第十二章簡單機(jī)械

江西省吉安縣文山學(xué)校湯寶順中考物理復(fù)習(xí)課件中考物理復(fù)習(xí)課件第十二章簡單機(jī)械第十二章簡單機(jī)械中考考點(diǎn)清單課標(biāo)解讀考點(diǎn)一杠桿考點(diǎn)二滑輪考點(diǎn)三機(jī)械效率?？碱愋推饰鰧?shí)驗(yàn)突破課標(biāo)解讀（2011修訂版）1.知道簡單機(jī)械．通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件．2.知道機(jī)械效率．了解提高機(jī)械效率的途徑和意義．3.了解人類使用機(jī)械的歷程．了解機(jī)械的使用對社會(huì)發(fā)展的作用．考點(diǎn)一杠桿1.杠桿（1）一根硬棒，在力的作用下能繞①

轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿．（2）杠桿的五要素如圖1：支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1作用線的距離L1阻力臂：從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離L2

固定點(diǎn)O圖1中考考點(diǎn)清單2.杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂或?qū)憺镕1L1＝③

如圖2中．F2L2圖2中考考點(diǎn)清單中考考點(diǎn)清單3.生活中的杠桿><><==考點(diǎn)二滑輪1.定滑輪和動(dòng)滑輪等臂杠桿省力改變力的方向動(dòng)力臂是阻力臂二倍的改變力的方向省力中考考點(diǎn)清單2.滑輪組(1)把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組．(2)特點(diǎn)：既能省力又能改變力的方向，但是要費(fèi)距離．(3)省力特點(diǎn)：使用滑輪組提起重物時(shí)，如果忽略動(dòng)滑輪的自重，動(dòng)滑輪上有幾段（股）繩子承擔(dān)物重，提起重物所用的力就是物重的幾分之一，即F＝⑦

G，其中Ｆ為提起重物所用的力，G為物重，n為承受物重的繩子段（股）數(shù)，即繞在動(dòng)滑輪上的繩子段（股）數(shù)．1n中考考點(diǎn)清單3.其他簡單機(jī)械輪軸和斜面，都可以省力，輪軸的應(yīng)用如輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)門把手，就可以把門鎖打開；司機(jī)用不大的力轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力使汽車轉(zhuǎn)彎；斜面的應(yīng)用如盤山公路．考點(diǎn)三機(jī)械效率1.有用功和額外功（1）無論是否使用機(jī)械，必須要做的功，叫做有用功，用W有表示．（2）使用機(jī)械時(shí)，并非我們需要又不得不做的功，叫做額外功，用W額表示．中考考點(diǎn)清單（3）有用功與額外功之和叫做總功，用W總表示．（2）公式：④

．（4）總功、有用功和額外功之間的關(guān)系為：W總＝W有＋W額．2.機(jī)械效率（1）物理學(xué)中，將①

跟②

的比值叫做機(jī)械效率，用符號③

表示．有用功總功ηη＝W有W總×

100

%中考考點(diǎn)清單（3）使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功，有用功總是⑤

總功，所以機(jī)械效率總是小于1的．機(jī)械效率通常用⑥

表示．小于百分?jǐn)?shù)（4）提高機(jī)械效率的主要方法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理，更輕巧．在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機(jī)械處于良好的狀態(tài).中考考點(diǎn)清單?？碱愋推饰鲱愋鸵桓軛U的分類例1(’13邵陽)

杠桿在生活中應(yīng)用非常廣泛.下列各圖中,屬于費(fèi)力杠桿的是（）C

【解析】

使用杠桿時(shí)，若動(dòng)力臂小于阻力臂，則此杠桿為費(fèi)力杠桿.B中使用鑷子時(shí),動(dòng)力作用點(diǎn)在支點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)的中部,即動(dòng)力臂小于阻力臂.杠杠種類生活中的實(shí)例力臂力省力杠杠用羊角錘起釘子、用起子起瓶蓋、用撬棒撬物體、用鋼絲鉗切鋼絲

