九年級-物理中考復(fù)習(xí)專題-簡單機械分析重點.ppt

1、第十二章簡 單 機 械,2017 中考復(fù)習(xí)方案,功的原理：任何機械都不省功。,功：W=FS,一.杠桿： (1)概念：在力的作用下能_的一根硬棒。 (2)五要素(如圖所示)。,繞著固定點轉(zhuǎn)動,(3)杠桿平衡條件：_。 (4)三種杠桿。,F1l1=F2l2,費力省距離,=,=,天平,注意：既省力又省距離的杠桿是不存在的。,【典例1】(2013株洲中考)室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉 不使垃圾散發(fā)異味,使用時用腳踩踏板,桶蓋開 啟,根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖,可確定桶中 有兩個杠桿在起作用,兩杠桿支點為O1、O2。則 對應(yīng)的杠桿分別是() A.省力杠桿省力杠桿 B.省力杠桿費力杠桿 C.費力杠桿費力杠桿 D

2、.費力杠桿省力杠桿,2.根據(jù)杠桿平衡條件解決動力最小的作圖方法： (1)動力作用點要選在桿的最遠端(指距支點最遠)。 (2)連接動力作用點與支點(用虛線)。 (3)以動力作用點為垂足,沿動力方向作動力作用點與支點連線 的垂線。 (4)根據(jù)動力與阻力使杠桿的旋轉(zhuǎn)方向相反來確定動力的方向。,【典例1】(2013德州中考)如圖所示,請畫出杠桿AB在圖示位置靜止時作用在B點的最小力F及其力臂l。 【思路導(dǎo)引】解答本題抓住兩點： (1)要使力最小,則需力臂最長。 (2)根據(jù)動力與阻力使杠桿的旋轉(zhuǎn)方向相反可知,力F的方向應(yīng)向下。,(2012涼山中考)在圖中,O為支點,畫出使杠桿保持平衡的最小力F(保留作圖

3、痕跡)。,【典例2】(2012德州中考)如圖是小龍?zhí)骄俊案軛U平衡條件”的實驗裝置,用彈簧測力計在C處豎直向上拉,杠桿保持平衡。若彈簧測力計逐漸向右傾斜,仍然使杠桿保持平衡,拉力F的變化情況是() A.變小B.變大C.不變D.無法確定,3.根據(jù)杠桿平衡條件解決杠桿動態(tài)平衡時動力大小變化：,二.滑輪：,改變,不改變,nh,【方法歸納】繞制滑輪組時,若要求F= (G物+G動),或公式n=s/h，這時如果n為奇數(shù),繩子的起點固定在動滑輪上;當(dāng)n為偶數(shù)時,繩子的起點固定在定滑輪上,這個規(guī)律稱為“奇動偶定”。,【典例2】(2013日照中考)如圖所示,用滑輪組提升重物,用筆畫線代替繩子在圖中畫出最省力的繩繞

4、法。,【變式訓(xùn)練】(2012德州中考)用如圖所示的滑輪 組提升重物,要求繩子自由端移動的速度是物體上升 速度的2倍,請在圖上畫出繞線的方法。 【解析】本題考查滑輪組的繞線方法。繩子自由端 移動的速度是物體上升速度的2倍,則相同時間內(nèi)繩 子自由端移動的距離等于重物上升高度的2倍,可知 有2段繩子承擔(dān)總重,即連在動滑輪上的繩子為2段。,1.有用功：為了達到目的_要做的功。 2.額外功：對達到某一目的沒有用_的功。 3.總功：有用功和額外功的_。 4.機械效率： (1)定義：_的比值。 (2)公式：_。 (3)規(guī)律：因為有用功小于總功,所以機械效率總_。,必須,又不得不做,總和,有用功跟總功,小于1

5、,(4)提高機械效率的方法。 改進_,使它更合理、更輕巧。 同一機械,增大_。 經(jīng)常_,使機械處于良好的狀態(tài)。,結(jié)構(gòu),載重,保養(yǎng),滑輪組機械效率,如果不計摩擦,影響因素： 摩擦,【典例3】(2013德州中考)如圖所示,用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不計,在物體勻速上升的過程中(),A.甲圖省力,機械效率甲圖大 B.甲圖省力,機械效率一樣大 C.乙圖省力,機械效率一樣大 D.乙圖省力,機械效率乙圖大,【變式訓(xùn)練】(2012福州中考)小明用同一滑輪組分別將甲、 乙兩組鉤碼提升相同的高度,如圖所示。他兩次提升鉤碼所用 的拉力分別為F甲和F乙,則F甲F乙;所做的有用功分別為W甲

