（东营专版）2019年中考物理总复习 第十二章 简单机械课件.ppt

第十二章简单机械 知识点一杠杆 定义 在 的作用下绕 转动的硬棒叫作杠杆 力 固定点 杠杆五要素 如图 O F1 F2 l1 l2 杠杆的平衡条件 1 杠杆平衡 杠杆在动力和阻力作用下 2 平衡条件 公式为 静止 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1l1 F2l2 生活中的杠杆 撬棒 费力省距离 船桨 天平 生活中的杠杆应用举例省力杠杆 撬棒 铡刀 瓶盖起子 手推车 钢丝钳等 费力杠杆 钓鱼竿 镊子 筷子 理发剪子 缝纫机脚踏板等 等臂杠杆 天平 定滑轮等 知识点二滑轮 等臂 省力 省力 改变 力的方向 省力 力的方向 省力 知识点三机械效率 三种功及其关系 1 有用功 为了达到目的 要做的功 公式 必须 W有 Gh 2 额外功 为了达到目的做的一些 但又不得不做的功 用滑轮组提升钩码 我们不得不克服动滑轮所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做功 3 总功 有用功和额外功的 4 关系公式 不需要 和 W总 W有 W额 机械效率 1 定义 和 的比值 2 公式 机械效率没有单位 3 注意 任何机械的效率都 1 有用功 总功 小于 提高机械效率的方法 1 在额外功不变时 增大有用功 例 提升重物时 机械装置一定 在机械强度允许的范围内 增加提升重物的质量 2 在有用功不变时 减小额外功 例 提升重物时 在所提升的重物重力一定时 减小机械的摩擦或减小动滑轮的重力 费力 远离 省力 300 360 40 40 90 1 35 62 5 省力 考点一杠杆类型的判断 5年1考 例1 2018 海南中考 如图所示 下列工具在使用中属于省力杠杆的是 思路点拨 1 找支点 首先要明确每个杠杆模型的支点位置 2 比力臂 大致画出动力臂和阻力臂 再比较其大小 3 定类型 由力臂大小关系确定杠杆的类型 自主解答 C 1 2018 烟台中考 如图所示的杠杆 属于费力杠杆的是 C 考点二杠杆的平衡条件及其应用 5年4考 命题角度 杠杆是否再平衡的判断例2 2018 临沂中考 图甲所示的杠杆是水平平衡的 如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体 如图乙所示 则杠杆 A 右端下沉B 左端下沉C 要保持平衡应将左端的物体向右移动D 要保持平衡应在右端再加挂一个物体 思路点拨 图甲两侧分别加挂一个等重的物体后 分析两边的力和力臂的乘积是否还相等 据此判断图乙的杠杆是否还平衡 自主解答 A 解题技巧 2 2018 潍坊中考 如图所示 杠杆处于平衡状态 如果杠杆两侧的钩码各减少一个 杠杆将 A 左端下降B 右端下降C 仍然平衡D 无法判断 B 例3 2017 枣庄中考 如图所示是小明探究 杠杆平衡条件 的实验装置 实验中杠杆始终处于水平平衡状态 若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向 使其从 则拉力的变化情况是 A 先变小后变大B 先变大后变小C 逐渐变大D 逐渐变小 思路点拨 阻力和阻力臂不变 动力臂先增大后减小 根据杠杆平衡条件可知动力的变化 自主解答 A 解题技巧 3 2016 遂宁中考 如图所示 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F 将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B 在这个过程中 力F的大小将 A 不变B 变小C 变大D 先变大后变小 C 考点三滑轮 组 的特点及其应用 5年1考 例4 2017 绥化中考改编 如图所示 利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上 绳子自由端向下移动的距离为m 若不计绳重 动滑轮重及摩擦 则他所用的拉力为N 若实际拉力为110N 不计绳重及摩擦 则动滑轮重为N 思路点拨 由图可知 承担物重的绳子段数n 2 1 拉力端移动的距离s 2h 2 不计绳重 动滑轮重及摩擦 拉力F G 3 不计绳重及摩擦 根据F 求动滑轮的重 自主解答 410020 滑轮 组 的相关计算方法总结 4 2017 黑龙江中考改编 利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体 匀速提高5m 若动滑轮重为10N 不计绳重及摩擦 绳子自由端施加的拉力F为 N 绳子自由端移动的距离为 m 70 15 考点四简单机械作图 5年1考 命题角度 杠杆力臂作图例5 2018 莱芜中考 如图所示是一个杠杆式简易起吊机 