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第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械,1,天津中考考點(diǎn)1,2,天津中考考點(diǎn)2,3,4,定義：如圖所示，一根硬棒，在力的作用下能繞_________轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿. 五要素（如圖） _____：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O _____：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1 _____：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2 動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到_______________的距離l1 阻力臂：從支點(diǎn)O到_______________的距離l2,固定點(diǎn)O,支點(diǎn),動(dòng)力,阻力,動(dòng)力F1作用線,阻力F2作用線,,杠桿,5,3.平衡狀態(tài)：杠桿_____或_____轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.杠桿的平衡條件：_______。,靜止,勻速,F1l1=F2l2,5.其他簡(jiǎn)單機(jī)械：輪軸和斜面也屬于簡(jiǎn)單機(jī)械，并且都是_____力機(jī)械，若使用輪軸或斜面能____力，則一定要____距離.,省,省,費(fèi),6,,,＝,,,＝,不費(fèi),不省,省力費(fèi)距離,費(fèi)力省距離,7,等臂,改變力的方向,不省力也不省距離,s＝h,省力,省力但不能改變力的方向,s＝2h,8,既省力又可以改變力的方向,s＝nh,9,10,三、機(jī)械效率 1.三類(lèi)功： (1)有用功W有：為了達(dá)到目的必須要做的功。 (2)額外功W額：對(duì)達(dá)到某一目的沒(méi)有用又不得不做的功。 (3)總功W總：_______和_______的總和。,有用功,額外功,11,2.機(jī)械效率： (1)公式： 。 (2)規(guī)律：機(jī)械效率總_____1。 (3)提高滑輪組機(jī)械效率的主要方法： ①改進(jìn)_____,使它更合理、更輕巧。 ②同一機(jī)械,增大_____。 ③經(jīng)常_____,使機(jī)械處于良好的狀態(tài)。,,小于,結(jié)構(gòu),載重,保養(yǎng),12,方法指導(dǎo)：機(jī)械效率的計(jì)算.,13,物重G、動(dòng)滑輪重G動(dòng)、物體升高h(yuǎn)、速度Vo; 拉力F、繩子伸長(zhǎng)長(zhǎng)度S,速度V.,14,15,16,17,方法指導(dǎo) 杠桿作圖：,重難點(diǎn)突破,杠桿作圖(難點(diǎn))(10年4考),18,(1)口訣：“一找點(diǎn)，二畫(huà)線，三作垂線段，四標(biāo)長(zhǎng)和短”．具體如下所示： (2)力臂作圖規(guī)范 ①作圖必須用直尺、鉛筆，所作線要直； ②在作力或力臂時(shí)，要畫(huà)出垂足直角符號(hào)； ③力臂用實(shí)線，并在兩端加箭頭表示，在旁邊標(biāo)上字母.,19,類(lèi)型一 畫(huà)指定力的力臂(10年3考) 例 1 (2016重慶B卷)如圖所示，杠桿OA在動(dòng)力F的作用下可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出動(dòng)力F的力臂l.,l,┐,20,例 2 (2015萊蕪)如圖所示，杠桿在力F1、F2的作用下(F2未畫(huà)出)處于平衡狀態(tài)．O為支點(diǎn)，l2是力F2的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出F1的力臂l1和力F2的示意圖．,┐,┐,F2,l1,21,類(lèi)型二 畫(huà)最小力及其力臂(10年1考) 例 3 (2016玉林)如圖所示，小明用羊角錘拔鐵釘，請(qǐng)畫(huà)出在A點(diǎn)施加最小動(dòng)力的示意圖及其力臂l.,l,F,┐,22,例 4 (2016棗莊)一重為G的均勻杠桿，可繞O點(diǎn)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，若讓杠桿靜止在如圖所示的位置，請(qǐng)畫(huà)出作用在A點(diǎn)的最小作用力和F的力臂L.,L,F,┐,23,命題點(diǎn)： 1. 實(shí)驗(yàn)前杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)(左高向_____調(diào)，右高向____調(diào)．注意：平衡后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能再調(diào)節(jié))[2014.18(1)] 2. 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始需調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的(①使杠桿重心落在支點(diǎn)上，排除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響②方便讀出杠桿的力臂) 3. 將砝碼換成彈簧測(cè)力計(jì)的好處(能直接測(cè)出拉力的大小，實(shí)驗(yàn)操作更方便),實(shí)驗(yàn)突破,左,右,探究杠桿的平衡條件(2014.18),實(shí)驗(yàn)一,24,4. 彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)(拉動(dòng)方向：____________) 5. 測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的(_____________________________________) 6. 測(cè)力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化及原因(示數(shù)將變大，因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃? 7. 繪制記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格[2014.18(2)],避免偶然性，使得出的結(jié)論具有普遍性,沿豎直方向,25,8. 分析數(shù)據(jù)總結(jié)杠桿平衡條件(F1l1＝F2l2) 9. 杠桿平衡時(shí)，兩邊同時(shí)增減砝碼后杠桿是否平衡的判斷(若F1l1≠F2l2，則哪邊乘積大，杠桿就向哪邊傾斜) 10. 實(shí)驗(yàn)評(píng)估與評(píng)價(jià) 11. 生活中的杠桿的應(yīng)用以及杠桿類(lèi)型的判斷,26,例 (2016河源)甲、乙兩位同學(xué)一起做探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)，以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)，如圖甲、乙所示．