第10章功和機(jī)械能簡(jiǎn)單機(jī)械第2課時(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械 精講

1、.第2課時(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械畢節(jié)五年中考命題規(guī)律近五年畢節(jié)中考考情分析2019年中考預(yù)測(cè)年份考察點(diǎn)題型題號(hào)分值總分值從近五年的畢節(jié)中考可以看出，本課時(shí)內(nèi)容主要考察生活中常見(jiàn)杠桿的分類、杠桿力臂與滑輪繞線的畫(huà)法、機(jī)械效率的計(jì)算和探究杠桿的平衡條件等，以選擇、填空、作圖和實(shí)驗(yàn)題為主。本課時(shí)內(nèi)容可能會(huì)與力、功和功率相結(jié)合考察杠桿和滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算，而杠桿的分類以及其力臂的畫(huà)法、杠桿的平衡條件的應(yīng)用仍會(huì)是本章的重點(diǎn)考察內(nèi)容，以選擇、填空和作圖題為主，實(shí)驗(yàn)可能會(huì)考察探究杠桿的平衡條件。預(yù)計(jì)分值一般在38分。2019來(lái)源:Zxxk 杠桿的平衡條件的應(yīng)用來(lái)源:Z_xx_k 計(jì)算來(lái)源:1ZXXK23來(lái)源:Z+xx

2、+k 222019杠桿力臂的作圖/滑輪組的計(jì)算作圖/計(jì)算15/242/682019杠桿的分類、滑輪的工作特點(diǎn)和機(jī)械效率選擇4332019杠桿的分類/滑輪組作圖選擇/作圖5/153/252019探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)2055知 識(shí) 梳 理杠桿五要素和平衡條件1杠桿的五要素和平衡條件定義一根在力的作用下能繞著_固定點(diǎn)O_轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿五要素支點(diǎn)如下圖，杠桿繞著_轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)_，用字母O表示動(dòng)力如下圖，使杠桿_轉(zhuǎn)動(dòng)_的力，用字母_F1_表示阻力如下圖，_阻礙_杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母_F2_表示動(dòng)力臂如下圖，從支點(diǎn)到_動(dòng)力作用線_的_間隔 _，用字母l1表示阻力臂如下圖，從支點(diǎn)到_阻力作用線_的_間隔

3、_，用字母l2表示探究杠桿的平衡條件探究過(guò)程實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在程度位置平衡，目的是消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，實(shí)驗(yàn)中使杠桿在程度位置平衡，目的是方便從杠桿上直接讀出力臂結(jié)論動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂F1l1F2l2說(shuō)明為了消除實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤的結(jié)論：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的間隔 阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的間隔 ，可用彈簧測(cè)力計(jì)代替一側(cè)鉤碼斜拉杠桿【提示】畫(huà)力臂：1先在杠桿示意圖上確定出支點(diǎn)。2畫(huà)出動(dòng)力作用線和阻力作用線。3最后從支點(diǎn)向力的作用線引垂線。2杠桿的分類力臂關(guān)系力的關(guān)系間隔 關(guān)系實(shí)例省力杠桿l1>l2F1<F2省力，_費(fèi)

4、_間隔 羊角錘、起子、撬棒等費(fèi)力杠桿l1<l2F1>F2_費(fèi)力_，省間隔 釣魚(yú)竿、起重機(jī)的吊臂、鑷子等等臂杠桿l1l2F1F2不省力，不費(fèi)力天平、定滑輪等【提示】省力杠桿必然費(fèi)間隔 ，省間隔 杠桿必然費(fèi)力，既省力又省間隔 的杠桿是不存在的?；?滑輪與滑輪組比較分類定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組示意圖 定義中間的軸固定不動(dòng)的滑輪和重物一起挪動(dòng)的滑輪定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組本質(zhì)_等臂_杠桿動(dòng)力臂為阻力臂_2_倍的_省力_杠桿2.斜面與輪軸斜面輪軸示意圖定義一個(gè)與水平面成一定夾角的傾斜平面由輪和軸組成，能繞共同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做輪軸；半徑較大的是輪，半徑較小的是軸特點(diǎn)省力機(jī)械可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠

5、桿，支點(diǎn)就在軸線，輪軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輪與軸有一樣的_轉(zhuǎn)速_ 應(yīng)用螺旋、樓梯、盤(pán)山公路等方向盤(pán)、水龍頭、扳手【提示】輪軸不一定是省力機(jī)械，主要取決于動(dòng)力作用于輪還是軸。機(jī)械效率三種功有用功我們需要的，必需要做的功叫做有用功，用W有表示額外功在做有用功的同時(shí)，我們還不得不做的功叫做額外功，用W額表示總功有用功與額外功之和叫做總功，用W總表示。用公式表示為_(kāi)W總W有W額_機(jī)械效率定義物理學(xué)中，將_有用功_跟_總功_的比值叫做機(jī)械效率，用表示表達(dá)式_說(shuō)明機(jī)械效率是一個(gè)比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示，由于有用功總是小于總功，故機(jī)械效率總小于1機(jī)械效率的上下與使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力_無(wú)關(guān)_測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率原理_過(guò)程

