簡(jiǎn)單機(jī)械(2021整理)

本文為網(wǎng)上收集整理，如需要該文檔得朋友，歡迎下載使用精品文檔，word文檔簡(jiǎn)單機(jī)械根底知識(shí)點(diǎn)及題型總結(jié)認(rèn)識(shí)和利用杠桿杠桿杠桿的定義：在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。影響杠桿的五要素：支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)；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)到動(dòng)力作用線的距離；阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離；〔方法提示：一找點(diǎn)；二畫(huà)線；三作垂線段〕杠桿的平衡條件杠桿的平衡：杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1=F2三種杠桿及應(yīng)用舉例：省力杠桿：當(dāng)>時(shí)，F(xiàn)1<F2。例：扳手，撬棍，指甲刀。費(fèi)力杠桿：當(dāng)<時(shí)，F(xiàn)1>F2。例：釣魚(yú)桿，船槳。等臂杠桿：當(dāng)=時(shí)，F(xiàn)1=F2。例：天平4、過(guò)支點(diǎn)的力的改變，不影響杠桿的平衡，因?yàn)榇藭r(shí)的力臂為零所以分析杠桿的平衡時(shí)不考慮過(guò)支點(diǎn)的力。5、對(duì)不平衡杠桿，判斷杠桿向那端傾斜，要依據(jù)力和力臂的乘積的大小來(lái)判斷，杠桿向乘積大的一端傾斜。6、應(yīng)用杠桿的平衡條件的一般步驟：⑴確定杠桿的支點(diǎn)的位置⑵明確動(dòng)力和阻力⑶確定力臂：一找點(diǎn)，二畫(huà)線，三作垂線段⑷根據(jù)杠桿的平衡條件分析求解認(rèn)識(shí)和利用滑輪認(rèn)識(shí)滑輪和滑輪組實(shí)質(zhì)力的關(guān)系〔F，G〕距離關(guān)系〔s，h〕速度關(guān)系〔，〕作用定滑輪等臂杠桿F=Gs=h=改變力的方向動(dòng)滑輪動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿F=Gs=2h=2省力滑輪組F=Gs=nh=n既可省力又能改變力的方向〔忽略摩擦，=+〕滑輪組用力情況的判斷判斷用力情況的關(guān)鍵是弄清幾段繩子承當(dāng)動(dòng)滑輪和重物，在數(shù)繩子時(shí)，不但要明確繩子是否承當(dāng)動(dòng)滑輪和重物的重力，還要看清滑輪組的組裝方式，不能只看滑輪個(gè)數(shù)。3、滑輪組繩子拉力F的計(jì)算：①設(shè)吊起重物為G，繞在動(dòng)滑輪上繩子的根數(shù)為n，不計(jì)滑輪重和繩子與滑輪間摩擦，那么F=G/n②當(dāng)考慮滑輪的重力時(shí)〔不計(jì)繩子與滑輪間摩擦〕，只有動(dòng)滑輪對(duì)F有影響，設(shè)所有動(dòng)滑輪重力為G1，那么F=〔G+G1〕/n，其它不變。4、滑輪組的組裝：要求：在地面上吊起物體，所用滑輪數(shù)量最少。組裝：設(shè)繩子的最大承受拉力F，吊起重物G，不考慮滑輪重和繩子的摩擦，需用繩子的股數(shù)為n，那么⑴n=G/F即需要滑輪〔定滑輪和動(dòng)滑輪〕的個(gè)數(shù)為n個(gè)，當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)相等，均為n/2，當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，定滑輪個(gè)數(shù)為〔n+1〕/2，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為〔n-1〕/2⑵繩子的系法：當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子系在定滑輪上，當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子系在動(dòng)滑輪上⑶當(dāng)考慮滑輪的重力時(shí)，只有動(dòng)滑輪對(duì)組裝有影響，設(shè)所有動(dòng)滑輪的重力為G1，只要將公式n=G/F改為n=〔G+G1〕/F即可，其它不變?nèi)?、輪軸：⑴一種變形的杠桿，由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成。例汽車方向盤(pán)、門把手、轆轤、卷?yè)P(yáng)機(jī)的搖臂、擰螺絲釘?shù)穆萁z刀等。⑵原理：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O是支點(diǎn)，作用在輪上的力F1是動(dòng)力，作用在軸上的力F2是阻力，輪半徑R是動(dòng)力臂，軸半徑r是阻力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1R=F2r因?yàn)檩啺霃絉大于軸半徑r，所以F1總是小于F2公式：F1×R=F2×r四、斜面斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之一〔不計(jì)摩擦〕?！矠榱耸×Α承泵娲植诔潭纫欢ǎ露仍叫?，越省力?！?〕斜面的應(yīng)用主要是省力，例如盤(pán)山道，螺絲、螺旋千斤頂。圖12-46引例：如圖12-46所示，人站在岸上，借助一個(gè)樹(shù)樁、一個(gè)滑輪和一些繩子，要把船拉上河灘且能省力．你會(huì)在圖中畫(huà)出滑輪應(yīng)安裝的位置以及繩子繞法的示意圖嗎？智能提要圖12-46

