中考复习课-简单机械-课件

简单机械探究：杠杆的平衡条件

典型图例

探究过程①调节杠杆两端的______，使杠杆在_________平衡；②在杠杆的两边挂上数目不等的钩码，改变______的位置，使杠杆重新在水平位置平衡；③改变两边钩码的个数和位置，再多测几组数据，目的是分析杠杆平衡的普遍规律，避免偶然性水平位置钩码螺母探究结论杠杆的平衡条件：

文字式：_________________________________；写成公式：__________________________评估交流

为了通过实验证明杠杆平衡条件在普遍情况下不是“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”，只需去掉一侧的钩码，用测力计在A处斜拉杠杆，使其保持水平平衡，读出测力计示数F1，如图所示，发现F1×OA≠F2×OBF1L1＝F2L2动力×动力臂＝阻力×阻力臂

[点拨]实验时选杠杆的重心作为支点，这样可以消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；通常调节杠杆的平衡螺母，使其在水平位置平衡，以便直接读出力臂的大小。32（2015•邵阳）小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜，它们都想多分点．小猴提出分配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示．小白兔说：“我要长的那一头！”，小猴却暗自高兴．

请问：（1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏？答：_______

．（2）从图乙可看出，造成上述现象的原因是：A端重力的力臂

_____（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端重力的力臂，根据杠杆平衡的条件可得出：A端的质量

________（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端的质量．没有

小于大于

17．（3分）（2015•安徽）身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物．已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m，如图所示．则（）

A．以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的压力为400N

B． 以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4：9

C． 以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9：5

D． 以弟弟的肩B为支点，可计算处哥哥承担的压力为600NA8、（2015浙江丽水）如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F417．（6分）（2015•青岛）运用知识解决问题：（3）如图2所示的轻质杠杆AB，OA=20cm，OB=40cm．物体M的密度为3×103kg/m3．体积为8×10﹣3m3．叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平衡，则此时物体M受到水平面的支持力FM=

40

N，请画出物体M的受力示意图．解答： 解：（3）由密度公式：可知，物体的质量:m=ρV=3×103kg/m3×8×10﹣3m3=24kg，由杠杆平衡条件得：T×OA=F×OB，即：T×20cm=100N×40cm，解得：T=200N，地面对M的支持力：FM=mg﹣T=24kg×10N/kg﹣200N=40N，受力示意图如图所示：mVρ

＝2.杠杆的分类名称

力臂关系

力的关系

特点

应用举例

省力杠杆l1____l2

F1____F2

省力、______、撬棒、铡刀、羊角锤、起子

费力杠杆l1____l2

F1____F2

________、省距离

理发剪刀、钓鱼竿、镊子

等臂杠杆l1____l2

F1____F2

不省力、不费力

天平、定滑轮

＞<费距离＜>费力＝＝考点2滑轮1．探究动滑轮和定滑轮的特点项目

定滑轮

动滑轮装配图

注意事项拉动钩码时用力要均匀，使钩码匀速直线运动

可以竖直向下、斜向下、水平拉动弹簧测力计

一定要竖直向上拉动弹簧测力计

项目

定滑轮

动滑轮特点

使用定滑轮不能______，但可以改变拉力的______。不考虑摩擦时F＝________

使用动滑轮可以________，但不可以改变拉力的方向。不考虑滑轮自重及摩擦时F＝________；仅不考虑摩擦时F＝________

省力省力方向G第12课时┃简单机械考点聚焦归类示例项目

定滑轮

动滑轮距离的关系(s，h)

使用定滑轮拉物体时，绳自由端移动的速度等于物体移动的速度，绳自由端移动的距离等于物体移动的距离

使用动滑轮拉物体时，绳自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍，绳自由端移动的距离为物体移动距离的2倍

2.定滑轮和动滑轮的实质(1)分析图12－1可得，定滑轮实质是个变形的_______杠杆。图12－1等臂(2)分析图12－2可得，动滑轮相当于动力臂是阻力臂________倍的杠杆。图12－2注意：分析滑轮的杠杆实质时需要注意支点的位置。二3．滑轮组示意图如图所示，由n股绳子提起重物G，用力F，绳子自由端移动的距离为S，物体被提升的高度为h