6、和W乙,機械效率分別為甲和乙,則W甲W乙,甲_ 乙。(均選填“”“=”或“”),斜面機械效率,與斜面的光滑程度有關(guān),影響斜面機械效率的因素有兩點,1.三者之間的關(guān)系：,2.三者的公式關(guān)系： 3.功率與速度、牽引力的關(guān)系：,【典例4】(2013梅州中考)小林用如圖所示 的滑輪組在20s的時間內(nèi)把重為120N的重物勻 速提升了6m,拉力所做的功為960J。求： (1)小林所做的有用功功率; (2)滑輪組的機械效率; (3)拉力的大小。,【變式訓(xùn)練】(2012連云港中考)用如圖所示的 滑輪組,將重為10 N的物體以0.1 m/s的速度勻速 提升,拉力F=6 N,拉力的功率為W,滑輪組的 機械效率為,

7、若不計繩重及摩擦,動滑輪的 重力為N。,1.平衡狀態(tài)：指杠桿在動力和阻力的作用下,處于_狀態(tài) 或_狀態(tài)。 2.實驗設(shè)計：,靜止,勻速轉(zhuǎn)動,(1)調(diào)節(jié)杠桿兩端的_,使杠桿在不掛鉤碼時,保持_并 靜止,達到平衡狀態(tài)。 (2)給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿 重新在_平衡。 (3)記錄鉤碼的重力,測出兩力臂,記入表格。 (4)重復(fù)多做幾次實驗,得到不同數(shù)據(jù)。,螺母,水平,水平位置,3.問題探究： (1)杠桿兩端的平衡螺母,起什么作用?如何調(diào)節(jié)? 提示：調(diào)節(jié)杠桿,使杠桿在水平位置平衡,杠桿哪端高,就將平衡螺母向哪端調(diào)節(jié)。 (2)在本實驗中,為什么要使杠桿在水平位置平衡? 提示：便于

8、精確測量力臂(力臂l1與l2恰好在杠桿上,由杠桿上的刻度直接讀出力臂的大小)。杠桿自身的重力通過支點對杠桿平衡不產(chǎn)生影響。 (3)實驗時為什么要做多次實驗、收集多組數(shù)據(jù)? 提示：如果只做一次實驗就得出結(jié)論,往往得出的結(jié)論具有偶然性和片面性,不具有普遍性。,【易錯警示】在實驗前,若杠桿不在水平位置平衡,可調(diào)節(jié)平衡螺母,使其在水平位置平衡;在實驗過程中,若杠桿不在水平位置平衡,不可再調(diào)節(jié)平衡螺母,只可移動鉤碼。,【典例1】(2012萊蕪中考)如圖是小強探究“杠桿的平衡 條件”的實驗裝置。 (1)實驗前,將杠桿中點置于支架上,當(dāng)杠桿平衡時,調(diào)節(jié)杠桿 兩端的平衡螺母,使杠桿在不掛鉤碼時保持在位置平 衡

9、。這樣做的好處是 ;,(2)在杠桿兩端掛鉤碼,不斷改變動力或動力臂的大小,調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小,使杠桿在原來的位置重新平衡,記錄數(shù)據(jù)如表： 分析表格,用F1、F2、L1、L2分別表示動力、阻力、動力臂、阻力臂,則杠桿的平衡條件可表示為 ;,(3)杠桿在生活中有很多應(yīng)用?，F(xiàn)欲使如圖所示的靜止的蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動,小女孩可采取的做法是 。,【解析】本題考查杠桿的平衡條件。(1)在實驗中,我們用鉤碼的重力充當(dāng)動力和阻力,重力的方向總是豎直向下,所以當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,力臂正好在杠桿上,這樣可以方便地測出力臂;(2)分析表中4次數(shù)據(jù)后,可看出杠桿的平衡條件為F1L1=F2L2;(3)根據(jù)杠桿的平衡條