L1＞L2F1＜F2費(fèi)力杠杠用釣魚竿釣魚、用鑷子夾物體、用船槳?jiǎng)澊?/p>

L1＜L2F1＞F2等臂杠杠天平定滑輪

L1=L2F1=F2【名師點(diǎn)撥】

常見杠桿分類舉例?？碱愋推饰?/p>

變式題1（’13常德）如圖所示的各種用具在使用中，屬于省力杠桿的是（）【解析】區(qū)分省力杠桿和費(fèi)力杠桿的方法就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的長短，如果動(dòng)力臂大于阻力臂的就是省力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂的就是費(fèi)力杠桿，如果兩者相等則為等臂杠桿.根據(jù)這一方法逐一判斷出:天平的動(dòng)力臂等于阻力臂為等臂杠桿,鋼絲鉗的動(dòng)力臂大于阻力臂為省力杠桿,鑷子和釣魚竿的動(dòng)力臂小于阻力臂為費(fèi)力杠桿,故選B.B?？碱愋推饰鲱愋投軛U平衡條件的應(yīng)用例2(’13邵陽)

下列方案能使圖1中輕質(zhì)杠桿保持平衡的是()A.在a處掛9個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼B.在b處掛8個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼C.在c處掛6個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼D.在d處掛2個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼C常考類型剖析【解析】杠桿左側(cè)的第六格處有4個(gè)鉤碼，為了使杠桿平衡可在右側(cè)的第3個(gè)格c處掛六個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼.【技巧點(diǎn)撥】將杠桿的格數(shù)作為力臂的大小，鉤碼的個(gè)數(shù)作為作用力的大小，應(yīng)用杠桿平衡條件來判斷.變式題2(’13威海)如圖2所示的鋼絲鉗是

杠桿(選填“省力”或“費(fèi)力”），剪鐵絲時(shí)動(dòng)力臂長為10cm,阻力臂長為2cm,若鐵絲被剪斷需要800N的力,小明至少用

的力才能將鐵絲剪斷.省力

160常考類型剖析【解析】

鋼絲鉗的動(dòng)力臂比阻力臂長，動(dòng)力比阻力小，所以鋼絲鉗是省力杠桿；根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2變形得:L1F2L2=F1=800N×0.02m0.1m=160N.類型三畫力臂（備選例題）

例3(’13懷化)

如圖3所示,是一個(gè)杠桿示意圖,圖中0是支點(diǎn)F1為動(dòng)力，L1為動(dòng)力臂，F(xiàn)2為阻力,請畫出阻力臂L2.常考類型剖析

【解析】

力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，本題中的阻力與杠桿垂直，所以阻力臂與杠桿0B重合.【名師點(diǎn)撥】力臂作圖的方法及步驟：1.根據(jù)杠桿的定義，明確哪一部分是杠桿；2.根據(jù)支點(diǎn)的特點(diǎn)（固定不動(dòng)，繞它轉(zhuǎn)動(dòng)）找出杠桿的支點(diǎn)；3.根據(jù)動(dòng)力（使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力）和阻力（阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力)的特點(diǎn),確定動(dòng)力、阻力的作用點(diǎn)、方向、畫出動(dòng)力、阻力的作用線；4.從支點(diǎn)向力的作用線引垂線.5.作出支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂.記憶口訣:找支點(diǎn),畫力的作用線,從點(diǎn)到線引垂線,力臂就是此線段.?？碱愋推饰?/p>

【作圖規(guī)范】作圖規(guī)范要求：1、作圖必須用直尺、圓規(guī)（量角器）、鉛筆；2、力用帶有箭頭的線段表示，線段的長度表示力的大小，箭頭表示力的方向；3、用黑心實(shí)點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)；4、并在線段的末端標(biāo)上字母F表示所受的力.?？碱愋推饰鲎兪筋}3如圖4所示,工人用撬棍撬起石塊,0

為支點(diǎn).畫出阻力

F2

的力臂L2和工人在A

點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1的示意圖.

