简单机械课件

第一部分教材知识梳理第十一章简单机械常考类型剖析类型一杠杆的分类【命题解读】分析贵州近3年中考真题，杠杆类型的判断考查4次，常以生活中的一些工具为背景（如：船桨、筷子、钓鱼竿、撬棒等）在选择题和填空题中考查，多结合其他的力学知识一起进行考查.例1（’14铁岭）同学们的文具盒里，有许多学习用品的使用属于杠杆原理的应用.例如：打开文具盒，将盒盖上翻过程中，文具盒的盒盖相当于_____杠杆;用墨色水笔答题时，笔相当于_____（均选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆.省力费力【解析】打开文具盒，将盒盖上翻过程中，杠杆的支点在边缘上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；用水笔答题时，支点在笔尾端，这时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆.变式题1（’12南宁）如图是一个指甲剪的示意图，它是由三个杠杆，ABC、OBD和OED组成.用它剪指甲时，属于省力杠杆的是（）A.ABCB.OBDC.OEDD.三个都是A【解析】指甲剪是由三个杠杆组成的，其中ABC是一个省力杠杆，而OBD、OED是两个费力杠杆.类型二杠杆平衡条件的应用【命题解读】分析贵州近3年中考真题，杠杆平衡条件的应用考查2次，常以生活中的一些工具为背景（如：船桨、筷子、钓鱼竿、撬棒等），并结合杠杆的分类一起考查，多在填空题中出现.例2（’13本溪）大家在吃自助餐时，用食品夹夹取自己喜欢的美食（如图所示），若要使拿餐盘的手用力小一些，夹取的食物应放在盘中离手较___（选填“远”或“近”）的地方，食品夹属于_____（选填“省力”或“费力”）杠杆.近费力【解析】由杠杆的平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的情况下，阻力臂越小，越省力.所以若要使拿餐盘的手用力小一些，夹取的实物应放在盘中离手较近的地方.食品夹的支点在其尾端，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆.变式题2钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，它是一个_____杠杆，要使钓起鱼时省力一些，则钓鱼者两只手之间的距离应_____一些（选填“增大”或“减小”）.费力增大【解析】在使用钓鱼竿时，当支点是A时，钓鱼者向上用力提拉钓鱼竿，所以动力的作用点是B点，阻力的作用点是C点，使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，要使钓起鱼时所用的力小一些，由杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2，要使动力减小，在阻力和阻力臂不变的条件下，增大动力臂，即应使钓鱼者两只手之间的距离增大一些.类型三杠杆力臂作图【命题解读】分析贵州近3年中考真题，杠杆力臂作图考查6次，其中1次涉及最小力及力臂的画法，其他的基本上都是根据力作力臂.例3（’14河南）如图所示，用瓶起开启瓶盖,请画出在A点所用最小力的示意图.如答图所示【作图步骤】首先找出杠杆的支点，如本题中杠杆的支点为起瓶器与瓶盖表面的接触点；然后确定最长动力臂，本题中连接支点与作用点A，即为最长动力臂；然后过动力作用点作动力臂的垂线，并标明垂直符号，即最小动力方向；最后用带箭头的线段表示力的大小及方向，并标出最小动力F.1.杠杆力臂作图的步骤（1）找点：找出杠杆的支点；（2）画线：画出动力作用线和阻力作用线，必要时用虚线将力的作用线正向延长或反向延长；（3）作垂线段：从支点向力的作用线作垂线，画出垂足；（4）确定力臂：支点到垂足之间的垂线段就是该力的力臂；（5）标示：用大括号勾出力臂，在旁边标上字母L1或L2.2.杠杆最省力的作图方法（1）动力作用点要选在杆的最远端（指距支点最远处）；（2）连接动力作用点与支点（用虚线）即为最长动力臂，此时动力最小；（3）根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定动力的方向；（4）以动力作用点为垂足，沿动力方向作动力作用点与支点连线的垂线.变式题3（’14苏州）图中，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂L.如答图所示【审题关键点】作出作用于A点使杠杆静止的“最小力F及其力臂L”.【作图步骤】①根据杠杆平衡条F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定的条件下，动力臂越大，越省力.②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，故用大括号连接支点O和杠杆顶端A之间的距离，即为最长的动力臂L.③根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力方向垂直于杠杆向上，故过动力作用点A作垂直于杠杆向上的线段，并用向上的箭头表示其方向，即为最小动力F.类型四滑轮与滑轮组【命题解读】分析贵州近3年中考真题，滑轮考查4次.在选择题中考查时，主要结合杠杆和其他的力学知识一起考查；在计算题中考查时，主要结合功、功率和机械效率一起考查滑轮组绳子的绕线、拉力大小、速度和物重的计算、滑轮组绳子自由端移动的距离和重物上升高度的关系.例4（’14柳州改编）使用如图所示的滑轮____（选填“能”或“不能”）省力.使用该滑轮匀速提升货物时，使货物上升h的高度，则拉力F需要移动的距离是_____.能2h【解析】动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，则使用动滑轮能省一半的力，但要移动2倍的距离、不能改变力的方向；货物提升的高度为h，则根据滑轮组的特点可知，拉力通过的距离为2h.变式题4（’13沈阳）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲___F乙（选填“”、“”或“=”），拉力做功的功率P甲___P乙（选填“”、“”或“=”）.=【解析】本题考查功率的计算.不计机械自重和摩擦，定滑轮不省力也不费力F甲=G，动滑轮省力一半F乙=G所以F甲F乙；将同一物体提同样高度所做功相等，时间相等，所以功率也相等.12类型五机械效率的计算【命题解读】分析贵州近3年中考真题，机械效率考查13次，在填空题、实验题、计算题中考查，主要结合滑轮组和斜面等简单机械考查机械效率的计算.