第十二章簡單機械

江西省吉安縣文山學校湯寶順中考物理復習課件中考物理復習課件第十二章簡單機械第十二章簡單機械中考考點清單課標解讀考點一杠桿考點二滑輪考點三機械效率?？碱愋推饰鰧嶒炌黄普n標解讀（2011修訂版）1.知道簡單機械．通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件．2.知道機械效率．了解提高機械效率的途徑和意義．3.了解人類使用機械的歷程．了解機械的使用對社會發(fā)展的作用．考點一杠桿1.杠桿（1）一根硬棒，在力的作用下能繞①

轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿．（2）杠桿的五要素如圖1：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作用線的距離L1阻力臂：從支點O到阻力F2作用線的距離L2

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

如圖2中．F2L2圖2中考考點清單中考考點清單3.生活中的杠桿><><==考點二滑輪1.定滑輪和動滑輪等臂杠桿省力改變力的方向動力臂是阻力臂二倍的改變力的方向省力中考考點清單2.滑輪組(1)把定滑輪和動滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組．(2)特點：既能省力又能改變力的方向，但是要費距離．(3)省力特點：使用滑輪組提起重物時，如果忽略動滑輪的自重，動滑輪上有幾段（股）繩子承擔物重，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)，即繞在動滑輪上的繩子段（股）數(shù)．1n中考考點清單3.其他簡單機械輪軸和斜面，都可以省力，輪軸的應用如輕輕轉(zhuǎn)動門把手，就可以把門鎖打開；司機用不大的力轉(zhuǎn)動方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力使汽車轉(zhuǎn)彎；斜面的應用如盤山公路．考點三機械效率1.有用功和額外功（1）無論是否使用機械，必須要做的功，叫做有用功，用W有表示．（2）使用機械時，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系為：W總＝W有＋W額．2.機械效率（1）物理學中，將①

跟②

的比值叫做機械效率，用符號③

表示．有用功總功ηη＝W有W總×

100

%中考考點清單（3）使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是⑤

總功，所以機械效率總是小于1的．機械效率通常用⑥

表示．小于百分數(shù)（4）提高機械效率的主要方法是改進結(jié)構(gòu)，使它更合理，更輕巧．在使用中按照技術規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機械處于良好的狀態(tài).中考考點清單常考類型剖析類型一杠桿的分類例1(’13邵陽)

杠桿在生活中應用非常廣泛.下列各圖中,屬于費力杠桿的是（）C

【解析】

使用杠桿時，若動力臂小于阻力臂，則此杠桿為費力杠桿.B中使用鑷子時,動力作用點在支點和阻力作用點的中部,即動力臂小于阻力臂.杠杠種類生活中的實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費力杠杠用釣魚竿釣魚、用鑷子夾物體、用船槳劃船

L1＜L2F1＞F2等臂杠杠天平定滑輪

L1=L2F1=F2【名師點撥】

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)分省力杠桿和費力杠桿的方法就是比較動力臂和阻力臂的長短，如果動力臂大于阻力臂的就是省力杠桿，動力臂小于阻力臂的就是費力杠桿，如果兩者相等則為等臂杠桿.根據(jù)這一方法逐一判斷出:天平的動力臂等于阻力臂為等臂杠桿,鋼絲鉗的動力臂大于阻力臂為省力杠桿,鑷子和釣魚竿的動力臂小于阻力臂為費力杠桿,故選B.B常考類型剖析類型二杠桿平衡條件的應用例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個質(zhì)量相同的鉤碼B.在b處掛8個質(zhì)量相同的鉤碼C.在c處掛6個質(zhì)量相同的鉤碼D.在d處掛2個質(zhì)量相同的鉤碼C?？碱愋推饰觥窘馕觥扛軛U左側(cè)的第六格處有4個鉤碼，為了使杠桿平衡可在右側(cè)的第3個格c處掛六個質(zhì)量相同的鉤碼.【技巧點撥】將杠桿的格數(shù)作為力臂的大小，鉤碼的個數(shù)作為作用力的大小，應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“費力”），剪鐵絲時動力臂長為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】