6、沿_豎直_方向_勻速_拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，測(cè)出鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端挪動(dòng)的間隔 s結(jié)論同一滑輪組，提升重物越重，機(jī)械效率越_高_(dá)；提升一樣重物，滑輪組越多，機(jī)械效率越_低_，但越_省_力進(jìn)步機(jī)械效率的方法減小額外功_減小_動(dòng)滑輪的重；加光滑油，減小摩擦增大有用功_增加_物重高頻考點(diǎn)打破杠桿的分類2019年、2019年、2019年例12019·畢節(jié)中考如下圖，所使用杠桿屬于費(fèi)力杠桿的是A【解析】鑷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；扳手在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；羊角錘在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；鋼絲鉗在使用過(guò)程

7、中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿。方法點(diǎn)撥生活消費(fèi)中，常用工具的杠桿分類：1省力杠桿：羊角錘、指甲剪、撬棒、剪刀、扳手、鋼絲鉗等。2費(fèi)力杠桿：船槳、釣魚(yú)竿、鑷子、筷子、坩堝鉗、火鉗等。3等臂杠桿：天平、蹺蹺板、定滑輪等。例22019·畢節(jié)中考圖甲是鉗子使用時(shí)的情景。圖乙是圖甲中A部分受力的簡(jiǎn)化圖，F(xiàn)1是鉗子受到的動(dòng)力，B點(diǎn)是阻力的作用點(diǎn)，O是支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出動(dòng)力臂l1和阻力F2?！窘馕觥看_定支點(diǎn)O，從支點(diǎn)向動(dòng)力作用線引垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為動(dòng)力臂；動(dòng)力使杠桿向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，所以阻力應(yīng)使其向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，如下圖。方法點(diǎn)撥1力臂表示的是支點(diǎn)O到力的作用線的間隔 ，是從支點(diǎn)O向力的

8、作用線引垂線，不是支點(diǎn)O到力的作用點(diǎn)的間隔 。2畫(huà)力臂時(shí)可以按照以下步驟：先在杠桿上確定支點(diǎn)O；找到動(dòng)力和阻力的作用點(diǎn)，沿力的方向畫(huà)出動(dòng)力作用線和阻力作用線；最后從支點(diǎn)O向力的作用線引垂線。12019·貴陽(yáng)中考人們應(yīng)用不同的簡(jiǎn)單機(jī)械來(lái)輔助工作，正常使用以下簡(jiǎn)單機(jī)械時(shí)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是AA筷子可以省間隔 B所有剪刀都一定省力C定滑輪可以省力D撬棒越短一定越省力22019·連云港中考如下圖，O為杠桿的支點(diǎn)，杠桿右端掛有重為G的物體，杠桿在力F1的作用下在程度位置平衡。假如用力F2代替力F1使杠桿仍在程度位置保持平衡，以下關(guān)系中正確的選項(xiàng)是BAF1F2 BF1F2CF2G DF1G

9、,第2題圖,第3題圖32019·廣安中考如圖，AB是能繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，在中點(diǎn)C處用繩子懸掛重為100 N的物體不計(jì)繩重在A端施加豎直向上的拉力使杠桿在程度位置平衡，那么拉力F_50_N。假設(shè)保持拉力方向始終垂直于杠桿，將A端緩慢向上提升一小段間隔 ，在提升的過(guò)程中，拉力F將_減小_。選填“增大“減小或“不變4請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出支點(diǎn)O的位置，并畫(huà)出作用在撬棒上的力F2的力臂。答圖：滑輪與滑輪組2019年、2019年、2019年例32019·烏魯木齊中考如下圖，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重和摩擦力，G160 N，G238 N，甲、乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。那么每個(gè)

10、動(dòng)滑輪的重力為BA3 N B6 NC11 ND22 N【解析】由圖知，使用滑輪組承擔(dān)重物的繩子股數(shù)分別為n13，n22。每個(gè)滑輪的重力相等，設(shè)動(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)繩重和摩擦力，那么拉力分別為F1G1G輪，F(xiàn)2G2G輪，由題意知F1F2，所以G1G輪G2G輪，即60 NG輪38 NG輪，那么動(dòng)滑輪的重力G輪6 N。方法點(diǎn)撥1使用動(dòng)滑輪能省一半力需滿足兩個(gè)條件：一是不考慮動(dòng)滑輪重及繩子與輪間的摩擦力；二是拉繩子的力的方向必須是豎直向上的假設(shè)動(dòng)滑輪程度放置，拉力方向是程度的，且拉力作用在繩子上，阻力作用在動(dòng)滑輪的軸上。2判斷滑輪組繩子段數(shù)n的方法：可以在定滑輪與動(dòng)滑輪之間畫(huà)一條虛線，數(shù)一下與動(dòng)滑

