第十二章简单机械机械效率ppt课件

1、根底考点过关考点一杠杆考点一杠杆(1)支点：杠杆可以绕其转动的点，用字母O表示(2)动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示(3)阻力：妨碍杠杆转动的力，用字母F2表示(4)动力臂：从支点O到_作用线的间隔，用字母L1表示(5)阻力臂：从支点O到_作用线的间隔，用字母L2表示1.1.定义：在力的作用下绕定义：在力的作用下绕_转动的硬棒转动的硬棒2.2.杠杆的五要素杠杆的五要素( (如下图如下图) )动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向一定相反，当支点在杠杆中间时，二力同向；当支点在杠杆一端时，二力反向；动力、阻力的作用点都必需落在杠杆上 温馨提示温馨提示固定点动力阻力3.3.杠杆的平

2、衡条件杠杆的平衡条件(1)(1)杠杆的平衡形状：当杠杆静止或匀速转动时，我们就说杠杆处于平杠杆的平衡形状：当杠杆静止或匀速转动时，我们就说杠杆处于平衡形状衡形状(2)(2)杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：_，用字母表示为，用字母表示为F1L1F1L1F2L2.F2L2. 4. 4.杠杆的分类杠杆的分类名称省力杠杆费力杠杆等臂杠杆结构特征动力臂_阻力臂动力臂_阻力臂动力臂_阻力臂力的关系动力小于阻力动力大于阻力动力等于阻力特点省力，_费力，_不省力，_应用举例撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发的剪刀、钓鱼竿、筷子、镊子天平、定滑轮、跷跷板

3、动力动力臂=阻力阻力臂大于小于等于费间隔省间隔不省间隔考点二滑轮和其他简单机械考点二滑轮和其他简单机械1.1.滑轮及滑轮组滑轮及滑轮组 定滑轮动滑轮滑轮组示意图定义中间的轴固定不动的滑轮轴可以随被吊物体一起运动的滑轮由定滑轮、动滑轮组合而成的装置实质_杠杆动力臂为阻力臂_倍的_杠杆 等臂2省力定滑轮动滑轮滑轮组动力F和阻力G的关系F1_F2_F3_特点不能省力，但是能改变_能省_的力，但不能改变力的方向既可以省力，又可以改变力的方向，若提重物的绳子为n段，则绳端施加的力为物重的 (不考虑绳重及滑轮重摩擦力距离的关系 s_ s_ s_n1G力的方向一半h2h3h12G13G,抢 分 必 做) 1

4、运用机械一定是为了省力()2斜面越长越省力()3动滑轮可以省功() 温馨提示温馨提示判别n(承当重物的绳子段数)的方法：如以下图所示，在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子经过动滑轮，n就等于几2 2斜面和轮轴斜面和轮轴(1)(1)斜面：斜面是一种省力、斜面：斜面是一种省力、_的简单机械如盘山公路的简单机械如盘山公路(2)(2)轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可以省力也可以费轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可以省力也可以费力如门把手、方向盘等力如门把手、方向盘等1铁比棉花重，指的是铁的密度大于棉花的密度()1.运用机械一定是为了省力() 2.斜面越长越省力() 3.动滑轮可

5、以省功() 抢分必做抢分必做费间隔 考点三机械效率考点三机械效率1.1.有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功 定义公式有用功必须要做的功叫做有用功，用W有表示W有W总W额G物h额外功不得不克服动滑轮本身所受重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示W额W总W有G动h(不考虑摩擦)总功有用功与额外功之和叫做总功，用W总表示W总W有W额Fs1铁比棉花重，指的是铁的密度大于棉花的密度()2.机械效率机械效率(1)定义：物理学中，将定义：物理学中，将_与与_ 的比值叫做机械效的比值叫做机械效率用字母率用字母_表示机械效率公式为表示机械效率公式为_(2)运用任何机械都不

