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1、-2-3-4-一、簡單機(jī)械1.杠桿:在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒.杠桿的五要素:支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂.(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)(O).(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F1).(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F2).(4)動(dòng)力臂:支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離(l1).(5)阻力臂:支點(diǎn)到阻力作用線的距離(l2).2.杠桿平衡條件:F1l1=F2l2.-5-3.杠桿的分類(1)省力杠桿:動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿;(2)費(fèi)力杠桿:動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿;(3)等臂杠桿:動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿.重點(diǎn)認(rèn)知 判斷杠桿屬于哪種類型的兩種方法:一是根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn);二是作出動(dòng)力臂和阻力臂并對比其大小再根據(jù)

2、定義判斷.-6-4.幾種常見簡單機(jī)械(1)定滑輪:軸固定不動(dòng)的滑輪.定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,不能省力,但能改變力的方向.(2)動(dòng)滑輪:軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪.動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的杠桿,能省力,但要費(fèi)距離,并且不能改變力的方向.(3)滑輪組:由定滑輪和動(dòng)滑輪組合而成的裝置,滑輪組的省力情況由承擔(dān)物重的繩子股數(shù)決定,若不考慮動(dòng)滑輪重和摩擦,則提起重點(diǎn)認(rèn)知 確定繩子承擔(dān)股數(shù)的方法:在動(dòng)、定滑輪之間畫一條線,將它們分開.只算連接在動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù).(4)斜面:斜面是一種省力機(jī)械,相同高度斜面越長越省力.-7-二、機(jī)械效率1.功(1)有用功:完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)對我們有價(jià)值的功.(2)額外功:完成

3、某項(xiàng)任務(wù)時(shí)對我們沒有價(jià)值,但又不得不做的功.(3)總功:有用功和額外功的總和.2.機(jī)械效率:有用功和總功的比值叫做機(jī)械效率,用符號表示.重點(diǎn)認(rèn)知 機(jī)械效率是表示機(jī)械性能優(yōu)劣的一個(gè)物理量,使用任何機(jī)械都或多或少會(huì)做一些額外功,所以機(jī)械效率總是小于1.3.影響滑輪組機(jī)械效率的因素:(1)所提升的物體重量;(2)所用動(dòng)滑輪的重量;(3)摩擦力.重點(diǎn)認(rèn)知 滑輪組的機(jī)械效率與繩子繞法以及所提升的高度無關(guān).-8-考點(diǎn)1簡單機(jī)械【例1】 選項(xiàng)中所示的用具,屬于費(fèi)力杠桿的是 ()【解析】 B、C、D三項(xiàng)中的三種杠桿動(dòng)力臂均大于阻力臂,屬于省力杠桿;A項(xiàng)鑷子動(dòng)力臂小于阻力臂,費(fèi)力省距離,屬于費(fèi)力杠桿,故A項(xiàng)符合

4、題意.【點(diǎn)撥】 動(dòng)力臂大于阻力臂的是省力杠桿,省力費(fèi)距離;動(dòng)力臂小于阻力臂的是費(fèi)力杠桿,費(fèi)力省距離.【答案】 A-9-【變式訓(xùn)練1】 如圖12-1所示,用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機(jī).如果A處螺釘松脫,則支架會(huì)繞C點(diǎn)傾翻.已知AB長40 cm,AC長30 cm.室外機(jī)的重力為300 N,正好處在AB中點(diǎn)處,則A處螺釘?shù)乃嚼?00N(支架重力不計(jì)).為了安全,室外機(jī)的位置應(yīng)盡量靠近(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)墻壁.-10-考點(diǎn)2機(jī)械效率【例2】 建筑工地上,工人師傅將如圖12-2所示的滑輪裝配成最省力的滑輪組,利用它站在地面上向下拉繩提升重物.(1)請?jiān)趫D中畫出滑輪組的繞線;(2

5、)利用此滑輪組,工人用500 N的力將1 200 N的重物勻速提升4 m,求滑輪組的機(jī)械效率.-11-【解析】 (1)要使滑輪組省力,就要使承擔(dān)物重的繩子段數(shù)多,圖中滑輪組由一個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成,繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然后再繞過動(dòng)滑輪,依次繞成;如圖12-3所示.(2)由圖知,n=3,則s=3 h,滑輪組的機(jī)械效率【答案】 (1)如圖12-3所示(2)80% -12-【變式訓(xùn)練2】 某同學(xué)家新房裝修時(shí),在地面與窗臺(tái)間放置一斜木板,將瓷磚沿木板從地面勻速拉上窗臺(tái).如圖12-4所示,已知窗臺(tái)高3 m,木板長5 m,瓷磚重500 N,沿斜面所用拉力400 N,則斜面的機(jī)械效