【解析】過支點(diǎn)0向阻力F2的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是阻力臂，如答圖所示：動(dòng)力最小，即動(dòng)力臂最長，由圖知0A最長，所以0A作動(dòng)力臂，過A點(diǎn)與0A垂直向下作垂線就得到動(dòng)力F1的方向，如答圖所示：?？碱愋推饰鲱愋退暮唵螜C(jī)械的特點(diǎn)（備選例題）例4

如圖5所示，工人師傅將重為600N的物體提升到離地面2m處（滑輪重量不計(jì)），則工人師傅所用的拉力為

N，繩子自由端移動(dòng)的距離是

m.

【解析】由圖可知物體的重量由三股繩子分擔(dān)，則工人師傅的拉力為,而物體上升2m,則繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升的高度和繩子股數(shù)的乘積,2m×3=6m.13G物=200N

200

6?？碱愋推饰鲎兪筋}4(’13深圳)

小明在東湖邊看到以下四個(gè)畫面,其中哪一組用到省力的機(jī)械（）

A.①②B.②④C.③④D.①③

類型五有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算（備選例題）C?？碱愋推饰隼?（’12株洲）如圖6

所示，用20N的拉力F通過滑輪組將40N的重物在2s內(nèi)勻速提升1m,在此過程中,拉力做功為

J,拉力的功率是

W.【解析】題圖中承擔(dān)物體重力的繩子有3股，故拉力移動(dòng)的距離s=nh=1m×3=3m,拉力做功W=Fs=20N×3m=60J,拉力的功率P=2s60Jt==30W.W6030?？碱愋推饰?/p>

有用功物體重力G上升的高度為h,所做的功W有=Gh物體G上升高度為h,所做的功W有=Gh總功拉力(推力)F移動(dòng)s所做的功W總=Fs拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs(s=nh,n為動(dòng)滑輪上繩子承擔(dān)的段數(shù)）【名師點(diǎn)撥】簡單機(jī)械物理量常考類型剖析機(jī)械效率η=W有W總×100

%=Fs×100%Ghη=W有W總×100

%=Fs×100%Gh變式題5(’12岳陽)

工人利用如圖7所示的滑輪組,將重800N的物體豎直向上勻速提升1m,工人對繩的拉力為500N,則滑輪組對重物所做的有用功W有和該滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率η分別是（）D?？碱愋推饰?/p>

A.W有=500Jη=62.5%

B.W有=500Jη=80%

C.W有=800Jη=62.5%

D.W有=800Jη=80%

【解析】由題圖可知n=2,因?yàn)閔=1m,所以s=2h=2×1m=2m;當(dāng)提升G=800N的重物時(shí),W有用=Gh=800N×1m=800J,W總=Fs=500N×2m=1000J

滑輪組的機(jī)械效率:η=W有W總×

100

%=800J1000J=80%，故選D.?？碱愋推饰鰧?shí)驗(yàn)突破實(shí)驗(yàn)一探究杠桿的平衡條件（2013年張家界考查，2012年岳陽、湘潭、長沙考查，2011年長沙、常德考查）命題點(diǎn)：

1.杠桿的平衡調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)平衡螺母，左高左調(diào)，右高右調(diào))

2.杠桿平衡條件的應(yīng)用(F1L1=F2L2)

3.要求杠桿水平平衡的目的(方便測出力臂)

4.選擇杠桿中間為支點(diǎn)的原因(減少杠桿自重對實(shí)驗(yàn)的影響)

5.實(shí)驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行多次測量的目的(一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有偶然性，多次實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有普遍性)

6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，寫成公式F1L1=F2L2，也可寫成：.F1F2=L1L2實(shí)驗(yàn)突破例1（’12長沙）如圖所示，小紅在探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中所用的器材有：杠桿、支架、刻度尺、細(xì)線和若干個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼.（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)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，則應(yīng)將平衡螺母向

(選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡.（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小紅在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點(diǎn)掛