11、輪相連的繩子的段數(shù)是幾段，那么n就是幾。如圖甲、乙所示。52019·黃石中考為探究動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下兩種方式拉升重物，下面關(guān)于探究的做法和認(rèn)識(shí)正確的選項(xiàng)是CA用動(dòng)滑輪提升重物上升h高度，測(cè)力計(jì)也上升h高度B假設(shè)拉升同一物體上升一樣高度，用動(dòng)滑輪拉力更小，且做功更少C減小動(dòng)滑輪質(zhì)量可以進(jìn)步動(dòng)滑輪的機(jī)械效率D假設(shè)用定滑輪拉重物，當(dāng)拉力豎直向下最省力62019·畢節(jié)中考請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫(huà)線，畫(huà)出用滑輪組提升重物時(shí)最省力的繞法。答圖：機(jī)械效率的計(jì)算2019年例42019·畢節(jié)中考用如下圖的滑輪組在5 s內(nèi)將靜止在程度地面上質(zhì)量m40 kg，底面積S1 m2的物體勻

12、速豎直提升3 m，所用拉力F250 N，問(wèn)：1提升前，物體靜止在程度地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？g取10 N/kg2滑輪組提升物體過(guò)程中做的有用功是多少？3拉力F的功率是多少？4滑輪組的機(jī)械效率是多少？【解析】1物體的質(zhì)量，利用Gmg求出重力，未提升物體之前對(duì)地面的壓力等于自身的重力；根據(jù)公式p可求對(duì)地面的壓強(qiáng)。2利用WGh求有用功。3動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)snh求出拉力作用點(diǎn)挪動(dòng)的間隔 ；利用WFs求出總功，利用P求功率。4滑輪組的機(jī)械效率根據(jù)公式可求。解：1物體靜止在程度地面上，那么F壓Gmg40 kg×10 N/kg400 N。物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是p400 Pa。2滑輪組提升物

13、體過(guò)程中做的有用功W有Gh400 N×3 m1 200 J。3由圖可知：動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n2，那么拉力作用點(diǎn)挪動(dòng)的間隔 snh2×3 m6 m。W總Fs250 N×6 m1 500 J，拉力F的功率P300 W。4滑輪組的機(jī)械效率80%。方法點(diǎn)撥計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率：設(shè)物體上升的高度為h，機(jī)械效率：1。2假設(shè)不計(jì)繩重及摩擦，那么。72019·樂(lè)山中考圖甲中用力F1程度拉著重為G的物體在程度路面上勻速挪動(dòng)s的間隔 。圖乙中用動(dòng)滑輪拉著它也在同一路面上勻速挪動(dòng)s的間隔 ，程度拉力為F2。使用動(dòng)滑輪的過(guò)程中DA總功為W總F2sB有用功為W有GsC機(jī)械效率為D

14、額外功為W額2F2sF1s82019·廣安中考如下圖，斜面長(zhǎng)3 m，高0.6 m，建筑工人用繩子在6 s內(nèi)將重500 N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150 N忽略繩子的重力。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是AA斜面上的摩擦力是50 NB拉力的功率是50 WC拉力所做的功是300 JD斜面的機(jī)械效率是80%92019·臨沂中考小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140 N的水桶，動(dòng)滑輪重20 N不計(jì)繩重和摩擦，小明拉繩子的動(dòng)力為_(kāi)80_N；假如向水桶內(nèi)再參加40 N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將_變大_選填“變大“變小或“不變。中考實(shí)驗(yàn)打破探究杠桿的平衡條件命題點(diǎn)1杠桿平衡螺母

15、的調(diào)節(jié)左高向左調(diào)，右高向右調(diào)。2讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的減小杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。3實(shí)驗(yàn)開(kāi)場(chǎng)需調(diào)節(jié)杠桿在程度位置平衡的目的方便讀出杠桿的力臂。4彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)。5測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的防止偶爾性，使得出的結(jié)論更具有普遍性。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。7分析數(shù)據(jù)總結(jié)杠桿平衡條件F1l1F2l2。8杠桿平衡條件的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂，寫(xiě)成公式F1l1F2l2。例52019·畢節(jié)中考在“探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：1把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，在沒(méi)有掛鉤碼時(shí)杠桿的平衡位置如圖甲所示，為使杠桿在程度位置平衡，應(yīng)將杠桿左端螺母向_右_選填“左或“右邊旋一些。2調(diào)好后，第一組按圖乙進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，第二組按圖丙進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為第_二_組實(shí)驗(yàn)更好，理由是_便于測(cè)量力臂_。3某小組通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得出以下數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件是_F1l1F2l2_用字母表示。請(qǐng)你應(yīng)用杠桿的平衡條件，將表格中的數(shù)據(jù)填完好。物理量次數(shù)1234l1/m0.10.150.2