(1)若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應(yīng)將左端的平衡螺母向___調(diào)節(jié)． (2)如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)．根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是：_____________________________．,左,實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，具有偶然性,27,3)如圖乙所示，乙同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F1；第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F2.第___(選填“一”或“二”)種實(shí)驗(yàn)方案更方便．在同等條件下，兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1____(選填“＜”、“＝”或“＞”)F2. (4)乙同學(xué)用圖丙裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，與甲同學(xué)得出的杠桿平衡條件不相符，其可能的原因是：________________．,一,,杠桿自重的影響,28,【解析】(1)杠桿右端低，左端高，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)平衡； (2)應(yīng)該多測(cè)量幾組數(shù)據(jù)來(lái)避免偶然性的出現(xiàn)，因此甲同學(xué)的做法是存在不足的； (3)豎直向下拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，力臂剛好在水平方向上，便于力臂的測(cè)量，第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便，傾斜拉動(dòng)力臂時(shí)，力臂沒(méi)有在水平方向上且變小，因?yàn)楦軛U左端的力與力臂沒(méi)有發(fā)生變化，右端力臂變小時(shí)，F(xiàn)2變大； (4)丙裝置中由于受到杠桿自身重力的影響，所測(cè)的結(jié)果和甲裝置有區(qū)別．,29,補(bǔ)充設(shè)問(wèn) (1)測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的是：_______________(選填“減小實(shí)驗(yàn)誤差”或“便于得到普遍規(guī)律”)．,便于得到普遍規(guī)律,30,(2)小紅調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，在杠桿的兩端掛上鉤碼，杠桿的狀態(tài)如圖1所示，為此，小紅又通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿重新回到水平位置平衡．然后正確記錄下鉤碼重、動(dòng)力臂OA和阻力臂OB的值．分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，得不到教材中的“杠桿的平衡條件”，小紅的哪一步操作存在問(wèn)題？________________________________． (3)操作過(guò)程中，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡，你認(rèn)為接下來(lái)合理的操作是_____________________________________________________________________________________________________________________(寫(xiě)出一條即可)．,測(cè)力計(jì)拉力的位置向右移；換用較大量程的測(cè)力計(jì)；減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量；左側(cè)鉤碼的位置向右移；不使用測(cè)力計(jì)在右端直接掛鉤碼等,掛上鉤碼后，小紅又調(diào)節(jié)了平衡螺母,31,(4)若杠桿在例題圖甲所示位置平衡后，向兩邊各加了一個(gè)鉤碼，則杠桿將向______(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)下降． (5)將下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整．,右側(cè),動(dòng)力F1/N,10,32,33,例 1 (2016威海)如圖所示，把重力為600 N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長(zhǎng)為3 m，高為0.9 m，實(shí)際推力為 300 N，那么物體與斜面之間的摩擦力是________N，斜面的機(jī)械效率是________．,120,60%,機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算(難點(diǎn))(10年7考),一,重難點(diǎn)突破,34,例 2 (2016遂寧)用如圖所示的滑輪組，將重力為16 N的物體以0.2 m/s的速度勻速提升，滑輪組的機(jī)械效率為80%，若不計(jì)繩重及摩擦，拉力F為_(kāi)____N，拉力的功率為_(kāi)__W，動(dòng)滑輪的重力為_(kāi)___N.,10,4,4,35,例 3 小明同學(xué)利用如圖所示滑輪組拉動(dòng)物塊A運(yùn)動(dòng)，已知拉力F的大小為8 N，物塊A在10秒內(nèi)向右勻速運(yùn)動(dòng)了5 cm，物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力為18 N，則繩子自由端移動(dòng)的距離為_(kāi)____cm，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____．,15,75%,36,例 4 如圖所示，在測(cè)定杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為_(kāi)_______N，測(cè)力計(jì)上升的高度s為0.2 m．物塊重G為1.5 N，物塊上升的高度h為0.3 m，則杠桿的機(jī)械效率為_(kāi)_______%.在豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)的過(guò)程中，力F對(duì)O點(diǎn)的力臂________．,變小,2.5,90,37,命題點(diǎn)： 1. 測(cè)量器材(彈簧測(cè)力計(jì)和________) 2. 彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù) 3. 滑輪組繞線a. 