鋼絲鉗的動力臂比阻力臂長，動力比阻力小，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,是一個杠桿示意圖,圖中0是支點F1為動力，L1為動力臂，F(xiàn)2為阻力,請畫出阻力臂L2.?？碱愋推饰?/p>

【解析】

力臂是支點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)支點的特點（固定不動，繞它轉(zhuǎn)動）找出杠桿的支點；3.根據(jù)動力（使杠桿轉(zhuǎn)動的力）和阻力（阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力)的特點,確定動力、阻力的作用點、方向、畫出動力、阻力的作用線；4.從支點向力的作用線引垂線.5.作出支點到垂足的距離就是力臂.記憶口訣:找支點,畫力的作用線,從點到線引垂線,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、用黑心實點表示力的作用點；4、并在線段的末端標上字母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.畫出阻力

F2

的力臂L2和工人在A

點施加的最小動力F1的示意圖.

【解析】過支點0向阻力F2的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是阻力臂，如答圖所示：動力最小，即動力臂最長，由圖知0A最長，所以0A作動力臂，過A點與0A垂直向下作垂線就得到動力F1的方向，如答圖所示：?？碱愋推饰鲱愋退暮唵螜C械的特點（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），則工人師傅所用的拉力為

N，繩子自由端移動的距離是

m.

【解析】由圖可知物體的重量由三股繩子分擔，則工人師傅的拉力為,而物體上升2m,則繩子自由端移動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畫面,其中哪一組用到省力的機械（）

A.①②B.②④C.③④D.①③

類型五有用功、總功和機械效率的計算（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】題圖中承擔物體重力的繩子有3股，故拉力移動的距離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s所做的功W總=Fs拉力F移動s所做的功W總=Fs(s=nh,n為動滑輪上繩子承擔的段數(shù)）【名師點撥】簡單機械物理量?？碱愋推饰鰴C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有和該滑輪組此時的機械效率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,因為h=1m,所以s=2h=2×1m=2m;當提升G=800N的重物時,W有用=Gh=800N×1m=800J,W總=Fs=500N×2m=1000J

滑輪組的機械效率:η=W有W總×

100

%=800J1000J=80%，故選D.常考類型剖析實驗突破實驗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：

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的原因(減少杠桿自重對實驗的影響)

5.實驗應進行多次測量的目的(一次實驗數(shù)據(jù)具有偶然性，多次實驗結(jié)論才具有普遍性)

6.實驗數(shù)據(jù)的處理

實驗結(jié)論：動力×動力臂=阻力×阻力臂，寫成公式F1L1=F2L2，也可寫成：.F1F2=L1L2實驗突破例1（’12長沙）如圖所示，小紅在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中所用的器材有：杠桿、支架、刻度尺、細線和若干個質(zhì)量相同的鉤碼.（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，則應將平衡螺母向

(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點處掛4個鉤碼，為使杠桿重新平衡，應在B點掛

個鉤碼.右6實驗突破左動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）（3）如果再在A、B兩處各加掛一個鉤碼，杠桿的

端將會下沉.此后，小紅又經(jīng)過多次實驗，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個鉤碼，B處2格需要6個鉤碼才能平衡；（3）當左右各增加一個鉤碼時，A處是3格5個鉤碼，B處是2格7個鉤碼，所以杠桿的左端會下沉.杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）.實驗突破針對訓練1（’13大連）在“探究杠桿平衡條件”實驗中，利用在杠桿兩端掛鉤碼的方法做實驗，實驗裝置如圖2所示.（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉.應把杠桿右端的平衡螺母向

