（河北專）中考物理 第一部分 系統(tǒng)復(fù)習(xí) 成績基石 第11講 簡單機械課件

第一部分第一部分 系統(tǒng)復(fù)習(xí)系統(tǒng)復(fù)習(xí) 成績基石成績基石八年級下冊八年級下冊第十一第十一 講講 簡單機械簡單機械 考點梳理考點梳理過關(guān)過關(guān)考點考點1 1 杠桿杠桿定義定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿五五要要素素支點支點杠桿繞其轉(zhuǎn)動的點，用字母O表示動力動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，用符號F1表示阻力阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做阻力，用符號F2表示動力臂動力臂從支點到動力作用線的距離叫做動力臂，用符號l1表示阻力臂阻力臂從支點到阻力作用線的距離叫做阻力臂，用符號l2表示1 1杠桿的基本知識杠桿的基本知識2.2.杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂，用公式表達為F1l1F2l2.力臂關(guān)系力臂關(guān)系力的關(guān)系力的關(guān)系特點特點舉例舉例省力杠桿省力杠桿l1l2F1F2省力，費距離撬棒、起子等費力杠桿費力杠桿l1F2費力，省距離釣魚竿、鑷子等等臂杠桿等臂杠桿l1l2F1F2不省力，不費距離天平、定滑輪等3 3杠桿的分類杠桿的分類辨一辨辨一辨 1.杠桿可直可彎，但一定是硬棒；杠桿一定有支點，且支點固定不動()2杠桿的力臂是支點到力的作用點連線的距離()分類分類定義定義實質(zhì)實質(zhì)優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點圖示圖示定滑輪工作時，中間的軸固定不動的滑輪等臂杠桿可改變力的方向不省力動滑輪轉(zhuǎn)軸和重物一起移動的滑輪動力臂為阻力臂兩倍的杠桿能省一半的力多移動一倍的距離考點考點2 滑輪滑輪1 1動滑輪和定滑輪動滑輪和定滑輪定義定義 定滑輪和動滑輪組合在一起即為滑輪組優(yōu)缺優(yōu)缺點點滑輪組由若干個定滑輪和動滑輪組合而成，既省力又可以改變力的方向，但同時要多移動距離省力省力規(guī)律規(guī)律在不考慮繩重和摩擦力的情況下，使用滑輪組時，有幾段繩子與動滑輪連接，所用的拉力就是物體和動滑輪總重力的幾分之一，即連接連接“偶定奇動”，即當繩子的段數(shù)是偶數(shù)時，第一段繩子要掛在定滑輪上；如果繩子的段數(shù)是奇數(shù)時，第一段繩子要掛在動滑輪上繩子與物體通過距離的關(guān)系：若用s表示繩子通過的距離，用h表示物體通過的距離，n表示繩子的段數(shù)，則snh2.2.滑輪組滑輪組3.3.斜面斜面(1)由于斜面的長度總是大于高度，所以拉力總是小于物體的重力，即使用斜面可以省力.(2)斜面高度相同時，斜面越長越省力.4 4輪軸輪軸(1)結(jié)構(gòu)：由輪和軸組成，能繞共同的軸轉(zhuǎn)動的裝置叫做輪軸(2)特點：如果動力加在輪上，阻力加在軸上，此時輪軸是一個省力杠桿，且輪半徑與軸半徑之比越大越省力.項目項目說明說明公式公式有用有用功功使用機械做功時，對人們有用的功叫有用功一般來說，機械對物體所做的功是有用功W有G物h額外額外功功對人們沒用但又不得不做的功叫額外功一般來說，克服機械自身的重力或機械間的摩擦所做的功是額外功W額G動h(滑輪組)總功總功外力對機械所做的功是總功，在數(shù)值上等于有用功與額外功的總和W總W有W額或W總Fs機械機械效率效率有用功跟總功的比值叫做機械效率由于使用任何機械都要做額外功，所以機械效率總是小于1且沒有單位考點考點3 3 機械效率機械效率辨一辨辨一辨 1.同一滑輪組，提升的物重不同，機械效率相同()2.使用機械時，不得不做一些額外功，所以機械效率總是小于1.()3.使用機械可以省力或省距離，但不能省功()重重點點圖圖片片命命題題點點1.1.杠桿杠桿如圖12.11所示，用撬棒撬石頭，撬棒是省力杠桿在力的方向不變的情況下，要用更小的力撬起石頭，他的手應(yīng)該向遠離(選填“遠離”或“靠近”)支點O的方向移動圖中O為支點，F(xiàn)1的力臂為l1，F(xiàn)2的力臂為l2，當杠桿平衡時，F(xiàn)1與F2的定量關(guān)系式為F1l1F2l2.2.2.定滑輪和動滑輪定滑輪和動滑輪如圖12.22所示，甲裝置是定滑輪，使用它的目的是改變力的方向.乙裝置是動滑輪，使用它的目的是可以省力.裝置 甲的機械效率高.