山西省2020中考物理《簡單機(jī)械機(jī)械效率》專題復(fù)習(xí)課件

1、第 10 課時簡單機(jī)械機(jī)械效率第一篇教材梳理思維導(dǎo)圖構(gòu)建體系杠桿及其要素杠桿:在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒支點:杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O;動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1;阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2;動力臂:從支點O到動力F1的距離l1;阻力臂:從支點O到阻力F2的距離l2考點一杠桿杠桿平衡當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下或勻速轉(zhuǎn)動時,我們就說杠桿平衡了;杠桿平衡條件的關(guān)系式為,這個平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理杠桿的類型和特點杠桿杠桿杠桿動力臂 阻力臂動力臂 阻力臂動力臂 阻力臂力但距離距離但力既不,也不 （續(xù)表）靜止F1l1=F2l2省力費力等臂大于小于等于省費省費省力省距離項目定滑輪動滑輪滑輪組

2、示意圖實質(zhì): ;特點: _實質(zhì): ;特點: _考點二滑輪滑輪組等臂杠桿不能省力,但能改變力的方向省力杠桿省力,但不能改變力的方向（續(xù)表）項目定滑輪動滑輪滑輪組力、速度、距離的關(guān)系F1=G;v1=v2;s=hF1= ;v1=;s= F1= ;v1=;s=(注:不計繩重和摩擦,動滑輪重為G動,滑輪組承重的繩子段數(shù)為n)2v22hnv2nh考點三簡單機(jī)械的三種功和機(jī)械效率簡單機(jī)械及物理量三種功機(jī)械效率()W有=Gh;W總=Fs;W額=Fs-Gh W有=Gh;W總=Fs;W額=Fs-Gh或fs 或 （續(xù)表）簡單機(jī)械及物理量三種功機(jī)械效率()不計繩重和摩擦:W有=Gh;W總=Fs=Fnh;W額=Fs-G

3、h或G動h 或 W有=fs物;W總=Fs繩=Fns物;W額=Fs繩-fs物 探究一杠桿的類型及應(yīng)用1.圖10-1是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說法正確的是()圖10-1A.刀刃很薄可以增大壓力B.鍘刀實質(zhì)上是一種費力杠桿C.甘蔗放在a點比b點更易被切斷D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力C2.2019成都如圖10-2所示,是三種類型剪刀的示意圖,請你為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀,你會選擇(選填“A”“B” 或“C”)剪刀,這樣選擇是為了省。C圖10-2力3.如圖10-3是生活中常用的扳手,使用它為什么能省力呢?解決這個問題,要抓住影響問題的主要因素: ,忽略掉的次要因素: 等,構(gòu)建物

4、理模型杠桿進(jìn)行探究。圖10-3支點的位置、施力點的位置、用力方向等扳手的材質(zhì)、自重探究二其他簡單機(jī)械4.如圖10-4所示的水龍頭、門把手、自行車車把三種簡單機(jī)械,在使用時都屬于的簡單機(jī)械。圖乙所示的門把手,當(dāng)用手轉(zhuǎn)動把手手柄時,門可以被打開,它的實質(zhì)是一個 (填一種簡單機(jī)械的名稱)。省力圖10-4杠桿(或輪軸)5.汽車沿著盤山公路可以駛上高聳入云的云峰,如圖10-5所示,盤山公路修得彎彎曲曲,主要目的是通過 ,從而減小汽車爬坡所需的動力,盤山公路實際上就是一個(選填“杠桿”“滑輪”“輪軸”或“斜面”)。圖10-5增加斜面長度斜面6.如圖10-6所示,用F=150 N的力使木箱沿水平方向做勻速直

5、線運動(不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦),請在圖中畫出木箱此時受到的摩擦力并標(biāo)出摩擦力的大小。圖10-6如圖所示探究三杠桿作圖7.利用如圖10-7所示的木棒撬石塊時,木棒相當(dāng)于(選填“省力”或“費力”) 杠桿;木棒以O(shè)點為支點撬動石塊,畫出作用在A點的最小動力F1及阻力F2的力臂l2.省力圖10-7如圖所示8.2019山西適應(yīng)性訓(xùn)練如圖10-8甲所示,游客正在利用自拍桿進(jìn)行自拍。自拍桿可以看成一個杠桿(O為支點),請你在圖乙中畫出游客施加在 A點的最小動力F。圖10-8如圖所示探究四簡單機(jī)械的相關(guān)計算9.2019衡陽如圖10-9所示,用滑輪組提升重900 N的物體,使它在10 s內(nèi)勻速上升 1

6、m。已知所用的拉力F為400 N。則在提升重物的過程中(不計繩重和摩擦),下列說法正確的是()A.拉力做功的功率為90 WB.拉力在這10 s內(nèi)做的功為400 JC.動滑輪的重力為300 ND.若用該滑輪組勻速提升更重的物體時,繩端拉力會變大,但機(jī)械效率不變C圖10-910.2019荊門圖10-10是用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度,不計繩重和摩擦的影響,提升物體A的過程滑輪組的機(jī)械效率較大,則下列判斷正確的是()物體A比物體B輕;提升物體A的拉力較大;提升物體A所做的額外功較少;提升物體A做的有用功較多;A.只有B.只有C.只有D.只有圖10-10B11.2019黑龍