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

.（3）記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表.左便于直接讀出力臂實驗突破實驗次數(shù)動力F1/N動力臂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，具有偶然性實驗突破【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，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，說明右端力與力臂乘積大些，故應把杠桿右端的平衡螺母向左調(diào).（2）實驗時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.這個結(jié)論是不具有普遍性的，這是因為多次測量的數(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豎直向下拉的方法做實驗，用這種方法做實驗的好處是力的大小具有任意性.實驗突破實驗二探究斜面的機械效率（2013年衡陽、張家界考查，2011年長沙、岳陽、湘潭考查）命題點：

1.影響斜面機械效率的因素(與斜面的粗糙程度、斜面的坡度有關，與斜面的長度、物體的重力等因素無關)

2.斜面機械效率大小的判斷

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

4.機械效率、總功的計算

5.斜面在生活中的應用(如樓梯、盤山公路等)實驗結(jié)論：在其他條件一定時，斜面越光滑，機械效率越高；在其他條件一定時，斜面越傾斜，機械效率越高；斜面的機械效率與斜面的長度、物體的重力無關.實驗突破例2（’11長沙）如圖3所示是小明同學做“探究斜面的機械效率”的實驗裝置.（1）請計算斜面坡度為60°時的機械效率

.（2）請你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推導下列的結(jié)論：77.8%實驗突破結(jié)論1：沿粗糙程度相同的斜面向上勻速拉動同一物體時，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，機械效率越

.（3）如果你是一位建筑設計師，需要設計一幢老年人俱樂部的大樓，受上述實驗的啟發(fā)，在設計樓梯時，你會把樓梯設計得較

（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%，求得斜面此時的機械效率；由表中的數(shù)據(jù)可看出拉動同一物體時，斜面坡度越小，拉力越??；坡度越大，機械效率越大；設計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，樓梯設計得（較）緩一些.實驗突破針對訓練2（’12張家界）小華同學對“斜面的機械效率跟什么因素有關”這一課題提出了一些值得探究的猜想：斜面的機械效率跟：A.斜面的傾斜程度有關；B.斜面的粗糙程度有關；C.斜面的長度有關；D.物體的重力有關.他為了證實其中的部分猜想是否正確，自己設計了如圖4所示的裝置，并將實驗記錄在下面表格|（小華拉著物體在斜面上每次做的都是勻速直線運動）：實驗突破（1）在第2次實驗中，拉力做的總功是

J斜面的機械效率是

%.658.3實驗突破（2）通過對比實驗1、2、3的數(shù)據(jù)，可驗證猜想

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

.（4）若要驗證猜想D，應控制斜面的傾斜程度和

不改變.（5）實驗還發(fā)現(xiàn)，斜面材料相同時，斜面的傾角越小，越

.（選填“省力”或“費力”）B高斜面的粗糙程度省力【解析】（1）第2次實驗中，拉力做的總功為W=Fs=6N×1m=6J，機械效率為實驗突破W總W有η=×

100

%=≈58.3%.×

100

%3.5J6J（2）實驗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，機械效率不相同，故可猜想：斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有關，即猜想B.（3）比較2、4或3、5的機械效率值可得：當斜面的粗糙程度一定時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高.（4）根據(jù)實驗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.實驗突破類型一杠桿平衡條件的應用B例1（’09齊齊哈爾）下列屬于省力杠桿的是（）A.劃船時的船槳B.剪鐵皮的剪子C.起重機的吊臂D.端著茶杯的前臂【解析】在船槳的使用過程中，動力臂小于阻力臂，所以船槳屬于費力杠桿，故A不符合題意；我們在使用剪鐵皮的剪子時，目的是為了省力，并且在使用的過程中動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B符合備選例題題意；起重機的吊臂在工作時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故C不符合題意；人在端茶杯時，若把前臂看成杠桿，支點在肘關節(jié)的位置，肱二頭肌收縮抬起前臂是動力，茶杯作用在手上產(chǎn)生的力是阻力．端茶杯的過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故D不符合題意．故選B．例2

如圖所示，0為杠桿的支點，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）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