它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向 杠杆OB可绕O点转动 通过此装置把重物G拉起 请在图上画出动力臂l1和阻力F2的示意图 思路点拨 1 明确动力和阻力 2 根据力臂概念从支点向动 或阻 力的作用线作垂线并标注相应力臂符号 自主解答 如图所示 杠杆力臂作图步骤 5 2018 白银中考 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图 O为支点 请画出F1 F2的力臂l1和l2 命题角度 杠杆最小动力作图例6 2018 德阳中考 如图OAB轻质杠杆 O为支点 请在图中B点处画出能使杠杆保持平衡的最小力F的示意图 思路点拨 根据杠杆平衡的条件可知 在杠杆中的阻力 阻力臂一定的情况下 要使所用的动力最小 必须使动力臂最长 在通常情况下 连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长 以此为动力臂 最省力 自主解答 如图所示 杠杆最小动力作图 6 2018 眉山中考 如图所示 轻质杠杆OA能绕O点转动 请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图 要求保留作图痕迹 命题角度 滑轮组作图例7如图所示 用滑轮组沿水平地面拉动物体A 请画出最省力的绕绳方法 思路点拨 滑轮组绳子的绕法有两种 1 绳子先系在定滑轮的固定挂钩上 再依次绕过动滑轮和定滑轮 这种绕法有偶数段绳子承担物重 2 绳子先系在动滑轮的固定挂钩上 再依次绕过定滑轮和动滑轮 这种绕法有奇数段绳子承担物重 自主解答 如图所示 解题技巧 对于滑轮组的绕线作图 依据的省力公式是F 不计摩擦及滑轮重 首先确定绳子段数n n为绕在动滑轮上绳子的段数 然后根据省力公式进行绕线 注意 绳子的段数与绳子的起点的关系是 奇动偶定 即偶数段的绳子的起点在定滑轮的挂钩上 而奇数段绳子的起点在动滑轮的挂钩上 滑轮 组 的绕线方法总结 7 2018 凉山州中考 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物 请在图中画出最省力的绕法 考点五机械效率 5年6考 命题角度 机械效率的理解例8 2018 宜昌中考 下列有关起重机提升货物时机械效率的说法 正确的是 A 有用功越多 机械效率越高B 同一起重机提起的货物越重 机械效率越高C 额外功越少 机械效率越高D 同一起重机提起同一货物越快 机械效率越高 思路点拨 机械效率是有用功与总功的比值 增加物重 其他条件不变 有用功增多 有用功在总功中所占的比例增大 机械效率升高 机械效率高的机械 说明所做有用功占总功的比值大 额外功所占总功的比值小 不是做的额外功越少 机械做功的快慢是指功率 机械效率大小与功率大小没有关系 自主解答 B 解题技巧 8 2017 来宾中考 下列关于机械效率的说法正确的是 A 越省力的机械 机械效率越高B 做功越少的机械 机械效率越低C 做功越慢的机械 机械效率越低D 总功相同 有用功越大的机械 机械效率越高 D 命题角度 滑轮组机械效率的大小比较例9 2017 通辽中考 某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组 每个滑轮重相同 匀速提起相同的重物 所用的拉力分别为F1和F2 机械效率分别为 1和 2 不计绳重及摩擦 下列说法正确的是 A F1 F2 1 2B F1 F2 1 2C F1 F2 1 2D F1 F2 1 2 思路点拨 不计绳重及摩擦 则绳端的拉力为F G物 G动 滑轮组的机械效率为 注意 同一滑轮组的机械效率随所提物重的增加而增大 自主解答 A 9 2018 攀枝花中考 某实验小组分别用如图所示的甲 乙两个滑轮组 每个滑轮等重 在相同时间内把重物G提升相同高度 F1和F2大小相等 不计绳重及摩擦 下列说法正确的是 A 力F1和F2做功的功率相同B 力F1和F2做的总功相同C 乙滑轮组更省力 两个滑轮组机械效率一样大D 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 D 命题角度 功 功率和机械效率的综合计算例10用如图所示的滑轮组 将重为10N的物体以0 1m s的速度匀速提升 拉力F 6N 求 1 拉力的功率 2 滑轮组的机械效率 3 若不计绳重及摩擦 求动滑轮的重力 思路点拨 1 知道物体提升的速度 求出绳子自由端移动的速度 利用P Fv求拉力的功率 2 利用W总 Fs求出总功 知道提升物体的高度和物重大小 利用W有 Gh求出有用功 再利用 求出该滑轮组的机械效率 3 不计绳重和摩擦 知道物重和拉力大小 根据F G物 