滑輪滑輪定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組作用答：使用滑輪組,應(yīng)注意兩個(gè)關(guān)系式:(1)F＝． 式中G在不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦?xí)r,表示被提起的重物的重;在不計(jì)摩擦?xí)r,那么表示重物與動(dòng)滑輪的總重.式中n表示承當(dāng)重物重(或重物與動(dòng)滑輪總重)G的繩子的股數(shù).(2)s=nh．式中h為重物被提升的高度n仍表示承當(dāng)重物重(或重物與動(dòng)滑輪總重)G的繩子的股數(shù).問(wèn)：用什么簡(jiǎn)單的方法可以來(lái)確定承當(dāng)物重的繩子的股數(shù)？圖12-47這種方法通常叫做“截線法〞．答：可以采用這樣的方法：〔1〕首先要分清哪是定滑輪，哪是動(dòng)滑輪；〔2〕在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫(huà)一條虛線，看跟動(dòng)滑輪相連的繩子有幾股，那么n就是幾．在圖甲中我們用虛線把重物和動(dòng)滑輪從滑輪組隔離，以重物和動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，有四根繩子承當(dāng)動(dòng)滑輪及重物，所以用力F=。同理，分析乙圖可知，提起重物及動(dòng)滑輪的力F=。圖12-47這種方法通常叫做“截線法〞．這種繞線方法可簡(jiǎn)記為“偶定、奇動(dòng)〞．這種繞線方法可簡(jiǎn)記為“偶定、奇動(dòng)〞．答：下面介紹一種簡(jiǎn)單的方法：〔1〕當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起始端應(yīng)固定在動(dòng)滑輪的框架鉤上，然后依次繞過(guò)滑輪；〔2〕當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起始端應(yīng)固定在定滑輪的框架鉤上．中考擷要 本節(jié)內(nèi)容在中考中的考查范圍為滑輪組的連接方式和計(jì)算，常出現(xiàn)在選擇題、填空題、作圖題與計(jì)算題中，且往往與后面的功、功率及機(jī)械效率結(jié)合起來(lái)考查．智能拓展趣味拔河賽①游戲器具：兩根刨光的圓木棍或竹棍，一根結(jié)實(shí)的長(zhǎng)繩。②游戲方法：a．請(qǐng)八位大個(gè)子同學(xué)，四人一組，分成兩排，相距兩步面對(duì)面地站著，雙方各執(zhí)—棍；圖12-48b．將繩子的一頭系在一棍上，然后如圖12-48圖12-48c．小個(gè)子同學(xué)拉繩，大個(gè)子同學(xué)用力拉棍子。其結(jié)果是小個(gè)子同學(xué)把兩根木棍拉攏了，八個(gè)大個(gè)子同學(xué)卻沒(méi)能把木棍拉開(kāi)。學(xué)過(guò)了滑輪組的知識(shí)后，你能解釋其中的奧秘嗎？智能歸例題型一能正確判斷滑輪組的省力情況例1如圖12-49所示表示三種不同的滑輪組，用它們提起重為G的相同重物，在A端所用的拉力分別為

；

；

。不計(jì)滑輪本身的重和摩擦．知識(shí)點(diǎn)判斷滑輪組的省力情況圖12-49闖關(guān)點(diǎn)撥判斷使用滑輪組時(shí)所用的力F的大小，關(guān)鍵是看幾段繩子通過(guò)滑輪組拉著物體，即有幾段繩子承當(dāng)圖12-49分析和解①在圖A中，有三段繩子拉著物體，，②在圖B中，有四段繩子拉著物體，③在圖C中，有五段繩子拉著物體，答，，圖12-50