6、可防止地要做额外功，有用功总是小于总功，运用任何机械都不可防止地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是所以机械效率总是_1的的(3)提高机械效率的方法提高机械效率的方法a.有用功一定时，减少有用功一定时，减少_，即减小摩擦，如加光滑油；，即减小摩擦，如加光滑油；b.额外功一定时，添加额外功一定时，添加_，即添加物重，即添加物重1.功率越大的机器，做功越多() 2.做功越快的机械，机械效率越高() 3.越省力的机械，机械效率越高() 4.机械效率高的机器功率一定大() 抢分必做抢分必做 有用功总功小于有用功额外功1 0 0 %WW有总教材图片回想教材图片命题点剖析命题点：杠杆的分类及平

7、衡条件的判断命题点：杠杆的分类及平衡条件的判断 如图所示的杠杆是_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆图中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的定量关系为_；在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向_(选填“远离”或“靠近”)支点O的方向移动.省力F1l1=F2l2远离教材图片命题点剖析命题点：杠杆的平衡条件命题点：杠杆的平衡条件如图所示，以中点O作为支点，调节杠杆水平平衡，在O点右侧第8格上挂2个钩码，每个钩码的重力为0.5 N，用弹簧测力计在O点左侧第4格上竖直向下拉，使杠杆水平平衡，该拉力大小为_N；将测力计由图示位置向左转动，

8、杠杆始终保持水平平衡，则测力计的示数将_(选填“变大”“变小”或“不变”). 2 变大教材图片命题点剖析命题点：杠杆类型的判断命题点：杠杆类型的判断 如图所示是赛艇的场景，赛艇的桨可以看成一个杠杆，赛艇的桨属于_ 杠杆.命题点：杠杆类型的判断 指甲剪是常用的生活用具，如图所示指甲剪上_杠杆是省力杠杆；_ 和_是费力杠杆.命题点：杠杆平衡条件的应用命题点：杠杆平衡条件的应用 搬运砖头的独轮车的有关尺寸如图所示，车箱和砖头总重G1 000 N，推车时，人手向上的力F_N，使用它可以_(“省力”或“省距离”).费力ABCOBDOED300省力教材图片命题点剖析命题点：定滑轮和动滑轮命题点：定滑轮和动

9、滑轮 如图所示是使用简单机械的情况，甲的目的是_；乙的目的是_命题点：斜面命题点：斜面 如图所示的盘山公路相当于简单机械中的_，车在上面行驶时可以_改动力的方向省力斜面省力实验一探求杠杆的平衡条件实验一探求杠杆的平衡条件强化实验突破命题角度： 1.实验前杠杆平衡螺母的调理(左高左调，右高右调，留意：平衡后的实验过程中不能再调理) 2.让支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆本身重力对实验呵斥的影响) 3.调理杠杆使其在程度位置平衡的目的(便于准确丈量力臂) 4.弹簧测力计的运用和读数(详见第八章根底考点过关栏目相应内容) 5.在杠杆平衡时，两边同时增减砝码后杠杆能否平衡的判别(看两边力和力臂的乘积能

10、否相等，假设不相等，那么哪边的乘积大，哪边就下沉) 6.测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计示数的变化情况(测力计的示数将变大，由于拉力的力臂变小了) 7.实验进展多次的目的(一次实验数据具有偶尔性，多次实验结论才具有普遍性) 8.分析数据，总结平衡条件 实验结论： 动力动力臂阻力阻力臂(F1L1F2L2) 例1 2021成都在“探求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_位置(2)小周同窗所在实验小组完成某次操作后，实验景象如图1所示，他们记录的数据为：动力F11.5 N，动力臂L10.1 m，阻力F21 N，那么阻力臂L2_ m. (3)以下

11、四个要素中，不会带来实验误差的是() A.铁架台本身的重力足够大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)小周同窗所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探求，假设杠杆遭到F2、F3两个阻力，结果会怎样？经过实验，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_(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)坚持不变0.15F2L2+F3L3A【解析】(1)为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进展实验时应该使杠杆在程度位置平衡；(2)杠杆平衡条件为F1L1F2L2.由杠杆平衡条件得1.5 N0.1 m

