2018届中考物理第十二章简单机械课件

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1、第十二章 简单机械,一、杠杆 1.定义:在_的作用下能绕着_转动的一根硬棒。,力,固定点,2.五要素:(如图所示) (1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。 (2)动力:使杠杆_的力F1。 (3)阻力:_杠杆转动的力F2。 (4)动力臂:从支点到_的距离l1。 (5)阻力臂:从支点到_的距离l2。,转动,阻碍,动力作用线,阻力作用线,3.平衡状态:杠杆_或_转动。 4.杠杆的平衡条件:_。,静止,匀速,F1l1=F2l2,5.生活中的三类杠杆:,=,=,距离,费力,二、滑轮,等臂,动力臂是阻力,臂2倍的,改变力,的方向,省力,省力,改变力,的方向,省力,力的方向,s=h,s=2h,s=nh,三、机

2、械效率 1.三类功: (1)有用功:为了达到目的必须要做的功,用W有表示。 (2)额外功:对达到某一目的没有用但又不得不做的功,用W额表示。 (3)总功:_和_的总和,用W总表示。,有用功,额外功,2.机械效率: (1)定义:_跟_的比值。 (2)公式:_。 (3)规律:机械效率总_1。 (4)影响滑轮组机械效率的因素(忽略绳重和摩擦): _。_。,有用功,总功,小于,提升的物重,动滑轮重,【教材图解诊断自测】 1.如图所示,赛艇的船桨是_杠杆,使用这种杠杆 可以省_。,费力,距离,2.如图所示,A装置是_滑轮,使用它的目的是改变 _。B装置是_滑轮,使用它的目的是可 以_。_装置的机械效率高

3、。,定,用力的方向,动,省力,A,3.如图是自行车手闸的示意图,手闸是一个_杠 杆,当图中手对车闸的作用力F=10N时,刹车拉线受到 力的大小为_N。,省力,40,考点1 杠杆力臂作图 1.画杠杆力臂的方法:,2.根据力臂找“最小动力”:,【规避失分点】 (1)力臂要用带双箭头的实线或虚线加大括号并加上垂直符号表示,标注符号l,不能有遗漏。 (2)画力时,不要漏画力的方向。,【典例1】(2017西宁中考)如图所示,请在图中画出力F的力臂l及物体所受重力的示意图。,【精讲精析】由题图可知支点是O点,从O点向动力F的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂l;物体所受重力的作用点在物体的重心,重力的

4、方向是竖直向下的。,答案:如图所示,【典例2】(2017广东中考)如图所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤A点处画出所能施加的最小动力F1,并画出阻力F2的阻力臂L2。 世纪金榜导学号59944149,【精讲精析】解答本题应明确以下关键点: 关键点1:明确力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,并画出最长的动力臂; 关键点2:明确过点A作出动力,根据动力与阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向; 关键点3:过O点作垂直于F2的垂线即为阻力F2的力臂L2。,答案:如图所示:,【知识拓展】找最长力臂的三种情况 求最小动力,就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂,一般分三种情况: (1)在

5、动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作最小的力。,(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按(1)的步骤完成。 (3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较找出合适的支点,进而找到动力作用点,再按(1)的步骤完成。,考点2 杠杆平衡条件的应用 1.判断杠杆的类型:根据力臂大小, (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。 (2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。 (3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。,2.计算动力或阻力:根据F1l1=F2l2,已

6、知其中的三个量,计算第四个物理量。 3.判断杠杆是否平衡:若F1l1=F2l2,杠杆平衡; 若F1l1F2l2,杠杆向力与力臂乘积大的方向偏转。,【典例3】(2017宜宾中考)指甲刀是生活中常用的小工具,如图所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是 ( ) A.一个省力杠杆,两个费力杠杆 B.一个费力杠杆,两个省力杠杆 C.三个都是省力杠杆 D.三个都是费力杠杆,【精讲精析】选A。本题考查杠杆的分类。按照题图,指甲刀中包含三个杠杆:ABC、OBD和OED。分析杠杆ABC的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂大于阻力臂,因此,杠杆ABC为省力杠杆。,使用指甲刀剪指甲时,杠杆OBD

7、在B点受到向下的压力F1,在D点受到阻力F2,其支点为O点。分析杠杆OBD的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂小于阻力臂,因此,杠杆OBD为费力杠杆。,使用指甲刀剪指甲时,杠杆OED在E点受到活动柱对其向上的拉力F1,在D点受到阻力F2,其支点为O点。分析杠杆OED的受力,并画出示意图。从图中可以看出:动力臂小于阻力臂,因此,杠杆OED也为费力杠杆。,综上所述,指甲刀中含有一个省力杠杆,两个费力杠杆,只有选项A正确。,【典例4】(2017枣庄中考)如图是 小明探究“杠杆平衡条件”的实验 装置,实验中杠杆始终处于水平平衡 状态,若在C处逐渐改变弹簧测力计 拉力的方向,使其从,则拉力的变化

8、情况是 世纪金榜导学号59944150( ) A.先变小后变大 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小,【精讲精析】选A。本题考查杠杆的平衡条件。解答本题应明确以下关键: 关键1:明确测力计在位置时,其动力臂等于OC,此时动力臂最长; 关键2:明确测力计从的过程中,动力臂从小变大,根据杠杆平衡条件,可知此过程测力计示数变小;,关键3:明确测力计从的过程中动力臂变短,根据杠杆平衡条件,可知此过程测力计示数变大; 关键4:综上所述:测力计由的过程中动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件可知,测力计的示数先变小后变大。,【典例5】 (2017哈尔滨中考)如图所示,杠杆水平放置且自重忽略不计,O是