例5（’14吉林）如图所示，用滑轮组将物体提升2m，绳子末端所用的拉力是250N，那么拉力所做的功是______J；如果适当增加物体的重力，该滑轮组的机械效率将_____.1000增大【解析】滑轮组由2段绳子拉着，物体提升2m，则绳子末端要上升4m，则拉力所做的功是W=Fs=250N×4m=1000J，由于额外功不变，如果适当增加物体的重力，有用功增加，则滑轮组的机械效率将增大.变式题5（’13沈阳）如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为____；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐_____（选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）.80％增大增大【解析】本题考查机械效率的计算.η==80%.在粗糙程度相同时，斜面越陡，沿斜面的拉力越大，斜面的机械效率越高；斜面坡度越缓，越省力，越陡所需拉力越大.%.%FsGhWW100m1N5m40N10100%100总有用实验突破实验一探究杠杆的平衡条件（2014年：黔东南19题、毕节36题；2013年：六盘水26题（2）、遵义33题）1.让支点处于杠杆中央的目的（减小杠杆自身重对实验造成的影响）2.实验开始需调节杠杆在水平位置静止（方便读出杠杆的力臂）3.杠杆平衡螺母的调节（左高左调，右高右调）4.控制变量法的应用5.实验多次测量的目的（一次实验数据具有偶然性，多次实验结论才具有普遍性）6.测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计的示数的变化（测力计的示数将变大，因为拉力的力臂变小了）7.分析数据，总结平衡条件8.利用平衡条件调节杠杆平衡9.杠杆平衡条件的应用实验结论：杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2例1（’14昆明）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图1所示的实验装置.（1）调节杠杆平衡时，都应该使它在_____位置平衡.根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向___调整（选填“右”或“左”）.（2）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_____，挂钩码位置所对应的刻度值就等于_____.（3）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_______.水平左垂直力臂错误的（4）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___同学.原因是___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.乙甲（5）下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子，属于费力的杠杆是_____.镊子【解析】（1）调节杠杆平衡时，都应该使它在水平位置平衡，使杠杆的重心落到支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节.（2）对于直棒杠杆，如果力的方向与杠杆垂直，则力臂和支点与动力作用点之间的距离相等；如果力的方向与杠杆不垂直，则力臂小于支点与动力作用点之间的距离.（3）在挂上钩码后，如果出现不平衡，不能再调节平衡螺母，应通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡.（4）乙同学通过6组实验结果，得出的实验结论是：杠杆平衡时：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）．而甲同学仅仅通过前3组实验得出的结果，具有片面性和不正确性；（5）镊子是动力臂小于阻力臂的杠杆，是费力杠杆；而扳手和钉锤是动力臂大于阻力臂的杠杆，是省力杠杆.（1）实验时让支点在杠杆的中央是为了_______________________________；（2）实验时加减砝码应使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量_____；减小杠杆自身重对实验造成的影响力臂（3）如图2所示，实验时若用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是_______________.变大拉力的力臂变小【解析】（1）实验时让支点在杠杆的中央是为了减小杠杆自身重对实验造成的影响；（2）当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这样便于测量力臂；（3）当弹簧测力计向右倾斜时，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知拉力要变大.实验二测滑轮组的机械效率（2013年安顺15题，2012年黔东南州19题）1.实验原理（η=×100%）2.测量器材（弹簧测力计和刻度尺）3.弹簧测力计拉动方式（匀速竖直向上运动，保证拉力等于弹簧测力计的示数）4.滑轮组绕线总有WW5.绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系（看有几段绳子吊着动滑轮，有几段绳子自由端就费几倍的距离）6.滑轮组机械效率的影响因素及大小判断（滑轮组的机械效率与绳子重、滑轮自身重、摩擦力的大小和所吊货物自身的重力有关；其他条件相同情况下，滑轮越重，额外功越多，机械效率越低；所吊的货物越重，有用功越多，机械效率越高）7.控制变量法的使用（1）控制滑轮组的重力或数量相同，通过改变所吊钩码的数量，来探究滑轮组的机械效率与所吊重物的大小关系（2）控制滑轮组所吊起钩码数量相同，通过改变滑轮组的重力或数量，来探究滑轮组的机械效率与滑轮的重力和数量的关系8.在该实验中，克服物体自身重力所做的功为有用功（W有=Gh）9.在该实验中，绳子自由端拉力做的功是总功（W总=Fs）10.机械效率的计算11.分析实验数据是否正确例2某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图3所示.实验次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率η74.1%62.5%（1）实验中应沿竖直方向_______________拉动弹簧测力计,使