G动 求动滑轮重 自主解答 解 1 由图可知 n 2 s 2h 绳子自由端移动的速度 v 2v物 2 0 1m s 0 2m s 拉力的功率 P Fv 6N 0 2m s 1 2W 2 滑轮组的机械效率 3 不计绳重和摩擦 由F G物 G动 可得 动滑轮的重力 G动 2F G物 2 6N 10N 2N 答 1 拉力的功率为1 2W 2 滑轮组的机械效率为83 3 3 动滑轮的重力为2N 10 2017 安顺中考 小华用如图所示的滑轮组拉动货箱 已知货箱的质量为60kg 在F 50N的拉力作用下 货箱以0 1m s的速度做匀速直线运动 地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0 2倍 求 g取10N kg 1 货箱的重力 2 拉力F的功率 3 货箱运动了1min 克服摩擦所做的功 4 此滑轮组的机械效率 解 1 货箱的重力 G mg 60kg 10N kg 600N 2 由图可知 n 3 绳子自由端移动的速度 v绳 3v 3 0 1m s 0 3m s 拉力的功率 P Fv绳 50N 0 3m s 15W 3 地面对货箱的滑动摩擦力 f 0 2G 0 2 600N 120N 由v 可得 货箱移动的距离 s vt 0 1m s 60s 6m 克服摩擦力做的功 W有 fs 120N 6m 720J 4 1min内绳子自由端移动的距离 s绳 3s 3 6m 18m 拉力所做总功 W总 Fs绳 50N 18m 900J 滑轮组的机械效率 答 1 货箱的重力是600N 2 拉力F的功率是15W 3 克服摩擦所做的功是720J 4 滑轮组的机械效率是80 实验十六探究杠杆的平衡条件 5年0考 1 让支点处于杠杆中央的目的 减小杠杆 对实验造成的影响 2 杠杆平衡螺母的调节 左高 调 右高 调 注意 平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母 自重 左 右 3 实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止 目的是 4 将砝码换成弹簧测力计的好处 实验操作更方便 5 本实验多次测量的目的 便于测量力臂 能直接测出拉力的大小 避免实验的偶然性 得出普遍 规律 6 用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码 当弹簧测力计由竖直方向拉变成倾斜拉 要使杠杆仍保持平衡 弹簧测力计的示数会变 是因为拉力的力臂变 大 小 7 利用杠杆平衡条件分析 计算 1 在杠杆平衡时 两边增减砝码后杠杆是否平衡以及杠杆再平衡的条件 2 计算力或力臂的大小 8 生活中杠杆类型的判断 9 实验结论 动力 动力臂 阻力 阻力臂 或F1l1 F2l2 例11 2017 衡阳中考改编 小张在探究 杠杆平衡条件 实验中 给他提供的实验器材有杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的钩码若干个 1 实验前 将杠杆中点置于支架上 当杠杆静止时 如图甲所示 此时应把杠杆左端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 使杠杆在水平位置平衡 这样做的好处是 右 便于测量力臂 2 小张利用如图乙所示装置的实验数据记录如表所示 表格中空缺的实验数据 是 20 3 小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了 只有一个正确答案 选填答案序号 减小摩擦 多次测量取平均值减小误差 使每组数据更准确 获取多组实验数据归纳出物理规律 4 下列四个因素中 不会带来实验误差的是 A 支架自身的重力足够大B 单个钩码的重力不完全相等C 悬挂钩码的绳套重力偏大D 杠杆与转轴之间的摩擦偏大 A 拓展设问 5 在图乙杠杆平衡的基础上 将A B两处钩码同时减去1个 那么杠杆 选填 能 或 不能 在水平位置保持平衡 不能 6 小张在完成实验后 想进一步探究 如果杠杆受到F2 F3两个阻力 结果会怎样 通过实验 他得到了如图丙所示的结果 根据这个结果 可以初步得出 在这种情况下杠杆的平衡条件为 F1 F2 F3的力臂分别用l1 l2 l3表示 F1l1 F2l2 F3l3 7 小张在完成实验后 还想探究 若支点不在杠杆的中点时 杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是他利用如图丁所示的装置进行探究 发现在杠杆左端的不同位置 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 杠杆自重的影响 11 2018 