7、江如圖10-11所示,小聰用滑輪組拉動水平地面上重為500 N的物體A, 使它勻速前進(jìn)2 m,地面對它的摩擦力為150 N,小聰施加的拉力F=100 N(忽略繩重和滑輪重),則滑輪組做的有用功為J, 滑輪組的機(jī)械效率為。圖10-11答案 30075%12.2019綿陽如圖10-12所示,斜面長20 m、高10 m,固定在水平地面上。一位同學(xué)用平行于斜面向上40 N的拉力,在20 s內(nèi)把重60 N的物體沿斜面向上勻速拉動了10 m。在此過程中()A.斜面的機(jī)械效率是66.7%B.斜面的機(jī)械效率是75%C.該同學(xué)對物體做功的功率是10 WD.該同學(xué)對物體做功的功率是30 W圖10-12答案 B13

8、.2019樂山如圖10-13所示,在斜面上將一個重600 N的物體勻速拉到高處,沿斜面向上的拉力F=400 N,拉動的距離s=4.5 m,提升高度h=1.8 m,所用時間t=30 s。則拉力F做功的功率為W,此過程中物體受到的摩擦力為N。圖10-136016014.小明做俯臥撐時(如圖10-14所示),可將其視為一個杠桿,重心在O點。已知他的重力為750 N,則:(1)畫出以A為支點時重力的力臂l。(2)經(jīng)測量以A為支點時重力的力臂為1 m,則地面對雙手的支持力為多少?(3)小明在1 min內(nèi)做了30個俯臥撐,每次肩部上升的距離都為0.36 m,則他1 min內(nèi)克服重力所做的功為多少?圖10-

9、14(1)圖略(2)500 N(3)5400 J突破一探究杠桿的平衡條件【設(shè)計和進(jìn)行實驗】1.讓支點處于杠桿的中心:消除杠桿自重對實驗結(jié)論的影響。2.讓杠桿在水平位置平衡:便于從杠桿上直接讀出力臂。3.平衡螺母的調(diào)節(jié):左高左調(diào),右高右調(diào),實驗開始后,不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。4.鉤碼換成彈簧測力計的好處:能直接測出拉力的大小,可以改變用力的方向。5.彈簧測力計由豎直變?yōu)閮A斜拉杠桿,拉力會變大,因為拉力力臂變小。6.多次實驗的目的:消除實驗的偶然性,使實驗結(jié)論更具有普遍性?！緮?shù)據(jù)處理和分析】7.設(shè)計實驗記錄表格(如下表所示),分析可得出:杠桿的平衡條件為動力動力臂=阻力阻力臂,表達(dá)式為F1l1=F2l

10、2。次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123【交流、反思與評估】8.實驗時注意不同的物理量之間不能相加減,不能說“動力+動力臂=阻力+阻力臂”。例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。+圖10-15(1)掛鉤碼前,杠桿在如圖甲所示的位置靜止,此時杠桿(選填“達(dá)到”或“沒有達(dá)到”)平衡狀態(tài),接下來應(yīng)向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿保持水平并靜止。達(dá)到左例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。+圖10-15(2)如圖乙所示,杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后,小紅在杠桿的A處掛4個鉤碼,為使杠桿重新在水平位置平衡,應(yīng)在B處掛個

11、鉤碼。當(dāng)杠桿平衡后,將A處和B處下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格,杠桿會 (選填“左側(cè)下降”“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”)。6左側(cè)下降例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。+圖10-15(3)如圖乙所示,保持杠桿水平位置平衡,彈簧測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置,其示數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”)。若b位置與水平方向夾角為30,一個鉤碼的重量是0.5 N,則彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)是N。變大6例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(4)下表是小紅實驗得到的數(shù)據(jù),分析后她得出“動力動力臂=阻力阻力臂”的結(jié)論,但分析表格數(shù)據(jù)后可以發(fā)現(xiàn)這次實驗的不妥之處: 。

12、次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015圖10-15動力臂都是阻力臂的兩倍,實驗數(shù)據(jù)不具有普遍性例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。(5)得到實驗結(jié)論后,利用圖乙所示的裝置,只借助杠桿上的刻度線,右側(cè)只使用彈簧測力計,左側(cè)只懸掛重物。若彈簧測力計的量程是02.5 N,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,通過計算可知,懸掛的重物最重可達(dá)N。操作過程中,當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)達(dá)到量程時仍不能使杠桿水平平衡,你認(rèn)為接下來合理的操作是_ 。(寫出一條即可)15圖10-15 彈簧測力計拉力的位置向右移(或換用量程

