2018年山东省滨州市中考物理一轮复习课件第十二章

第十二章简单机械考点1杠杆★定义一根硬棒，在力的作用下能绕着①固定点转动，这根硬棒就是杠杆五要素支点杠杆绕其转动的点，用字母②O表示动力使杠杆转动的力叫做动力，用符号③F1表示阻力阻碍杠杆转动的力叫做阻力，用符号④F2表示动力臂从支点到动力⑤作用线的距离叫做动力臂，用符号⑥l1表示阻力臂从支点到阻力⑦作用线的距离叫做阻力臂，用符号⑧l2表示1．杠杆的基本知识2.杠杆的平衡条件：⑨动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用公式表达为⑩F1L1＝F2L2.分类力臂关系力的关系特点举例省力杠杆L1⑪L2F1⑫F2省力，⑬费距离撬棒、起子等费力杠杆L1⑭L2F1⑮F2费力，⑯省距离钓鱼竿、镊子等等臂杠杆L1⑰＝L2F1⑱＝F2不省力，不费距离天平、定滑轮等3．杠杆的分类辨一辨►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．(×)分类定义实质优点缺点图示定滑轮工作时，中间的轴固定不动的滑轮①等臂杠杆可改变②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③两倍的杠杆能省④一半的力多移动一倍的距离考点2滑轮★1．动滑轮和定滑轮定义定滑轮和动滑轮组合在一起即为滑轮组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⑤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⑥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⑦定滑轮上；如果绳子的段数是奇数时，第一段绳子要挂在⑧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s＝⑨nh2.滑轮组3.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⑩省力.(2)斜面高度相同时，斜面越长越⑪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⑫省力杠杆，且轮半径与轴半径之比越大越⑬省力.考点3机械效率★项目说明公式有用功使用机械做功时，对人们①有用的功叫有用功．一般来说，机械对物体所做的功是有用功W有＝②G物h额外功对人们③没用但又不得不做的功叫额外功．一般来说，克服机械自身的④重力或机械间的⑤摩擦所做的功是额外功W额＝G动h(滑轮组)总功外力对机械所做的功是总功，在数值上等于⑥有用功与⑦额外功的总和W总＝⑧W有＋W额或W总＝Fs机械效率⑨有用功跟⑩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⑪1且没有⑫单位η＝⑬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η总是小于1.()3.使用机械可以省力或省距离，但不能省功．()×√√重点图片命题点1.杠杆如图12.1－1所示，用撬棒撬石头，撬棒是①省力杠杆．在力的方向不变的情况下，要用更小的力撬起石头，他的手应该向②远离(选填“远离”或“靠近”)支点O的方向移动．图中O为支点，F1的力臂为L1，F2的力臂为L2，当杠杆平衡时，F1与F2的定量关系式为③F1L1＝F2L2.2.定滑轮和动滑轮如图12.2－2所示，甲装置是④定滑轮，使用它的目的是改变⑤力的方向.乙装置是⑥动滑轮，使用它的目的是可以⑦省力.装置⑧甲的机械效率高.【教材重点图片】重点难点突破找支点杠杆绕着转动的一个固定点画力线画好动力作用线和阻力作用线，必要时用虚线将力的作用线（或反向）延长作垂线从支点O向力的作用线引垂线（画垂足），垂线段就是力臂标力臂用大括号或箭头标出，并在旁边标注L1或L2表示动力臂或阻力臂画杠杆力臂“四步法”类型1杠杆的示意图【例1】[2017·温州中考]小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书机钉入M点下方的纸条中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是()【思路点拨】据图可知，当按压订书机时，其会绕着订书机左边的固定点O转动，点O即为支点，所按压的点N，即动力作用点，方向向下；而装订的物体对订书机有一个向上的阻力，点M就是阻力作用点，阻力的方向是向上的，如图所示.A变式运用►1.[2017·威海中考]如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图．轻质杠杆A处用细绳悬挂一路灯，路灯对杠杆的竖直向下的拉力为阻力F2，作用点在A点；从支点向拉力的作用线引垂线，垂线段的长度即为其力臂L1.类型2杠杆的分类判断杠杆种类的方法【例2】[2017·德州中考]下图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是()思路点拨►食品夹，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；裁纸刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；天平，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，是等臂杠杆．瓶盖起子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．A变式运用►2.[2017·泰安中考]如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是()B天平是等臂杠杆，裁纸刀是省力杠杆，筷子、钓鱼竿是费力杠杆，故B正确．B3.[2017·临沂中考]如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是()D费距离的杠杆必然省力，省力杠杆动力臂比阻力臂要长，A、B属于费力杠杆省距离，C是等臂杠杆．解决滑轮组问题时，首先辨认滑轮组中的动滑轮和定滑轮，然后根据“动滑轮省力、定滑轮改变力的方向”确定滑轮组的特点．若动滑轮承担重物的绳子为n股，则绳端施加的力为重物和动滑轮总重的类型3滑轮及滑轮组n1【例3】[2017·台州中考]小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是()A．两个滑轮均为定滑轮B．人将绳子拉过1m，物体也上升1mC．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200ND．