错提示易错提示 同一滑轮组，提升的物重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越高.想一想 如图所示，两小儿之辩，关于机械省力，省功以及机械效率的辩论，你支持哪一方的说法？不支持另外一方的原因是什么？支持右面小孩的说法；不支持左面小孩的原因：(1)使用任何机械都不省功；(2)使用机械要多做额外功，机械效率会更低.1根据力臂找“最小动力”重点难点重点难点突破突破类型类型 1 杠杆的力与力臂作图杠杆的力与力臂作图2找最长力臂的三种情况求最小动力，可以转化为找最长力臂问题找最长力臂，一般分三种情况：(1)在动力的作用点明确的情况下，以支点到力的作用点的连线作为力臂，这个力臂最长，过力的作用点作力臂的垂线，正确确定力的方向从而作最小的力(2)在动力作用点未明确的情况时，首先应找出距支点最远的点作为动力作用点，然后再按(1)的步骤完成(3)在支点不明确的情况下，首先要通过比较找出合适的支点，进而找到动力作用点，再按(1)的步骤完成【例例1】2015日照中考如图所示，轻质杠杆可绕O点在竖直面内旋转，画出使杠杆保持平衡的最小力F1的示意图和对应的力臂l1.思路点拨思路点拨 明确使杠杆保持平衡的最小力F1，其力臂最长，即支点到F1作用点的线段为力臂；由杠杆平衡条件F1l1F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小.变式运用变式运用 1.2017辽阳中考如图是一种常见的晾衣夹，使用时O为支点，A为动力作用点，F2为弹性钢圈对夹子的阻力，请在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1，并作出阻力臂l2.由支点O向F2作垂线，即为阻力臂l2.连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，力臂越长越省力，根据力臂的画法作出垂直于OA的作用力，方向向下类型类型 2 影响滑轮及滑轮组机械效率的因素影响滑轮及滑轮组机械效率的因素1有关因素(1)物重：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高(2)动滑轮重：不同滑轮组，提升物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低2无关因素：有用功或额外功的多少、机械的省力情况、物体移动距离、绳子股数等3机械效率的计算【例例2】2015泉州中考如图所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重力相同，不计摩擦及绳重，则下列说法正确的是(B)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，机械效率较高变式运用变式运用 2.2017苏州中考如图所示，用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0.5m，拉力F为10N，则有用功为7.5J，滑轮组机械效率为75%.若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率变大(选填“变大”、“变小”或“不变”)(不计绳重和摩擦，g取10N/kg)重点实验重点实验 聚焦聚焦实验16：探究杠杆的平衡条件【实验装置及结论实验装置及结论】(1)杠杆平衡：杠杆保持水平并静止，即达到平衡状态(2)实验方法：实验时，要改变力和力臂的大小，多做几次实验，以避免偶然性，找出普遍规律(3)实验结论：杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂，用公式表示：F1l1F2l2.【命题点全梳理】1实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的有两个：一是杠杆自身重力的力臂为零，消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是由于动力和阻力的方向都与杠杆垂直，杠杆静止时处于水平位置，则支点到力的作用线的距离等于支点到力的作用点的距离，在实验时可直接从杠杆上读出力臂的大小2实验开始时调节杠杆平衡的方法：哪端高，把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节3实验前，通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡在实验过程中，不能再通过调节平衡螺母来使杠杆在水平位置重新平衡，只能通过改变钩码的数目或调节钩码的位置使杠杆重新平衡【例例1 1】2016南宁中考改编在“探究杠杆平衡条件的实验”中：(1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向右(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂.(2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆不能(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将变大.(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为5cm，弹簧测力计示数的大小为2.4N.思路点拨思路点拨 (1)实验前，杠杆左端下沉，应将左端(或右端)的平衡螺母向右调节，直到在水平位置平衡，其目的有两个：一是便于测量力臂，力臂可以从杠杆上直接读出；二是使杠杆自身重力的力臂为零，或忽略杠杆自身的重力对实验的影响(2)由杠杆平衡条件知，4个钩码3个格数B点钩码个数2个格数，依据此等式求出在B点应挂6个钩码；如果同时向支点外移动一格，则4个钩码4个格数6个钩码3个格数，则右侧下沉，杠杆不能在水平位置保持平衡(3)在B点的测力计从a位置转到b位置时，由于力臂变小，所以测力计的示数将变大(4)在丁图，作出动力臂OD，由三角形的边角关系，得F的力臂为52cmsin305cm；阻力臂是6cm，阻力是2N，所以F 2.4N.命题挖掘(5)在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们可以(选填“可以”或“不可以”)同时改变多个量，进行探究测量(6)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力动力臂阻力阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是实验次数太少，结论具有偶然性.(7)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明同学利用如图所示装置进行探究，发现在杠杆右端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：杠杆有自重.实验17：测量滑轮组的机械效率【实验装置及结论实验装置及结论】(1)实验器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺(2)功的计算：有用功W有Gh，拉力所做的功为总功，即W总Fs，则额外功W额W总W有.(3)测量原理：机械效率公式 .(4)实验结论：用同一滑轮组提升不同的重物，提升的重物重力越大，机械效率越高；用不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，机械效率越低【例例2 2】2016西宁中考某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中(1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.(2)第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1m，则它运动的速度为0.05m/s.(3)第三次实验中，绳端移动的距离为0.45m，滑轮组的机械效率为80%.(4)分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有W2有，滑轮组的机械效率1(选填“”、“”或“”) .(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功 猜押预测猜押预测 5.2016当涂县二模马峰同学想通过实验来探究斜面的机械效率和什么因素有关他猜想斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度及斜面的倾斜度有关他设计了如图所示的实验装置，实验中保持木块的拉力与斜面平行，并且匀速拉动木块下面是马峰在实验中得到的数据.(1)请你将表中未完成的空格填写完整，0.1J，0.12J，83.3%.(2)根据上表的数据，请你帮马峰同学总结得到的实验结论：结论1：通过对比实验1和2，斜面的坡度和物重一定时，斜面越粗糙机械效率越低结论2：通过对比实验1和3，在斜面的粗糙程度和物重一定时，斜面的坡度越大机械效率越高.(3)你认为该实验中较难控制的操作是保持匀速拉动木块.