13、較大的彈簧測力計,或減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量,或左側(cè)鉤碼的位置向右移,答出其中一點即可)例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。+圖10-15(6)實驗中小紅發(fā)現(xiàn):如果在杠桿的O點用彈簧測力計施加一個向上的力,這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡?請說明理由: 。不影響,這個作用在杠桿O點的力的力臂等于零,不影響杠桿的平衡例1用如圖10-15所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實驗。圖10-15(7)杠桿在生活中有很多應(yīng)用,現(xiàn)欲使如圖10-16(a)所示的靜止蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動,小女孩乙可采取的做法是 。遠(yuǎn)離支點(或向右移動)圖10-16 實驗拓展 例1用如圖10-15所示的裝置做“

14、探究杠桿的平衡條件”實驗。圖10-15(8)同組的小王采用如圖(b)所示的裝置進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時,與小紅得出的結(jié)論不相同,其主要原因是 。杠桿自重對實驗產(chǎn)生影響圖10-16突破二測量滑輪組的機(jī)械效率3.實驗中注意繩子的自由端若最終與動滑輪相繞,則需要勻速、豎直向上拉動物體。實驗次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率1235.實驗結(jié)論:同一滑輪組,提升物體越重,機(jī)械效率越高;不同滑輪組提升同一重物,動滑輪越輕(個數(shù)少或質(zhì)量小),機(jī)械效率越高。滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度和速度,繩子的段數(shù),省、費力情況均無關(guān)?！窘涣?、

15、反思與評估】6.影響滑輪組機(jī)械效率的因素:提升物體的重力;動滑輪的重力;繩重、摩擦。7.提高滑輪組機(jī)械效率的方法:增加提升物體的重力;減小動滑輪的重力; 減小繩重和摩擦等。例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:(1)該組同學(xué)準(zhǔn)備了下列器材:鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測力計和刻度尺,其中多余的器材是。圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.3

16、66.7%30.540.11.80.3天平例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3(2)上表中實驗數(shù)據(jù)是用圖所示的滑輪組測得的。實驗中應(yīng)沿豎直方向 拉動彈簧測力計,使物體緩緩上升。小組同學(xué)提出實驗過程中邊拉動邊讀數(shù),彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定,應(yīng)該靜止讀數(shù),你認(rèn)為他的想法

17、(選填“正確”或“不正確”),因為他沒考慮到對滑輪組機(jī)械效率的影響。第3次實驗中應(yīng)補充的數(shù)據(jù)是。根據(jù)第1次實驗中的數(shù)據(jù),若不計繩重和摩擦,要使滑輪組達(dá)到省力的效果,則提升物體的重力不得小于N。甲緩慢(或勻速)不正確摩擦力74.1%0.25例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:(3)分析表中的數(shù)據(jù)可知:隨著物重的增加,額外功(選填“變大”“變小”或“不變”),原因是 。圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率

18、10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3變大物重增加,繩和滑輪間的壓力變大,摩擦力就變大例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3(4)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論:同一滑輪組的機(jī)械效率主要與 有關(guān)。通

19、過分析表格中的數(shù)據(jù),小組同學(xué)得到了提升滑輪組機(jī)械效率的方法。汽車作為一種“機(jī)械”,提升效率對節(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,方法的原理與本實驗結(jié)論是相同的。方法一:鼓勵人們“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),保持良好潤滑。物重一例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率10.510.10

20、.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3(5)小明發(fā)現(xiàn)繩端移動的距離始終與鉤碼提升高度成倍數(shù)關(guān)系,于是他認(rèn)為:鉤碼數(shù)量一定時,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)為的看法是正確的。小明例2 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實驗中,某組同學(xué)用相同的滑輪安裝了如圖10-17甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:圖10-17實驗次數(shù)動滑輪的重力G動/N物體的重力G物/N物體升高的高度h/m彈簧測力計示數(shù)F/N繩端移動的距離s/m機(jī)械效率10.510.10.6

21、0.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3(6)若將此滑輪組換一種繞繩方法,不計摩擦及繩重,提升相同的物體時,滑輪組的機(jī)械效率 ;若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上,增加一個動滑輪,改為如圖丙所示的裝置,提升同一物體,則滑輪組的機(jī)械效率。(均選填“變大”“變小”或“不變”)不變變小1.2017山西17題3分 圖10-18中的工具屬于省力杠桿的是()考點一省力、費力的判斷圖10-18A2.2015山西16題3分 生產(chǎn)生活中,如圖10-19所示的簡單機(jī)械在使用時,一定費力的是()圖10-19D3.2013山西17題3分 小明小組利用如圖10-20所示裝置探究“杠桿平衡條件”時,在杠桿兩側(cè)掛上不同個數(shù)的鉤碼,移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡,這樣三次實驗后得出結(jié)論:動力支點到動力作用點的距離=阻力支點到阻力作用點的距離。下列能幫助他們得出正確結(jié)論的操作是()A.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計豎直向下拉B.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計斜向下拉C.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測力計豎直向上拉D.增加鉤碼個數(shù),再進(jìn)行多次實驗使結(jié)論更具普遍性考點二探究杠桿的平衡條件圖10-20B4.2016山西32題2分 如圖10-21所示是人拉著拉桿旅行箱