個(gè)鉤碼.右6實(shí)驗(yàn)突破左動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）（3）如果再在A、B兩處各加掛一個(gè)鉤碼，杠桿的

端將會(huì)下沉.此后，小紅又經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，得出的杠桿的平衡條件是

.【解析】（1）杠桿左端下沉右端輕了，需要把平衡螺母向右調(diào)來增加右側(cè)的力臂；（2）根據(jù)杠桿平衡條件可知：A處3格4個(gè)鉤碼，B處2格需要6個(gè)鉤碼才能平衡；（3）當(dāng)左右各增加一個(gè)鉤碼時(shí)，A處是3格5個(gè)鉤碼，B處是2格7個(gè)鉤碼，所以杠桿的左端會(huì)下沉.杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）.實(shí)驗(yàn)突破針對訓(xùn)練1（’13大連）在“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，利用在杠桿兩端掛鉤碼的方法做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉.應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向

（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié).（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)仍然使杠桿在水平位置平衡，這樣做有什么好處？

.（3）記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.左便于直接讀出力臂實(shí)驗(yàn)突破實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm13.0102.01522.5202.52031.0301.030根據(jù)表中的信息，得出“F1L1=F2L2”的結(jié)論.這個(gè)結(jié)論是否具有普遍性？

，原因是：

.不具有多次測量的數(shù)據(jù)沒有變化，具有偶然性實(shí)驗(yàn)突破【解析】本題考查探究杠桿的平衡條件.（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，說明右端力與力臂乘積大些，故應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向左調(diào).（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)仍然使杠桿在水平位置平衡，這樣做便于直接讀出力臂.（3）根據(jù)表中的信息，得出“F1L1=F2L2”的結(jié)論.這個(gè)結(jié)論是不具有普遍性的，這是因?yàn)槎啻螠y量的數(shù)據(jù)沒有變化，具有偶然性.（4）如果用杠桿一端掛鉤碼另一端用彈簧測力計(jì)豎直向下拉的方法做實(shí)驗(yàn)，用這種方法做實(shí)驗(yàn)的好處是力的大小具有任意性.實(shí)驗(yàn)突破實(shí)驗(yàn)二探究斜面的機(jī)械效率（2013年衡陽、張家界考查，2011年長沙、岳陽、湘潭考查）命題點(diǎn)：

1.影響斜面機(jī)械效率的因素(與斜面的粗糙程度、斜面的坡度有關(guān)，與斜面的長度、物體的重力等因素?zé)o關(guān))

2.斜面機(jī)械效率大小的判斷

3.控制變量法的應(yīng)用(探究機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系時(shí)，控制斜面的傾斜程度和粗糙程度不變；探究機(jī)械效率與斜面粗糙程度的關(guān)系時(shí)，控制斜面的傾斜度和物體的重力不變；探究機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系時(shí)，控制斜面的粗糙程度和物體的實(shí)驗(yàn)突破重力不變)

4.機(jī)械效率、總功的計(jì)算

5.斜面在生活中的應(yīng)用(如樓梯、盤山公路等)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件一定時(shí)，斜面越光滑，機(jī)械效率越高；在其他條件一定時(shí)，斜面越傾斜，機(jī)械效率越高；斜面的機(jī)械效率與斜面的長度、物體的重力無關(guān).實(shí)驗(yàn)突破例2（’11長沙）如圖3所示是小明同學(xué)做“探究斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置.（1）請計(jì)算斜面坡度為60°時(shí)的機(jī)械效率

.（2）請你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)下列的結(jié)論：77.8%實(shí)驗(yàn)突破結(jié)論1：沿粗糙程度相同的斜面向上勻速拉動(dòng)同一物體時(shí)，斜面坡度越

，拉力越小.結(jié)論2：在粗糙程度相同的條件下，斜面坡度越大，機(jī)械效率越

.（3）如果你是一位建筑設(shè)計(jì)師，需要設(shè)計(jì)一幢老年人俱樂部的大樓，受上述實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，在設(shè)計(jì)樓梯時(shí)，你會(huì)把樓梯設(shè)計(jì)得較