教材重點圖片教材重點圖片重點難點重點難點突破突破類型類型1 1 杠桿的分類及作圖杠桿的分類及作圖力臂作圖的步驟：一、找支點：首先在杠桿的示意圖上，確定支點O；二、確定力：確定各力作用點和力的方向；三、畫線：畫出動力作用線及阻力作用線，畫的時候要用虛線將力的作用線適當延長；四、作垂線段：從支點O向力的作用線作垂線，在垂足處畫出直角，從支點到垂足的距離就是力臂；五、標識：標力臂(大括號或背向箭頭).【例例1 1】2017泰安中考如圖所示的四種用具中，正常使用時屬于省力杠桿的是(B)【思路點撥思路點撥】天平是等臂杠桿，裁紙刀是省力杠桿，筷子、釣魚竿是費力杠桿.【例例2 2】2017威海中考如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA在路燈和輕繩AB的共同作用下，在水平方向處于靜止狀態(tài)，請畫出輕繩AB對杠桿的動力F1的力臂L1和阻力F2的示意圖.【思路點撥思路點撥】輕質(zhì)杠桿A處用細繩懸掛一路燈，路燈對杠桿的豎直向下的拉力為阻力F2，作用點在A點；從支點向拉力的作用線引垂線，垂線段的長度即為其力臂L1.變式運用1.2017煙臺中考踮腳是一項很好的有氧運動(如圖)，它簡單易學(xué)，不受場地的限制，深受廣大群眾的喜愛，踮腳運動的基本模型是杠桿，下列分析正確的是()A.腳后跟是支點，是省力杠桿B.腳后跟是支點，是費力杠桿C.腳掌與地面接觸的地方是支點，是省力杠桿D.腳掌與地面接觸的地方是支點，是費力杠桿C踮腳時，腳掌與地面接觸的地方是支點，小腿肌肉對腳的拉力向上，從圖中可知動力臂大于阻力臂，是省力杠桿2.2017廣元中考如圖所示，工人用一根硬棒以O(shè)為支點，想在A點施加最小的力撬動石頭，請畫出最小動力F1的示意圖和阻力F2的力臂L2.當支點到力的作用點的連線作為力臂時，力臂最長，最省力，所以最小力F1如圖所示；支點到力F2作用線的距離是F2的力臂L2.類型類型2 2 動態(tài)杠桿的分析動態(tài)杠桿的分析在對杠桿進行動態(tài)分析時，要牢牢把握住杠桿的平衡條件公式，即F1l1F2l2中的四個量的變化情況，一般來說是其中兩個量或一個量不變，根據(jù)另外一個或兩個量的變化情況，去推導(dǎo)未知量的變化這類問題只要抓住這個公式，配合作圖便能很快解決.【例例3】2017天津中考(多選)如圖所示，某人用扁擔擔起兩筐質(zhì)量分別為m1、m2的貨物，當他的肩處于O點時，扁擔水平平衡，已知l1l2，扁擔和筐的重力不計，若將兩筐的懸掛點向O點移近相同的距離l，則(AC)變式運用3.2017棗莊中考如圖是小明探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置，實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)，若在C處逐漸改變彈簧測力計拉力的方向，使其從，則拉力的變化情況是()A.先變小后變大 B.先變大后變小C.逐漸變大 D.逐漸變小A由圖知，測力計在位置時，其動力臂等于OC，此時動力臂最長；測力計由的過程中動力臂先變長后變短，根據(jù)杠桿平衡條件可知，測力計的示數(shù)先變小后變大類型類型3 3 滑輪組及其機械效率的計算滑輪組及其機械效率的計算【例例4 4】2016邯鄲二模如圖所示，質(zhì)量為60kg的工人用滑輪組提升重物A，每個滑輪重均為50N，工人一只腳與地面的接觸面積為200cm2.人對繩子的拉力為300N時，物體勻速上升(g10N/kg)求：(1)重物勻速上升時人對地面的壓強.(2)物體10s內(nèi)勻速上升了2m，人做功的功率.(3)若繩子能夠承受的最大拉力為400N，重物提升過程中繩子重和摩擦對應(yīng)的額外功始終占總功的10%，求滑輪組的最大機械效率.變式運用4.2017泰安中考如圖是工人利用滑輪組提升重為810N物體的示意圖，某段過程中物體勻速上升的速度為0.1m/s，工人拉力F的功率為90W，物體上升10s拉力F克服滑輪組的摩擦做的功是60J，不計繩重求：(1)工人拉繩子的速度；(2)滑輪組的機械效率；(3)滑輪組中的動滑輪的重力.重點實驗重點實驗聚焦聚焦 實驗16：探究杠桿的平衡條件1.杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)(左偏右調(diào)，右偏左調(diào))2.讓支點處于杠桿中央的目的：減小杠桿自重對實驗造成的影響3.實驗開始需調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的：方便讀出杠桿的力臂4.彈簧測力計的使用和讀數(shù)5.