例2如圖12-50示，用滑輪組拉著重物在水平地面上勻速前進(jìn)，在繩的端點(diǎn)A的作用力N，重物與地面間的摩擦力為多大？將重物移動(dòng)的距離為m，繩端A移動(dòng)的距離為多少？不計(jì)滑輪本身的質(zhì)量以及軸與輪間的摩擦？圖12-50知識(shí)點(diǎn)滑輪組的實(shí)際應(yīng)用及計(jì)算闖關(guān)點(diǎn)撥由圖中可見(jiàn)對(duì)于滑輪組，右側(cè)為定滑輪，左側(cè)直接拉物體的是動(dòng)滑輪，與此動(dòng)滑輪連接的繩子段數(shù)有三段，每段繩子的拉力是F，所以動(dòng)滑輪拉物體力．對(duì)被拉物體再進(jìn)行受力分析可知，重物在水平方向上受到滑輪組對(duì)它的拉力和地面的摩擦力，又由于重物沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)，因此摩擦力與拉力大小相等．所以，滑輪對(duì)重物的作用力大小等于重物所受地面對(duì)它的摩擦力．將重物移動(dòng)1，與動(dòng)滑輪連接的三段繩子的端點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)移動(dòng)1，所以繩端A移動(dòng)的距離應(yīng)為3．解動(dòng)滑輪拉物體的力，由二力平衡條件可知：N繩端A移動(dòng)的距離：答N、題型二能按要求組裝滑輪組例一條繩子最多能承受1000Ｎ的拉力.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組,用這條繩子吊起3300N的重物，畫(huà)出滑輪組安裝示意圖．〔動(dòng)滑輪重及摩擦不計(jì)〕知識(shí)點(diǎn)根據(jù)要求組裝滑輪組闖關(guān)點(diǎn)撥

在處理這類問(wèn)題時(shí)，首先要計(jì)算出承當(dāng)物重的繩子段數(shù)，即．注意取整數(shù)，假設(shè)計(jì)算出是小數(shù)，都采用“入〞的方法．分析和解繩子的股數(shù)，那么應(yīng)取4，不能按四舍五入去處理．然后，根據(jù)的數(shù)值及所需的拉力方向去確定動(dòng)滑輪與定滑輪個(gè)數(shù)及繞線方法．如果不要求改變用力方向，那么只需要用一個(gè)定滑輪，繞線如圖〔甲〕；如果要改變用力方向，那么需要兩個(gè)定滑輪，繞線如圖乙〕．圖12-51題型三圖12-51例如圖12-51所示,滑輪重1N,懸掛在彈簧秤下端,作用在繩端的拉力F是2N,物體G重100N,那么彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是_________N,水平地面受到物體G的壓力是_________N．(不計(jì)摩擦)知識(shí)點(diǎn)滑輪的知識(shí)與其他知識(shí)的綜合運(yùn)用闖關(guān)點(diǎn)撥該題應(yīng)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并結(jié)合力的平衡知識(shí)求解.分析和解滑輪在豎直方向上受到豎直向下的重力G’＝1N,兩股繩豎直向下的拉力,其中每股繩上的拉力F都是2N;滑輪受到彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上的拉力F’,由于滑輪處于平衡狀態(tài),受到的是平衡力,如圖12-52所示,所以:F’＝G’＋F＋F＝1N＋2N＋2N＝5N圖12-52圖12-52物體G放置在水平地面上,受到豎直向下的重力G＝100N,繩子豎直向上的拉力F＝2N,還受到水平地面豎直向上的支持力N,由于物體靜止不動(dòng),它受到的是平衡力.即:N＝G－F＝100N－2N＝98N.說(shuō)明：水平地面對(duì)物體的支持力是98N,由于物體對(duì)水平地面的壓力和水平地面對(duì)物體支持力是大小相等,所以物體G對(duì)水平地面的壓力就等于98N.甲中考典題精析甲考題1要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?lái)，試在圖甲中畫(huà)出最省力的繞繩方法．〔江蘇省連云港市2003年中考題〕乙闖關(guān)點(diǎn)撥要求最省力，即承當(dāng)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)最多，而圖中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，故最多只有3股。乙答最省力的繞繩方法如圖乙所示．考題2在不計(jì)機(jī)械自重和摩擦的情況下，能用10N的拉力剛好提起重20N物體的簡(jiǎn)單機(jī)械有()〔遼寧省2004年本溪市中考題〕A．一個(gè)動(dòng)滑輪 B．一個(gè)定滑輪 C．杠桿 D．一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組闖關(guān)點(diǎn)撥根據(jù)題意，F(xiàn)=1/2G，A、D都符合要求；假設(shè)使用杠桿，只要滿足動(dòng)力臂是阻力臂的兩倍，也符合；使用定滑輪不能省力，所以B不滿足要求．解選B

簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算題常見(jiàn)題型及解法現(xiàn)把?簡(jiǎn)單機(jī)械?一章的常見(jiàn)計(jì)算題題型及其解法歸納如下：一、類例1.物體和動(dòng)滑輪總重為860N，要用不大于200N的力將物體勻速提起，問(wèn)動(dòng)滑輪和重物需要幾段繩子承當(dāng)？解析：在不考慮摩擦的條件下，求繩子段數(shù)的題型分為兩類：〔1〕如果不考慮動(dòng)滑輪重力，有；〔2〕如果考慮動(dòng)滑輪的重力，有。對(duì)于n的結(jié)果中小數(shù)點(diǎn)后面出現(xiàn)的尾數(shù)，無(wú)論是否小于5，一律向前進(jìn)1，因?yàn)槔K子的段數(shù)應(yīng)該是整數(shù)。即需要5段繩子承當(dāng)，此時(shí)施加的動(dòng)力實(shí)際為：二、受力分析類例2.如圖1所示，不考慮動(dòng)滑輪和繩子的重力，繩子與滑輪以及滑輪與輪軸之間的摩擦忽略不計(jì)，求勻速提起重400N的物體需要施加的作用力F的大小。解析：關(guān)于滑輪組“受力分析〞的根本思想是“向上的力等于向下的力，向左的力等于向右的力〞，即處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力為零。此題分別以兩個(gè)動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，運(yùn)用“向上的力等于向下的力〞和“同一根繩各段承受的拉力相等〞即可解答，見(jiàn)圖2解。最后有：解得：例3.如圖3所示，要把一個(gè)質(zhì)量為100kg的石磙推上臺(tái)階A，石磙的半徑為，臺(tái)階高，請(qǐng)你計(jì)算出把石磙推上臺(tái)階所用的最小的力。〔〕解析：在明確支點(diǎn)的位置和最小力的方向之后，此題在求出阻力臂的過(guò)程中還要運(yùn)用數(shù)學(xué)中勾股定理的知識(shí)。解得：三、綜合類例4.如圖4所示，一根輕質(zhì)杠桿，A端細(xì)線下掛50N的重物靜止在水平地面上，重物的底面積是40，當(dāng)在B點(diǎn)加豎直向下的力作用時(shí)，木桿恰能在水平位置處于平衡狀態(tài)，此時(shí)細(xì)線豎直，，求重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。解析：綜合題的范圍比擬廣泛，可以把杠桿知識(shí)與浮力、力、運(yùn)動(dòng)、壓強(qiáng)等知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，考查學(xué)生的邏輯思維能力和分析問(wèn)題能力。此類題的解法是先用逆推法把要求解的問(wèn)題逐漸與條件接軌，然后再順勢(shì)解題，思路如下：最后有：例5.如圖5所示，質(zhì)量不計(jì)的光滑木板AB長(zhǎng)，可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，離O點(diǎn)的B端掛一重物G，板的A端用一根與水平地面成30°夾角的細(xì)繩拉住，木板在水平位置平衡時(shí)繩的拉力是8N，然后在O點(diǎn)的正上方放一質(zhì)量為的小球，假設(shè)小球以20cm/s的速度由O點(diǎn)沿木板向A端勻速運(yùn)動(dòng)，那么小球至少運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)繩的拉力減小到零？〔取，繩的重力不計(jì)〕解析：此題中運(yùn)動(dòng)的小球、不規(guī)那么的杠桿、傾斜的拉力都給問(wèn)題的求解創(chuàng)設(shè)了障礙，我們?cè)诮忸}時(shí)忽略小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，從穩(wěn)定的狀態(tài)入手，具體思路如下：最后解得：另外，教材203頁(yè)第5題以“鍋爐保險(xiǎn)閥〞為背景，考查了杠桿和壓強(qiáng)的知識(shí)綜合。四、無(wú)數(shù)類例6.如圖7，杠桿每小格的長(zhǎng)度相等，質(zhì)量不計(jì)，以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，杠桿的右端掛有重物M，支點(diǎn)左邊的A處掛鉤碼時(shí)，杠桿平衡。將重物M浸沒(méi)在水中，鉤碼移到B處，杠桿又平衡，求重物M的密度。解析：此題并沒(méi)有在題目中給出具體的數(shù)據(jù)，看似無(wú)從下手，但只要靜下心來(lái)，按照以往的解題思路，對(duì)于所用到的物理量大膽設(shè)有相應(yīng)的符號(hào)，問(wèn)題便可迎刃而解，而之前你所設(shè)用的物理量亦可以在解題的過(guò)程中消去。設(shè)鉤碼質(zhì)量為m，重物質(zhì)量為M，杠桿上每個(gè)小格的長(zhǎng)度為，具體思路如下：最后解得：五、探索類例7.學(xué)校組織同學(xué)們到農(nóng)村參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，小強(qiáng)第一次學(xué)習(xí)挑擔(dān)子。小強(qiáng)先練習(xí)用