12、1 NL2，得L20.15 m；(3)A.铁架台本身的重力足够大目的是使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B.单个钩码的重力不完全相等，那么多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；C.悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏度，对丈量结果呵斥误差，故D不符合题意；(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F2L2F3L32GL2G3L8GL;杠杆左侧F1L14G2L=8GL,故左侧的乘积等于右侧的乘积，故F2L2+F3L3.【针对拓展】(1)小亮觉得小周这样得出

13、的结论不合理，应该将一侧的钩码换成弹簧测力计继续实验，他以为用弹簧测力计替代一侧钩码的益处是_(2)实验终了后，小亮又提出了新的探求问题：“假设支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件能否依然成立？于是小组同窗利用如下图安装进展探求，发如今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形状时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符其缘由是_.可以改动力的方向杠杆本身重力的影响【针对拓展】(2)实验中假设用如题图所示安装进展探求，杠杆的重心没有经过支点，那么杠杆本身的重力对平衡有影响实验二丈量滑轮组的机械效率实验二丈量滑轮组的机械效率命题角度：1.丈量器材(弹簧测力计和刻度尺)2.实验原理(

14、 100%)3.弹簧测力计的读数(详见第八章根底考点过关栏目相应内容)4.弹簧测力计竖直向上匀速拉动的目的(保证拉力等于弹簧测力计的示数)5.根据绳子的段数，画出滑轮组的绕线法6.滑轮组的特点(改动力的方向或省力)7.有用功、总功、机械效率的计算(W有用Gh，W总Fs)8.影响滑轮组机械效率大小的要素(物体的重力、机械间的摩擦力、动滑轮的重力)WW有用总9.控制变量法的运用 a.探求滑轮组的机械效率与所吊重物重力大小的关系(控制滑轮组的重力或数量一样，改动滑轮组所吊钩码的数量) b.探求滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系(控制滑轮组所吊钩码的数量一样，改动动滑轮的数量或换重力不同的动滑轮)

15、10.影响滑轮组的要素及提高滑轮组机械效率的方法(a.用同一滑轮组，吊起数量不同的钩码，数量越多，滑轮组的机械效率越高；b.钩码的数量一样，用重力或数量不同的动滑轮将钩码吊起，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高)11.表格数据的补充及实验错误分析12.分析数据总结结论(1)实验中应沿竖直方向_ 缓慢拉动弹簧测力计(2)小组同窗发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他以为他的想法_(选填“正确或“不正确)，由于他没有思索到_对滑轮组机械效率的影响不正确匀速摩擦例2 2021齐齐哈尔某小组在“测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验安装如下图(4)经过比较_两次实验

16、数据得出结论：运用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号) (5)经过比较_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(填实验次数的序号) (6)经过比较3、4两次实验数据可得出结论：_ 1、22、3(3)用丁图安装进展实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完好实验钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5不同滑轮组提升一样重物时动滑轮越轻

17、，滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升一样重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)0.480%【解析】(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；(2)在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会抑制轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；(3)丁图中，绳子的有效段数为4，绳端挪动间隔snh40.1 m0.4 m，滑轮组的机械效率 ；(4)绳端挪动间隔与物体升高的高度的关系为snh，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙安装做的实验，根据控制变量法，研

18、讨同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力一样、动滑轮个数也一样，只改动绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；经过比较1、2两次实验数据得出结论：运用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；(5)研讨同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制动滑轮个数一样、绳子的段数一样，只改动物体的重力，故经过比较2、3两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；(6)经过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两安装，滑轮组不同，提升的重物一样，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升一样重物时，动滑轮越

19、轻，滑轮组的机械效率越高(不同滑轮组提升一样重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)8 N0.1 m100%=100%=100%=80%s2.5 N0.4mWGhWF有总【针对拓展】(1)某次丈量过程中弹簧测力计的示数如下图，那么其读数为_(2)在测拉力时，某同窗觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止形状时才读数，该同窗的读数与实践相比_(选填“偏大“偏小或“不变)，测得机械效率_(选填“偏高“偏低或“不变)，阐明滑轮组的机械效率还与_ 有关【针对拓展】(1)测力计每个大格式为1 N，每个小格为0.2 N，所以弹簧测力计的示数为2 N；(2)要正确丈量拉力，所以弹