力的关系(F，G)距离的关系(s，h)

s＝nh

如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。F.fNGTf/3如图所示，物体A重G＝80N，在F＝60N拉力下匀速前进，此时物体A受到的摩擦力等于＿＿＿＿N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG1:竖直方向上有一对平衡力N和G2:水平方向上有一对平衡力T和fG=N=80NT=f=120N12F＝f解析：因为所以f=2F=120N综合分析得：120N题1：一根绳子最多能承受2×103N的力，用这根绳子匀速提起重力为8.2×103N物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。组装滑轮组的步骤：1、根据得出，求出绳子的段数n（注意结果用收尾法）F=G物nn=G物F=4.1n=8.2×103N2×103N本题应该用5段绳子来承担物重。五、组装滑轮组的方法组装方法2、确定动滑轮个数N动：本题中n为奇数，N动=n-12本题需动滑轮=2（个）。N动=5-123、确定定滑轮个数N定：如果拉力F的方向不要求改变；则n为奇数，N定=N动。本题N定为：2个。4、在绕绳子时，遵循“奇动偶定法”，即如果n为奇数，绳子应该从动滑轮开始连起（奇动）；如果n为偶数，绳子应该从定滑轮开始连起（见下页图1）。组装方法

根据上面的题目要求，在确定定滑轮个数N定时：如果拉力F的方向要求改变（如题目中要求“站在地面上匀速提起”即拉力方向改变）；则n为奇数，N定=N动+1。这样，N定为：3个。见图2所示。图1图2本题拉力的方向没有具体要求，故有两种装配方法。FF=3.45n=1000N290N本题，取N=4。组装方法题2：有一根绳子能承受的最大拉力为290牛顿，请设计一个滑轮组，使站在地面的人利用这根绳子能提起重1000牛顿的重物。不计动滑轮的重力及摩擦）分析与解答：1、根据得出，求出绳子的段数n（注意结果用收尾法）F=G物nn=G物F组装方法2、确定动滑轮个数N动：本题中n为偶数，则N动=n2本题需动滑轮=2（个）。N动=423、确定定滑轮个数N定：本题中拉力F的方向不要求改变；因为n为偶数，故N定=N动-1。本题N定为：1个。

根据“奇动偶定法”，n为偶数时，绳子应从定滑轮连起（偶定）。由左图所示如何连？组装方法

滑轮组的构造不外三种：动滑轮个数比定滑轮个数少1个、多1个或相等。对于动滑轮和定滑轮个数不等的滑轮组，绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮。具体绕绳方法见下一页：组装方法绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮FFFF巩固练习：1：如下图(a)所示，物体B重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。（不计摩擦）图(a)F2:如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是＿＿N.人匀速拉绳子的力是＿＿N（动滑轮自重不计）图(b)10010050F3:如图所示的四个滑轮组中，图＿＿可省一半力，图＿＿最费力，图＿＿＿和图＿＿用力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)FFFF4、按要求画出绳子的绕法n=5n=4n=4n=2n=3FFFFF功功的计算做功的两个必要因素功机械效率功率功的单位功功1.做功的两个要素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离2.公式：W=FS

3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）4.哪些情况不做功？为什么？不做功的情况:1.物体只受到力但没有运动2.物体由于惯性通过一段距离但没有受力3.物体移动的距离与物体所受力的方向垂直例1：一学生用100N的力将重为５N的足球沿水平方向踢出20m远，则该同学对足球做的功是（）

A2000JB１00JC0D无法确定拓展１：甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，现用相同的水平推力，分别使两物体沿水平方向移动相同的距离，则两次推力所做的功分别为Ｗ甲和Ｗ乙,Ｗ甲

W乙。（填“＞”、“＝”、“＜”）=拓展２：重１００Ｎ的物体在２０Ｎ力的作用下，沿水平地面前进１ｍ，则这个力对物体做的功为（）Ａ２０ＪＢ１００ＪＣ０Ｄ无法确定DD小明举着杠铃原地不动

。小球在光滑的桌面上滚动一段距离

。一人提着重物在水平地面上前进

。用力将图钉压进里

。有力无距离，不做功有距离但没有受力，不做功物体移动距离与所受力的方向垂直，不做功有力有力方向上的距离，要做功功率1.功率：表示做功快慢的物理量

2.定义：单位时间完成的功3.公式：

P=W/t4.单位：瓦W一架起重机2min时间内将5t的货物匀速提高10m，接着用1min的时间使货物在水平方向移动了5m。在整个过程中，起重机对货物做功的功率为

ｗ。一台拖拉机耕地时的功率是25kw，它在4h内做的功如果让一头牛去做，需要的时间为

。（牛的平均功率为0.4kw）功率的计算twp=３、使用机械做功时，下面说法正确的是：（A）功率大的机器一定比功率小的机器做功多；（B）功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少；（C）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；（D）以上说法都不对．功率4.引体向上是体能测试项目之一，引体向上时双臂的拉力使身体上升，并对身体做功。现要测量人引体向上时功率的大小，请根据你自身的体验或观察他人做引体向上的过程，说明所需测量的物理量并给出合理的数值，写出引体向上时人做功的功率的表达式，并算出具体数据（g=10N/kg）