測量多組數(shù)據(jù)的目的：避免偶然性，使得出的結(jié)論更具有普遍性6.測力計從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測力計示數(shù)的變化7.分析數(shù)據(jù)總結(jié)杠桿平衡條件(F1l1 F2l2)8.杠桿平衡條件的應(yīng)用實驗結(jié)論：動力動力臂阻力阻力臂，寫成公式F1l1 F2l2.【例1】2017蘇州中考在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：(1)圖甲中，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向右側(cè)調(diào)節(jié).(2)圖乙中，杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài)，若在A處下方再掛一個鉤碼，則B處所掛鉤碼須向右移動1格，可使杠桿在水平位置再次平衡.(3)杠桿處于圖甲所示位置時，小李同學(xué)就在杠桿上掛鉤碼進行實驗，小明認為這樣操作會對實驗產(chǎn)生以下影響：杠桿自身重力可能會對實驗產(chǎn)生影響可能不便于測量力臂或出現(xiàn)力臂測量錯誤無法得出杠桿平衡條件你認為正確的是A.A.BC【思路點撥思路點撥】(1)杠桿的左端下沉，應(yīng)將兩個平衡螺母都向右端適當調(diào)節(jié)；(2)若在A端再掛一個鉤碼，根據(jù)杠桿平衡條件，有4個2格2個4格，因此需要將B處的鉤碼向右移動一格即可平衡；(3)若實驗時杠桿不在平衡位置時進行實驗，則杠桿的自身重力參與了杠桿的平衡，另外測量力臂麻煩甚至出現(xiàn)錯誤.命題挖掘(4)下表是小明實驗時記錄的數(shù)據(jù)，并由表中數(shù)據(jù)得出了杠桿平衡條件為F1l1F2l2的結(jié)論，這明顯是不可靠的原因是只做一次實驗，結(jié)論具有偶然性.實驗次數(shù)實驗次數(shù)動力動力F1(N)動力臂動力臂l1(cm)阻力阻力F2(N)阻力臂阻力臂l2(cm)11151.510(5)小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置，如圖所示小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F，卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡你認為原因是水平位置時動力臂為零,杠桿無法平衡.(6)他們認為(5)問中拉力是做功的如果水平向右的拉力F大小不變,OA長l,將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過30 的過程中,拉力F做功為Fl/2.實驗17：測量滑輪組的機械效率【例例2】2017齊齊哈爾中考某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示.實驗實驗次數(shù)次數(shù)鉤碼重鉤碼重量量G/N鉤碼上升鉤碼上升高度高度h/m繩端拉繩端拉力力F/N繩端移動繩端移動距離距離s/m機械效機械效率率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.480%(1)實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計.(2)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認為他的想法不正確(選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響.(3)用丁圖裝置進行實驗，得出表中第4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整.(4)通過比較1、2(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān).(5)通過比較2、3(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高.(6)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高(或不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低).命題挖掘(7)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功.