確定承擔(dān)動(dòng)滑輪及重物的繩子股數(shù)n：n＝s/h b. 滑輪組繩子繞線法則：奇動(dòng)偶定(當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子以動(dòng)滑輪上的鉤為起點(diǎn)；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子以定滑輪上的鉤為起點(diǎn)),實(shí)驗(yàn)突破,刻度尺,實(shí)驗(yàn)一,測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率(近10年未考),38,4. 彈簧測(cè)力計(jì)勻速豎直拉動(dòng)的目的(_____________________________) 5. 機(jī)械效率的計(jì)算 6. 控制變量法的應(yīng)用 a. 探究滑輪組的機(jī)械效率與______________大小的關(guān)系(控制滑輪組的繞線方式相同，改變滑輪組所吊鉤碼的數(shù)量) b. 探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力大小的關(guān)系(控制滑輪組______________相同，改變動(dòng)滑輪的數(shù)量或換重力不同的動(dòng)滑輪),所吊重物重力,保證拉力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),所吊鉤碼的數(shù)量,39,7. 表格內(nèi)容的補(bǔ)充或錯(cuò)誤判斷 8. 數(shù)據(jù)的分析與處理 9. 提高機(jī)械效率的方法 (①使用同一滑輪組，吊起數(shù)量不同的鉤碼，數(shù)量越多，滑輪組的機(jī)械效率越高； ②鉤碼的數(shù)量相同，用重力或數(shù)量不同的動(dòng)滑輪將鉤碼吊起，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高),40,例 (2016西寧)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中．,41,(1)實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上____拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)． (2)第二次實(shí)驗(yàn)中， 2 s內(nèi)鉤碼上升的高度為0.1 m，則它運(yùn)動(dòng)的速度為_(kāi)___m/s. (3)第三次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動(dòng)的距離為_(kāi)_____m，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____．,勻速,0.05,0.45,80%,42,(4)分析比較第一、二兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有用功W1有____W2有，滑輪組的機(jī)械效率η1____η2 (兩空均選填“＞”“＝”或“＜”)．由此可知，可采用____________________的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率．,增加鉤碼重(增加物重),＜,＜,43,補(bǔ)充設(shè)問(wèn) (1)實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具是刻度尺和__________，若可以去掉一個(gè)測(cè)量工具便可提高實(shí)驗(yàn)的精度，則可以去掉________．,刻度尺,彈簧測(cè)力計(jì),(2)根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算第一次做的額外功是________，若忽略繩與滑輪組之間的摩擦，則動(dòng)滑輪重________．,0.14 J,1.4 N,44,(3)有同學(xué)認(rèn)為“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”，他的結(jié)論是否正確________，請(qǐng)說(shuō)明你的判斷依據(jù)：______________________________________________ (4)在測(cè)拉力時(shí)，某同學(xué)覺(jué)得很難使測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不便于讀數(shù)，就讓彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)才讀數(shù)，該同學(xué)的讀數(shù)與實(shí)際相比_____(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)，測(cè)得機(jī)械效率_______(選填“偏高”、“偏低”或“不變”)，說(shuō)明滑輪組的機(jī)械效率還與___________有關(guān)．,影響機(jī)械效率的因素有物重、動(dòng)滑輪重等,不正確,偏小,偏高,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),45,(5)如圖1甲是小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中的情景，小紅在小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用一個(gè)滑輪也做了實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示． ①小紅多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變____________． ②這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率________(選填“相同”或“不相同”)，理由是：_____________________________________________________________． ③如果這兩位同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體加速上升，測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率將會(huì)_______(選填“偏高”“偏低”或“不變”)．,動(dòng)滑輪重力相同，提升重物也相同 由,拉力的方向,相同,可知機(jī)械效率相同,偏低,46,④若小紅多使用一個(gè)滑輪進(jìn)行了如圖丙的實(shí)驗(yàn)，若提升相同的重物它的機(jī)械效率將________(選填“大于”“小于”或“等于”)圖乙實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率，理由是：______________________________．,動(dòng)滑輪重力增大使額外功增大,小于,47,練習(xí)鞏固：優(yōu)化設(shè)計(jì),48,