2023年山西省中考物理一轮复习 -第十一讲：简单机械

第十一章：简单机械本章知识点、考点思维导图中考大纲要求1.知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。2.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。3.了解人类使用机械的历史发展过程。了解机械的使用对社会发展的作用。【山西中考考情】年份考察知识点题型/分值2022杠杆力臂作图作图题/2分2021杠杆力臂作图作图题/2分2020滑轮、机械效率选择题/32019杠杆建模及计算综合应用/32018杠杆中画动力的示意图综合应用/22017杠杆类型的判断选择题/3§11.1杠杆【知识点讲解】【知识点补充笔记】1.定义：一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。一根硬棒能成为杠杆要具备两个条件：有力的作用；能绕某固定点转动。两个条件缺一不可，杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆上的其它位置处。2.杠杆的五要素（1）：杠杆绕着固定转动的点，用字母“”表示。（2）：促使杠杆转动的力，常用字母“”表示。（3）：阻碍杠杆转动的力，常用字母“”表示。（4）：支点到动力作用线的距离，常用字母“”表示。（5）：支点到阻力作用线的距离，常用字母“”表示。3.杠杆示意图的画法：（1）；（2）；（3）；【考点链接题型讲解与练习】【例题1】如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB是一个杠杆，杠杆在动力F1的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂。【例题2】如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。【练习1】如图是简易起重机，OA是吊臂，它是一个杠杆，可以绕O点上下转动，地面上的卷扬机拉动绳子将重物提起。画出杠杆OA的动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2。【练习2】如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。【练习3】如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，O是支点，是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂，并画出作用在A点的最小动力及动力臂。【解题方法与思路】§11.2杠杆分类物理量杠杆力臂力特点应用举例省力杠杆L1＞L2F1＜F2费力杠杆L1＜L2F1＞F2等臂杠杆L1=L2F1=F2既省力又省距离的杠杆时不存在的。【考点链接题型讲解与练习】【解题方法与思路】【例题1】如图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（） 用羊角锤起钉子 B．用撬棒撬石头 C．用启子起瓶盖 D．用钓鱼竿钓鱼【例题2】下列工具属于费力杠杆的是（）。A．.羊角锤 B．筷子 C．起瓶器 D．钢丝钳【例题3】撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（）。A．此时撬棒为等臂杠杆；B．应用此撬棒的主要目的是省力；C．力F的作用点靠近O点会更省力；D．应用此撬棒的主要目的是省距离【例题4】下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（）。【练习1】杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是（）。A．船桨B．托盘天平C．筷子D．撬棍【练习2】如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（）。A.手握的位置靠近把手末端时更费力；B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力；C.轮子的中心是杠杆的支点；D.图中拉力F大于重力G§11.3杠杆的平衡条件【知识点讲解】【知识点补充笔记】1.杠杆的平衡条件（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下时，我们就说杠杆平衡了。（2）杠杆的平衡条件实验图（4）图（5）1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图（5）所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图（4）杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图（5）方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。（3）杠杆的平衡条件：，即。【考点链接题型讲解与练习】【解题方法与思路】【例题1】如图所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后，在杠杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂__________个钩码；如果A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的__________（选填“左”或“右”）端会下沉。【例题2】如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验：(1)在水平静止的杠杆上A、B处，挂5个质量均为50g的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂：(2)改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为__________。实验次数左侧钩码数（个）左侧钩码距离支点O（格）右侧钩码数（个）右侧钩码距离支点O（格）123322163232634(3)某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是________________。(4)图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是________N（g取10N/kg）。【例题3】如图（a）所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个相同的物体，如图（b）所示，以下说法中正确的是（）A．杠杆仍然平衡 B．杠杆右端下沉 C．杠杆左端下沉 D．物重未知，无法判断【练习1】如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态，杠杆的支点是__________（选填“A”、“B”或“C”）点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为__________N。（g=10N/kg）【练习2】在探究“杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆､支架､弹簧测力计､刻度尺､细线､每个重力都为0.5N的钩码若干个。(1)实验前将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是：______和消除杠杆自重对实验的影响；(2)如甲图所示，杠杆处于平衡状态｡若从杠杆的两侧同时减掉一个钩码，那么杠杆的______（选填“右”或“左”）端下沉；(3)在乙图中，将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向，如果要继续保持杠杆在水平方向静止，测力计的示数要______（选填“变小”“不变”或“变大”）；(4)如果忽略杠杆自重对实验的影响，则在丙图中要使杠杆在水平位置保持平衡，弹簧测力计对杠杆的最小拉力为______｡§11.4定滑轮和动滑轮【知识点讲解】【知识点补充笔记】2.定滑轮（1）定义：工作时，中间的轴的滑轮叫定滑轮。（2）实质：是个等臂杠杆。（3）特点：，但可改变力的。（4）动力移动的距离与重物移动的距离。3.动滑轮（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫。（2）实质：是一个动力臂为阻力臂的杠杆。（3）特点：省一半力，但不能改变力的。（4）动力移动的距离是重物移动距离的倍。【考点链接题型讲解与练习】【解题方法与思路】【例题1】如图所示，用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m，绳子自由端所用的拉力F为6N．求：（1）绳子自由端移动的速度。（2）拉力F做的功。【例题2】研究定滑轮的特点：(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。§11.5滑轮组【知识点讲解】【知识点补充笔记】1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。2.特点：既能省力又能改变力的方向，但是要费距离。3.特点：可以，也可以改变力的。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。4.动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的倍，即S=nh。5.绳子端的速度与物体上升的速度关系：。【考点链接题型讲解与练习】【解题方法与思路】【例题1】如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（）A．B．C．D．【例题2】(多选）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（）。A.人拉绳子的速度为0.2m/s；B.动滑轮的重力为300N；C.此段时间内，拉力F做功为3600J；D.当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa

§11.6机械效率【知识点讲解】【知识点补充笔记】1.有用功(W有）：人们为了达到工作目的的必须要做的功。2.额外功(W额）：利用机械时不想需要但不得不做的功。3.总功(W总）：外力所做的功，即有用功和额外功的总和。即W总=W有+W额。4.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于1.5.计算公式:η=×100％。6.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的重力；减轻机械的自身重量；合理地减少部件间的有害摩擦。7.特点：机械效率总是小于1.【考点链接题型讲解与练习】【解题方法与思路】【例题1】生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（）。任何机械设备的效率总小于1 B.减小机械内部摩擦可以提高其效率C.提高机械设备的效率可以节能减排 D.用机械设备做功越快，其效率越高【例题2】如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N．求：（1）物体上升的高度；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的功率。【例题3】如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是_____J，拉力的功率是_____W，滑轮的机械效率是_____，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。【例题4】如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（）。A.该滑轮组的效率为75%；B.他做的总功为1200J；C.他做的有用功为800J；D.他对滑轮组做功的功率为60W【练习1】测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为N。（2）第2次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度（选填“有关“或“无关”）。（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度【练习2】如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）。A．；B．；C．；D．【练习3】建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法正确的是()。①绳子自由端沿水平方向移动4m；②物体受到的拉力为750N；③拉力F的功率为37.5W；④滑轮组的机械效率为80%A．只有①和②；B．只有②和③；C．只有③和④；D．只有①和④【练习4】如图所示，用一个重为18N的动滑轮来提升物体，若物体匀速上升过程中竖直向上的拉力F＝30N（不计摩擦和绳重），则动滑轮的机械效率为________。【权威真题再现】【2022.山西.21】如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正