滨州中考 小明在 探究杠杆平衡条件 的实验中所用的实验器材有 刻度均匀的杠杆 支架 弹簧测力计 刻度尺 细线和质量相同的0 5N重的钩码若干个 1 如图A所示 实验前 杠杆左端下沉 则应将左端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 直到杠杆在 位置平衡 目的是便于测量 支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响 右 水平 力臂 自身重力 2 小明同学所在实验小组完成某次操作后 实验现象如图B所示 他们记录的数据为动力F1 1 5N 动力臂l1 0 1m 阻力F2 1N 则阻力臂l2 m 3 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 0 15 只做一次实验具有很大的偶然性 4 丙同学通过对数据分析后得出的结论是动力 支点到动力作用点的距离 阻力 支点到阻力作用点的距离 与小组同学交流后 乙同学为了证明丙同学的结论是错误的 他做了如图C的实验 此实验能 选填 能 或 不能 说明该结论是错误的 图C实验中 已知杠杆上每个小格长度为5cm 每个钩码重0 5N 当弹簧测力计在A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 动力 动力臂 选填 等于 或 不等于 阻力 阻力臂 等于 实验十七测量滑轮组的机械效率 5年0考 1 实验原理 2 实验器材 滑轮 组 细线 钩码 铁架台等 3 实验中应测量的物理量有 绳自由端移动的距离s 4 弹簧测力计拉动方式 向上运动 使拉力等于测力计的示数 弹簧测力计 刻度尺 物重G 重物上升高度h 绳末端拉力F 匀速竖直 5 实验中分别记下钩码和测力计的起始位置 目的是便于测量钩码和测力计 6 绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系 s 移动的距离 nh 7 控制变量法的应用 1 同一滑轮组吊起数量不同的钩码 探究 与G物的关系 2 用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码 探究 与G动的关系 8 影响滑轮组机械效率的因素 绳重和摩擦 9 实验数据的分析及处理 动滑轮重 提起的物重 10 实验中 滑轮组克服物重所做的有用功为W有 绳自由端拉力所做的总功为W总 11 机械效率的计算 1 已知物重和拉力 2 已知物重和动滑轮重 不计摩擦 Gh Fs 12 滑轮组机械效率的大小与物体提升的高度 滑轮组的绕线方式及物体提升的速度无关 例12 2018 德州中考改编 如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置 得到的实验数据如表所示 1 实验时应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计 2 分析表中数据可知 实验2是用图 做的实验 3 实验序号3中的机械效率 4 通过比较 填实验序号 两次实验数据得出结论 同一滑轮组提升重物时 物重越大 滑轮组的机械效率越高 匀速 乙 80 1 2 5 通过比较2 3两次实验数据可得出结论 不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越重 滑轮组的机械效率 6 实验过程中边拉动边读数 弹簧测力计示数不稳定 有同学认为应静止时读数 你认为他的想法 选填 正确 或 不正确 因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响 越低 不正确 摩擦力 拓展设问 7 第1次实验和第2次实验中 第2次实验的机械效率较 这是因为两次实验中所做额外功 而第2次实验所做有用功较 8 通过实验 请你提出提升滑轮组机械效率的两种方法 高 相同 多 增加被提升重物的重力 减轻动滑轮的重力 12 2018 泰安中考 图甲是某学习小组 测量滑轮组的机械效率 的示意图 用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端 将重为4 5N的物体从A位置提升到A 位置 同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B 位置 在这个过程中 弹簧测力计的示数如图乙所示 请你根据他们做的实验完成下列问题 匀速 缓慢 1 物体提升的高度是 cm 拉力是 N 该滑轮组的机械效率 2 若在图甲装置的基础上 增加一个动滑轮 改为图丙所示的装置 提升同一物体 则滑轮组的机械效率 选填 变大 变小 或 不变 5 0 2 75 变小