20、簧测力计需求做匀速运动而当弹簧测力计静止时读数，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，拉力做功偏小，那么机械效率偏高，阐明滑轮组的机械效率还与物体的运动形状有关2.0N偏小偏高物体的运动形状针对拓展题图精典例题分析调查一杠杆类型的判别调查一杠杆类型的判别例1 2021白银二模如下图，以下工具的运用，属于费力杠杆的是()【方法点拨】杠杆分类题的解题步骤：1.找支点：即固定不动的点；2.找力臂：找出动力臂和阻力臂；3.判别类型：根据动力臂和阻力臂的大小关系来判别杠杆的类型，当动力臂大于阻力臂时为省力杠杆，当阻力臂大于动力臂时为费力杠杆【解析】A.镊子在运用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力

21、杠杆；B.钳子在运用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C.起子在运用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D.剪子在运用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆 A1.20211.2021金华金华 在对汽车的发动机做检修时需求将引擎盖抬起，抬在对汽车的发动机做检修时需求将引擎盖抬起，抬起过程运用了杠杆原理图起过程运用了杠杆原理图2 2为引擎盖的受力分析方式图：引擎盖为引擎盖的受力分析方式图：引擎盖可绕可绕O O点自在转动，点自在转动，A A为引擎盖的重心位置由图为引擎盖的重心位置由图2 2可知，该杠杆属可知，该杠杆属于于_ _ 杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G G

22、的力臂逐渐的力臂逐渐_ _ 针对训练针对训练【解析】据图可知，动力臂OB大于阻力臂OA，所以该杠杆属于省力杠杆；逐渐抬高引擎盖的过程中，重心A向左上方运动，重力的方向不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变小 省力 变小第1题图【解析】A.筷子在运用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故正确B.天平在运用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故错误C.动滑轮在运用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故错误D.钢丝钳在运用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故错误2 220212021赤峰赤峰 如下图工具，在运用时费力的是如下图工具，在运用时费力的是( () ) A调查二机械作图调查二机械作

23、图 例2 2021陕西在探求杠杆平衡条件时，使轻质弯曲杠杆在如下图的位置平衡，请画出阻力F2和阻力臂L2.【解析】(1)由图可知支点是O点，画出阻力F2和阻力作用线，从O点向阻力F2的作用线作垂线，支点到垂足的间隔就是阻力臂L2.【方法点拨】1.杠杆力臂作图步骤：(1)找支点，在杠杆的表示图上，确定支点O；(2)确定力的方向、画力的作用线，必要时用虚线将力的作用线适当延伸；(3)经过支点O向力的作用线作垂线；(4)标大括号、垂足符号、字母口诀：一找支点、二定向画线、三连间隔、四标签针对训练针对训练1.20211.2021兰州模拟兰州模拟 如下图，简易吊车正在吊起重为如下图，简易吊车正在吊起重为

24、G G的建筑资料，请的建筑资料，请在图中画出杠杆在图中画出杠杆AOBAOB的动力臂的动力臂L1L1和阻力臂和阻力臂L2.(L2.(不计杠杆自重和摩擦不计杠杆自重和摩擦) )2. 杠杆平衡中最小力臂作图：由杠杆的平衡条件知，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂，即找出杠杆上间隔支点最远的点，两点间连线为最大力臂，过最远点作垂直于这条直线的作用力，即为最小的力，再根据两力在支点异侧时，两力的方向一样来确定力的方向，最后按照力臂作图的方法和本卷须知检查如答图所示2 220212021绥化绥化 如图，轻质杠杆如图，轻质杠杆OAOA可绕可绕O O点在竖直面内旋转，请在

25、图点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆坚持平衡的最小力中画出物体所受重力和使杠杆坚持平衡的最小力F F的表示图的表示图【解析】重力的方向是竖直向下的，过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示；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；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该垂直OA向上，如答图所示精典例题分析调查三机械效率的相关计算调查三机械效率的相关计算 例3 2021南充将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如下图)，斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体大小可忽略)那么以下说法正确的选项是()A 沿斜面