6、率是75%.-13-一、探究杠桿的平衡條件【例題】 (2017貴州遵義)小錦小組用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等.(1)將杠桿的中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,他將杠桿左端平衡螺母向右調(diào)節(jié)到最大限度后,杠桿左端仍有輕微下沉,這時(shí)他應(yīng)將右端的平衡螺母向右端調(diào)節(jié),才能使杠桿在水平位置平衡.-14-(2)如圖甲所示,是他在探究過程中的一個(gè)情境,接下來他在兩邊鉤碼的下方各加一個(gè)相同的鉤碼,并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處,為了使杠桿在水平位置平衡,他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第四格處.(3)通過不斷改變兩端所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置,使杠桿在水平位置

7、平衡,并記錄各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過對數(shù)據(jù)分析后得出結(jié)論:動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離.與其他小組交流后,他們又做了如圖乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn),其中丁圖所示實(shí)驗(yàn)?zāi)苤苯诱f明該結(jié)論是錯(cuò)誤的.-15-【練習(xí)題】(2017湖南衡陽)小張?jiān)谔骄俊案軛U平衡條件”實(shí)驗(yàn)中,給他提供的實(shí)驗(yàn)器材有:杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè).(1)實(shí)驗(yàn)前,將杠桿中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),如圖所示,此時(shí)應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向右(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)小張將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中:-16-表格中空缺的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)“”是20.(3)小張?jiān)趯?shí)驗(yàn)中多次改變力和力臂的大小主要是為了(只

8、有一個(gè)正確答案,選填答案序號).減小摩擦多次測量取平均值減小誤差使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律.-17-二、測量滑輪組的機(jī)械效率【例題】 (2017湖北宜昌)小明同學(xué)做“測量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn).如圖所示,用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼,記錄數(shù)據(jù)如表所示.-18-(1)觀察圖中測力計(jì)的示數(shù),表格中編號的數(shù)值是2.3,的數(shù)值是87%.(2)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù),得到了提高滑輪組機(jī)械效率的方法。汽車作為一種“機(jī)械”,提高效率對節(jié)能減排有重要意義,請你指出以下三種提高效率的方法中,方法一是與本實(shí)驗(yàn)同理的.方法一:鼓勵(lì)人們“拼車”出行,使汽車盡量裝滿人員.方法二:汽車制造廠用新

9、材料減輕汽車重量.方法三:經(jīng)常給汽車做保養(yǎng),保持良好的潤滑.(3)小明發(fā)現(xiàn)繩端移動(dòng)的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系,于是他認(rèn)為鉤碼數(shù)量一定時(shí),無論將鉤碼提升多高.都不影響該滑輪組的機(jī)械效率,小芳則認(rèn)為:鉤碼提升的高度不同,有用功就不同,機(jī)械效率就變化了,你認(rèn)為小明的看法是正確的.-19-【練習(xí)題】1.(2017甘肅天水)如圖為測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置,鉤碼總重為6 N.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),測得拉力大小為2.5N.(2)若鉤碼上升的高度為10 cm,該滑輪組的機(jī)械效率為80.6%.(3)若僅增加鉤碼的質(zhì)量,則該滑輪組的機(jī)械效率將增大(選填“增大”、“減小”或“不變”

10、).-20-2.小明學(xué)過機(jī)械效率后,提出了一個(gè)問題:“斜面的傾斜程度與斜面的機(jī)械效率有沒有關(guān)系?”針對這個(gè)問題他做了在斜面上勻速拉動(dòng)物塊的探究實(shí)驗(yàn)(如圖所示),并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:-21-(1)第三次實(shí)驗(yàn)填入表格中的數(shù)據(jù):有用功為1.25J,總功為1.55J,機(jī)械效率是80.6%.(2)通過對上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是:斜面越陡,越費(fèi)力(或不省力).(3)通過對上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,你對斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是:在其他條件不變的情況下,斜面越陡,機(jī)械效率越高.(4)如果小明還想要探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制哪些條件不變?斜面的傾斜程度、