需要测量的物理量：体重G,上升高度h,时间t,次数n表达式：P=nGht解：m=ρV=1×103kg/m3×

50m3=5×104kgG=mg=5×104kg×10N/kg=5×105NW=Gh=5×105N×30m=1.5×107J5、用一台水泵把50m3的水提升到距水面30m的水箱，水泵需做多少功？若完成这些功1h，这台水泵的功率是多少瓦？合多少千瓦？5、功率为100kw的汽车在公路上以72km/h的速度匀速行驶时，汽车的牵引力为多少？

例：功率相等的甲乙两辆汽车，在相等时间内，甲、乙两车通过的距离之比是2：1，则：（）

A．牵引力之比为1：2B．做功之比为1：2C．速度之比为1：2D．做功之比为2：1AhS=2hGF=1/2GGFhW=FS=GhW=FS=1/2G×2h=Gh不计滑轮重及摩擦功的原理FFFGFGhS=2hhS=1/2h不计杠杆重及摩擦１、功的原理：使用任何机械都不省功2、理想机械——不计自重和摩擦的机械3、使用理想机械做功=用手直接对物体做功功的原理3、应用：斜面LhFG斜面长为高的几倍，推力就是物重的几分之一机械效率1.有用功：为达到目的必须做的功2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功3.总功：为达到目的实际做的功

W总=W有+W额

4.机械效率：有用功与总功的比值η=——用一只动滑轮把400N的重物匀速提高10m，所用的拉力为250N，则有用功为

J、总功为

J、额外功为

J。该动滑轮的机械效率为

。W有W总5、如何提高机械效率η＝

Ｗ有用Ｗ总Ｗ有用Ｗ有用＋Ｗ额外＝（1）减小机械自重（2）减小机械间的摩擦（3）Ｗ额外一定，增大Ｗ有用例1：下面说法中是否正确．（1）有用功越多，机械效率越高（2）额外功越少，机械效率越高（3）物体做功越慢，机械效率越低（4）做总功越多，机械效率越低（5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高机械效率（6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（7）用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同（8）因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1（9）做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高（10）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．例2、某同学为了将质量为5kg的物体提高1m，考虑到额外功的影响，则下列方式中该同学做功最少的是（）

A．徒手将物体直接抬高1m

B．通过动滑轮把物体吊高1m

C．通过斜面把物体推高1m

D．通过定滑轮把物体吊高1mA例3、为了提高滑轮组的机械效率，以下

做法中正确的是：C、增加承担物重的绳子股数；B、以较慢的速度匀速提升重物；A、以较快的速度匀速提升重物；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在

转动过程中的摩擦；例4.用图12-3所示的滑轮组将重为900N的重物匀速提升2m，所用的拉力为500N，(1)这一滑轮组的机械效率为多少?(2)若不计摩擦，则动滑轮重为多少。（3）不计绳重和摩擦，若用此滑轮组将400牛的物体竖直向上匀速提升2米求此过程中拉力做的功效率？滑轮组提升物体(1)W有=Gh=900N×2m=1800J

W总=FS=F2h=500N×4m=2000J

η==×100%=90%

W有W总1800J2000J

(2)不计摩擦,F=(G+G动)，

G动=2F-G=2×500N-900N=100N（3）F’=(G’+G动)=（400+100）N=250N例5.某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。（1）他所选的器材少了___________（2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作A．将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计B．记下钩码和弹簧测力计的起始位置C.向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数D．测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是______________________________刻度尺C步骤中，匀速向上提起弹簧测力计(3)补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请帮助完成下表：滑轮组组成钩码重G/N钩码升高h/m弹簧测力计示数F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率η一个定滑轮一个动滑轮2.10.101.00.30（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出70%例6.用动滑轮上有5段绳子的滑轮组来提升3600N的重物，若提升过程中机械效率是75％，则（1）至少要多大力才能提升重物．（2）若不计拉绳质量及摩擦，可得出动滑轮总重是多大？

（1）机械效率：

η=W有用/W总＝Gh/(FS)=Gh/(Fnh)=G/(nF)

代入数据：75%＝3600N/（5xF）

拉力：F＝960N

（2）

F＝G总/n＝（G物+G动）/n

代入数据有：

960N＝（3600N+G动）/5

G动＝1200N

例7.如图，甲、乙两个滑轮组，每个滑轮的重力相同，用它们分别匀速吊起重都为G的物体，忽略摩擦阻力及绳重，则拉力之比为

，η甲

:η乙为________

3:21:1

例8.用一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重900牛的物体，使物体升高2米，滑轮组的机械效率为90%，动滑轮重90牛，求提升重物过程中克服摩擦做了多少功？20J滑轮组提升重物机械效率与哪些因素有关？与什么无关？与重物重和动滑轮重、摩擦有关；与绳的绕线方式无关

FA例9.如下图使用滑轮组拉动重物A，已知，物体与水平面的摩擦力为240N，人拉绳