9、支点,左侧挂一重物,动力F1大小为3 N,整个装置处于静止状态,则物体的重力为_N。此时杠杆属于_(选填“省力”或“费力”)杠杆。,【精讲精析】本题考查杠杆的平衡条件和省力杠杆的特点。F1L1=F2L2,代入3 N4=F22,F2=6 N。由于L1L2,所以是省力杠杆。 答案:6 省力,【备选例题】 (2016株洲中考)园艺师傅使用如图所示 的剪刀修剪树枝时 ( ) A.尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点 B.尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点 C.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都费力 D.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都省力,【精讲精析】选A。解答本题需要

10、注意以下关键: 关键1:明确在运用题中剪刀修剪时,该剪刀保证省力。 关键2:明确根据杠杆平衡条件可知,要想省力尽可能减小阻力臂(即树枝向支点O靠近),增大动力臂(即手远离支点O)。,考点3 滑轮、滑轮组的判断及特点 1.判断绳子的股数: (1)切线法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。,(2)根据F和G的关系:n= ,若n计算结果不是整数,采取“进一法”,使n取整数。,2.省力情况: (1)不计摩擦和机械本身重力:F= G物。 (2)不计摩擦和绳重:F= (G物+G动)。 3.组装滑轮组:按“奇动偶定”的原则 (1)n为奇数,绳子的固定端在动滑轮的挂钩上。 (2)

11、n为偶数,绳子的固定端在定滑轮的挂钩上。,【规避失分点】 (1)绕线时,按从内到外的顺序且所有滑轮都有绕线。 (2)所画的线要直,与滑轮的边缘相切。,【知识拓展】滑轮组的设计 (1)n为偶数时,绳子的固定端应拴在定 滑轮上(即“偶定”),如果不需要改变 用力的方向(例如:自由端向上拉),则 需要的动滑轮个数为 ,定滑轮的个 数比动滑轮少一个,如图甲所示;如果需要改变用力的 方向(例如:自由端向下拉),则动滑轮和定滑轮个数都 等于 ,如图乙所示。,(2)n为奇数时,绳子的固定端应拴在动 滑轮上(即“奇动”),如果不需要改变 用力的方向,则动滑轮和定滑轮的个数 相等,都等于 ,如图丙所示;如果需

12、要改变用力的方向,则需要加一个定滑轮,即动滑轮的 个数为 ,定滑轮个数为 ,如图丁所示。,综上所述,滑轮组设计原则归纳为:偶定奇动,一动配一定,偶数减一定,变向加一定。 滑轮组在绕绳时如果动滑轮少,那么绳的起始端就固定在动滑轮上向定滑轮绕起,反之定滑轮少,则绳的起始端就固定在定滑轮上向动滑轮绕起;绕绳时,绳不可相交。,【典例6】(2016乐山中考)如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是_,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1、F2的大小关系是:F1_F2。,【精讲精析】解答本题明确关键点: 关键点1:动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮; 关键点2:定滑轮是指滑轮在工

13、作时,轮转动,但轴不动的滑轮,从而可判断出乙为动滑轮; 关键点3:动滑轮可以省一半的力,定滑轮只能改变动力方向。 答案:乙 大于,【典例7】(2017淮安中考)画出图中使用滑轮组提升物体最省力的绳子绕法。,【精讲精析】本题考查滑轮组的装配。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,承担物重的绳子最多3段,此时最省力。 答案:,【备选例题】 (2016徐州中考)如图所示,要用向下的力提升重物,请画出滑轮组绳子的绕法。,【解题关键】解答本题应明确绳子的自由端向下,绳子的始端在定滑轮上。 【精讲精析】本题考查滑轮组的装配方法。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,当拉力的方向向下时,只有一种装配方法:绳

14、子的始端和末端均在定滑轮上。,答案:如图所示:,考点4 影响滑轮、滑轮组机械效率的因素 1.有关因素: (1)物重:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大。 (2)动滑轮重:不同滑轮组,提升物重相同时,动滑轮越重,机械效率越小。 2.无关因素:有用功或额外功的多少、机械的省力情况、物体移动距离、绳子股数等。,【规避失分点】 不要认为滑轮组不变,滑轮组的机械效率就不变。对于同一滑轮组,提升的物重不同,机械效率也不同。,【典例8】(2017东营中考)如图所示, 物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组 匀速提起质量相同的物体,不计绳重及 摩擦。若每个滑轮质量相同,对比两个 滑轮组,下列说法正确的是 (

15、 ) 世纪金榜导学号59944151,A.甲更省力,甲机械效率大 B.乙更省力,机械效率一样大 C.乙更省力,乙机械效率大 D.甲更省力,机械效率一样大,【精讲精析】选B。本题考查滑轮组的机械效率。由甲、乙可知,拉力的大小与动滑轮绳子的股数有关,甲图中n=2,乙图中n=3,所以乙图更省力。而机械效率与提升物体的重力、动滑轮的重力有关,与其他的因素都无关。,【典例9】(2017福建中考)如图所示,用相同的滑 轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重 力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GAGB, 则甲_乙;若FA=FB,则GA_GB。 (均选填“”“GB时,甲乙;由图可知,n甲=2,n乙=3,由F= (G+G动)可得,提升物体的重力:G=nF-G动,则FA=FB时,提升物体的重力关系为GA ”“”或“=”),