11、斜面與物體接觸面的粗糙程度.-22-1.(2017廣東)如圖12-5所示,利用羊角錘撬起釘子,請你在羊角錘A點(diǎn)處畫出所能施加最小動(dòng)力F1,并畫出阻力F2的阻力臂L2.答案:如答圖所示. -23-2.(2017廣州)用力F1把門推開,彈性繩會(huì)被拉長。如圖12-6,門處于靜止?fàn)顟B(tài).(1)畫出彈性繩對門的拉力F2的示意圖;(2)O為支點(diǎn),畫出F1的力臂;(3)根據(jù)杠桿的平移條件可知F1 F2(選填“”“=”或“”).-24-答案:(1)如圖所示;(2)如圖所示; (3)F1L1=F2L2; -25-3.(2016樂山)如圖12-7所示的兩個(gè)滑輪中,屬于動(dòng)滑輪的是,若滑輪的自重和摩擦不計(jì),當(dāng)分別用 F

12、1、F2勻速提起同一物體時(shí),則 F1、F2 的大小關(guān)系是:F1F2(填“大于”“等于”或“小于”).答案:乙;大于-26-4.(2015茂名)如圖12-8所示,用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物,繩重、摩擦忽略不計(jì),在物體勻速上升的過程中 (D)A.甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大B.甲圖省力,機(jī)械效率一樣大C.乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大D.乙圖省力,機(jī)械效率一樣大-27-5.(2014廣東)如圖12-9 所示,利用鐵架臺(tái)、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、數(shù)量足夠的鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件. (1)實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖所示,為使杠桿處在 平衡狀態(tài),應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母B向(填“左”或“右”)調(diào).(2)記錄實(shí)

13、驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下表,請將表頭欄目、實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.-28-答案:(1)水平右(2)動(dòng)力 F1/N阻力臂 l2/m 0.20.3 -29-6.(2015汕尾)如圖12-10所示,用下列裝置提升同一重物,若不計(jì)滑輪自重及摩擦,則最省力的是 (C)-30-7.(2014汕尾)在如圖12-11所示的工具中,屬于省力杠桿的是羊角錘,屬于費(fèi)力杠桿的是筷子,屬于等臂杠桿的是定滑輪.-31-8.(2013廣東)如圖12-12,用滑輪組將物塊從位置A勻速拉到位置B,請?jiān)趫D中畫出最省力的繞線方法;物塊移動(dòng)的距離為3.10cm;若此時(shí)繩自由端所用拉力為10 N,物塊受到的摩擦力為18 N,滑輪組的機(jī)械效率

14、為60%.答案:如下圖所示: -32-9.(2013廣東)圖12-13是利用浮力進(jìn)行自動(dòng)控制的裝置原理圖.AOB為一杠桿(質(zhì)量忽略不計(jì)),OAOB=12.A端用細(xì)線掛一空心鋁球,質(zhì)量為2.7 kg.當(dāng)鋁球一半體積浸在水中,在B端施加3.5 N的豎直向下的拉力F時(shí),杠桿恰好在水平位置平衡.則鋁球?qū)嵭牟糠值捏w積為110-3m3,鋁球受到的浮力為20N,鋁球空心部分體積為310-3m3.(鋁=2.7103 kg/m3,g=10 N/kg)-33-10.(2015廣東)如圖12-14所示,已知物體A和動(dòng)滑輪的總重為200 N,當(dāng)物體A勻速上升高度為1 m時(shí),繩子移動(dòng)的距離為2m,人對繩子的拉力為100N,拉力所做的功為200J.(繩子與滑輪的摩擦力、空氣阻力忽略不計(jì))-34-11.(2014廣州)如圖12-15所示是手臂的簡化圖,手托住重物時(shí),肌肉對前臂的拉力沿圖中ab線.(1)在圖中畫出重物對手的壓力;(2)畫出肌肉對前臂的拉力方向;(3)畫出拉力的力臂;(4)根據(jù)公式F1l1=F2l2判斷肌肉對前臂的拉力大于(選填“大于”“等于”或“小于”)重物對手的壓力.-35-答案:(1)(2)(3)如圖所示 -36-12.(2015襄陽)如圖12-16 所示,在 B 端加一最小的力FB,使杠桿平衡,畫出此力的方向,并畫出 FA 的力臂.答案:如答圖所示.