（選填“緩”或“陡”）些.小大緩W有0.14J【解析】根據(jù)W總η=×

100

%=0.18J≈×

100

%77.8%，求得斜面此時(shí)的機(jī)械效率；由表中的數(shù)據(jù)可看出拉動(dòng)同一物體時(shí)，斜面坡度越小，拉力越小；坡度越大，機(jī)械效率越大；設(shè)計(jì)一幢老年人俱樂部的大樓，為了便于老年人行走，根據(jù)上面的結(jié)論，樓梯設(shè)計(jì)得（較）緩一些.實(shí)驗(yàn)突破針對訓(xùn)練2（’12張家界）小華同學(xué)對“斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)”這一課題提出了一些值得探究的猜想：斜面的機(jī)械效率跟：A.斜面的傾斜程度有關(guān)；B.斜面的粗糙程度有關(guān)；C.斜面的長度有關(guān)；D.物體的重力有關(guān).他為了證實(shí)其中的部分猜想是否正確，自己設(shè)計(jì)了如圖4所示的裝置，并將實(shí)驗(yàn)記錄在下面表格|（小華拉著物體在斜面上每次做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)）：實(shí)驗(yàn)突破（1）在第2次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的總功是

J斜面的機(jī)械效率是

%.658.3實(shí)驗(yàn)突破（2）通過對比實(shí)驗(yàn)1、2、3的數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想

（填寫字母）.（3）通過對比實(shí)驗(yàn)2、4或3、5的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越

.（4）若要驗(yàn)證猜想D，應(yīng)控制斜面的傾斜程度和

不改變.（5）實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時(shí)，斜面的傾角越小，越

.（選填“省力”或“費(fèi)力”）B高斜面的粗糙程度省力【解析】（1）第2次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的總功為W=Fs=6N×1m=6J，機(jī)械效率為實(shí)驗(yàn)突破W總W有η=×

100

%=≈58.3%.×

100

%3.5J6J（2）實(shí)驗(yàn)1、2、3中，斜面的傾斜角度、物體重力、斜面高度均相同!，但是斜面的粗糙程度不相同，機(jī)械效率不相同，故可猜想：斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有關(guān)，即猜想B.（3）比較2、4或3、5的機(jī)械效率值可得：當(dāng)斜面的粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高.（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的控制變量法可知還要控制斜面的粗糙程度.（5）比較3、5或2、4可得：傾角越小越省力.實(shí)驗(yàn)突破類型一杠桿平衡條件的應(yīng)用B例1（’09齊齊哈爾）下列屬于省力杠桿的是（）A.劃船時(shí)的船槳B.剪鐵皮的剪子C.起重機(jī)的吊臂D.端著茶杯的前臂【解析】在船槳的使用過程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，所以船槳屬于費(fèi)力杠桿，故A不符合題意；我們在使用剪鐵皮的剪子時(shí)，目的是為了省力，并且在使用的過程中動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B符合備選例題題意；起重機(jī)的吊臂在工作時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故C不符合題意；人在端茶杯時(shí)，若把前臂看成杠桿，支點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)的位置，肱二頭肌收縮抬起前臂是動(dòng)力，茶杯作用在手上產(chǎn)生的力是阻力．端茶杯的過程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故D不符合題意．故選B．例2

如圖所示，0為杠桿的支點(diǎn)，F(xiàn)1的力臂長為

cm，F(xiàn)2的力臂長為

cm，若F1=300N，為使杠桿平衡，F(xiàn)2的大小等于

N（杠桿本身重力不計(jì)）6020100備選例題【解析】由圖可知，F(xiàn)1的力臂L1=20cm，F(xiàn)2的力臂L2=60cm，∵杠桿平衡，∴F1L1=F2L2，即：300N×20cm=F2×60cm，∴F2=100N．類型二力臂作圖例1

作出下列杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂．L1L2備選例題例2

在圖中作出使杠桿平衡的最小的力F和它的力臂L．【解析】OA是最長的力臂