使用该装置不能省力，但能改变力的方向思路点拨►定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成；使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m；不计摩擦和滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N；使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向.C变式运用►4.[2017·济宁中考]小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为____N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为____N.因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F＝,若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F＝(G＋G动)得G动＝2F－G＝2×110N－200N＝20N.10020类型4机械效率的计算【例4】[2017·淄博中考]学校新进了一批实验器材准备实验考试，同学们帮忙搬运，小明背10kg的实验器材从一楼走到三楼的实验室．已知小明自身质量为50kg，每只脚与地面的接触面积为150cm2，每层楼高为3m.(g＝10N/kg)求：(1)小明背着实验器材站立时对水平地面的压强；(2)小明搬运实验器材做功的效率(精确到1%)．变式运用►5.[2017·自贡中考]如图所示，A物体重100N，在拉力F的作用下，以0.2m/s的速度在水平面上向左做匀速直线运动．已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：(1)5s内拉力F所做功是多少？(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？解：(1)滑轮组有3条绳拉着动滑轮，所以绳端的移动距离等于A物体移动距离的3倍，所以W＝Fs＝5N×(0.2m/s×5s×3)＝15J(2)F做的功是总功，根据机械效率可求有用功W有＝W总η＝15J×80%＝12J有用功是用来克服摩擦力做的功，所以W有＝fs物，因此f＝6.[2017·泰安中考]如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重．求：(1)工人拉绳子的速度；(2)滑轮组的机械效率；(3)滑轮组中的动滑轮的重力．重点实验聚焦实验19：探究杠杆的平衡条件【命题点全梳理】1．让支点处于杠杆中央的目的：消除杠杆自身重力对实验造成的影响．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．4．调整杠杆在水平位置静止：便于读出杠杆的力臂．5．测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计的示数变化：测力计的示数将变大，因为拉力的力臂变小了．6．多次实验测量的目的：一次实验数据具有偶然性，多次实验得出的结论才具有普遍性．【例1】[2017·成都中考]在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀．(1)平衡时，应该让杠杆静止在__水平__位置．(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1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＝__0.15__m.(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是__A__．A．铁架台自身的重力足够大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(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图2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：F1L1＝__F3L3＋F2L2__．(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)【思路点拨】(1)为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡；(2)杠杆平衡条件为：F1L1＝F2L2.由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m＝1N×L2，得：L2＝0.15m；(3)铁架台自身的重力足够大使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响；单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响；悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响；杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差；(4)设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧F3L3＋F2L2＝2G×L＋2G×3L＝8GL；杠杆左侧F1L1＝4G×2L＝8GL，故左侧等于右侧，故F3L3＋F2L2＝F1L1.命题挖掘►在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置．(5)调节平衡时，都应该使它在__水平__位置平衡．根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向__左__调整(选填“右”或“左”).(6)挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡．此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆__垂直__，挂钩码位置所对应的刻度值就等于__力臂__.(7)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是__错误__的(选填“正确”或“错误”).(8)实验的结果如下表所示．动力(F1/N)动力臂(l1/cm)阻力(F2/N)阻力臂(l2/cm)366325524224369234264428甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂两个同学都认为自己是对的，对方是错误的．那么你认为他们中正确的应该是__乙__同学，原因是__甲__同学的结论仅从部分实验数据分析得到，不是所有实验数据都满足他总结的结论.(9)下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用羊角锤拔钉子，属于费力杠杆的是__镊子__.实