(8)通過實驗，請你提出提升滑輪組機械效率的兩種方法：增加重物的重力，減輕動滑輪的重力或減小滑輪組和繩子之間的摩擦.(9)實驗結(jié)束后，在交流討論時，小華提出：在小組同學(xué)所用的兩個測量工具中減去一個，也能測出滑輪組的機械效率，你認為可以減去的測量工具是刻度尺.由此推知：滑輪組的機械效率與物體提升的高度無關(guān).(10)使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多(或動滑輪的質(zhì)量越大)，滑輪組的機械效率越低.六年真題六年真題全練全練命題點命題點1 1 杠桿的分類及計算杠桿的分類及計算1.2013河北中考如圖所示的工具中屬于費力杠桿的一組是()A.B C DC核桃夾是個省力杠桿，它的手柄部分長，核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，所以是省力杠桿；船槳在使用過程中，以運動員的左手為支點，動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿；手推車在使用時以車軸處為支點，動力臂大于阻力臂，所以是省力杠桿；碗夾在使用過程中，以碗夾的最上端為支點，動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿2.2015河北中考如圖所示，將邊長為10cm的正方體合金塊，用細繩掛在輕質(zhì)杠桿的A點處，在B點施加力F130N時，杠桿在水平位置平衡，合金塊對水平地面的壓強恰好為0，撤去F1，在B點施加力F2時，合金塊對地面的壓強為1.2103Pa.(OB3OA，g取10N/kg)(1)畫出F2的力臂(2)求合金塊的質(zhì)量(3)求F2的大小3.2014河北中考小明做俯臥撐時(如圖所示)，可將其視為一個杠桿，重心在O點他將身體撐起時，地面對兩腳尖的支持力為250N，兩腳尖與地面的接觸面積為60cm2，雙手與地面的接觸面積為300cm2.(1)畫出以B為支點時重力的力臂L；(2)如果小明的兩腳尖對地面的壓強與雙手對地面的壓強之比為52，地面對雙手的支持力為多少？(3)小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離都為0.36m，則他1min內(nèi)克服重力所做的功為多少？猜押預(yù)測1.2017重慶中考A如圖甲是天工開物中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意圖如圖乙所示輕質(zhì)杠桿的支點O距左端l10.5m，距右端l20.2m.在杠桿左端懸掛質(zhì)量為2kg的物體A，右端掛邊長為0.1m的正方體B，杠桿在水平位置平衡時，正方體B對地面的壓力為20N.求：(1)此時杠桿左端所受的拉力大小為多少牛頓？(2)正方體B的密度為多少千克每立方米？(3)若該處為松軟的泥地，能承受的最大壓強為4103Pa，為使杠桿仍在水平位置平衡，物體A的重力至少為多少牛頓？命題點命題點2 2 滑輪組的綜合計算滑輪組的綜合計算42017河北中考(多選)用五個相同質(zhì)量的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升，乙滑輪組的效率為乙，不計摩擦、繩和木板的重，下列說法正確的是()5.2015河北中考(多選)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度若不計繩重和摩擦，下列說法正確的是()A.F1大于F2B.F1和F2做的功一定相等C.甲、乙的機械效率不相等D.繩子自由端移動的距離不相等，物體運動時間可能相等6.2013河北中考如圖所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.5103cm2.工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s.(不計摩擦及繩重)求：(1)工人師傅拉繩的功率；(2)滑輪組的機械效率；(3)體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒有被拉動，物體對地面的最小壓強為多大？猜押預(yù)測2.2017樂山中考如圖所示，某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井口已知物體在10s內(nèi)被提升了2m，物體所受重力G720N，人對繩子水平向右的拉力F300N.求：(1)物體上升的速度；(2)人勻速拉動繩子的功率；(3)人拉起貨物時的機械效率