10、件,欲使靜止的蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動,小女孩應(yīng)向遠離支點方向移動。 答案：(1)水平便于從杠桿上直接測量出力臂 (2)F1L1=F2L2 (3)小女孩應(yīng)向遠離支點方向移動,【延伸探究】結(jié)合典例探究以下問題： 在做完上述實驗后,小強又拿來一個彈簧 測力計繼續(xù)研究, (1)如圖所示,在杠桿水平平衡后,小強調(diào) 節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和位置,使杠桿水平平 衡時,測出F1=1.2N,F2=1.5N;OA=30cm,OB =20cm。他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中,發(fā)現(xiàn)F1OA和F2OB并不相等,從而認為杠桿的平衡條件不一定是F1l1=F2l2。小強的失誤是。,(2)在圖中,若B處的鉤碼不變,小強將彈簧測力計

11、由A處移到C(OC=10cm)處,施加一個豎直方向的力,使杠桿在水平位置平衡,則這個力的方向應(yīng),大小為N。 (3)在圖中,若B處的鉤碼不變,小強不用彈簧測力計,在A處掛 N的鉤碼,杠桿在水平位置仍然平衡。,【解析】(1)小強做實驗時,拉力F1的方向斜向下,力臂不是OA,而小強將OA當(dāng)作F1的力臂,故實驗結(jié)論有誤。(2)力F2的作用是使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動,若在C點施加力的作用,則這個力應(yīng)使杠桿順時針轉(zhuǎn)動,即方向豎直向上,此時F2=1.5N,OC=10cm,OB=20cm,根據(jù)杠桿平衡條件F1OC=F2OB,得F1=3N。 (3)若在A處掛鉤碼,F2=1.5N,OA=30cm,OB=20cm,根據(jù)杠桿

12、平衡條件F1OA=F2OB,得F1=1N,則所掛鉤碼重力為1N。 答案：(1)把OA當(dāng)成了F1的力臂(或把F1的力臂弄錯了)(2)豎直向上3(3)1,1.實驗器材：_、鉤碼、_、鐵架臺、滑輪 組、細線。 2.實驗步驟：,刻度尺,彈簧測力計,(1)用_測量出鉤碼的重力G并填入表格。 (2)按圖安裝滑輪組,分別記下鉤碼和彈簧測力計的位置。 (3)_拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,讀出拉力F的值,用_ _測出鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s,填入 記錄表格。 (4)算出有用功W有、總功W總、機械效率并填入表格。 (5)改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上面的實驗。,彈簧測力計,勻速,刻,度尺,3.問題探究：

13、(1)在實驗中,應(yīng)該如何拉動彈簧測力計?為什么要這樣做? 提示：應(yīng)勻速拉動彈簧測力計豎直向上運動。使彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定,便于讀出拉力大小,準(zhǔn)確測出物體受到的向上的力。 (2)實驗結(jié)束后,如何計算有用功、額外功、總功? 提示：W有=Gh。W額= W總-W有。W總=Fs。,(3)用同一滑輪組提升重力不同的物體時,機械效率一樣嗎?為什么? 提示：不一樣。由公式= 可知,機械效率是由有用功和總功兩個因素共同決定的,兩次實驗中所做的額外功相等,物體越重,有用功就越大,效率也就越高。 【易錯警示】同一機械的效率不是固定不變的,它隨所提起物體重力的改變而改變。,【典例2】(2013安徽中考)某實驗小組進行測

14、量滑輪組機械效率的實驗,先用彈簧測力計測量鉤碼的重力G(如圖甲),再按圖乙所示連接方式組裝好滑輪組,并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置。,(1)圖甲中彈簧測力計的示數(shù)為N。 (2)圖乙中,為了測量繩子自由端的拉力F,A同學(xué)認為應(yīng)該在 彈簧測力計靜止時讀數(shù),B同學(xué)認為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀 數(shù),正確的是(選填“A”或“B”)同學(xué)的方法。 (3)按照正確的測量方法,測出拉力F與鉤碼所受重力G的大小 關(guān)系為F(選填“”“”或“=”) 。 (4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置,是為 了 。,【解析】本題考查測量滑輪組機械效率的實驗。(1)分析圖甲 可知,彈簧測力計示數(shù)為2N。(2)因為滑

15、輪組工作時的額外功有 一部分是摩擦力產(chǎn)生的,且只有拉動時才能產(chǎn)生摩擦力,所以應(yīng) 該在緩慢勻速提升時讀數(shù)。(3)鉤碼由3根繩子承擔(dān),理論上拉 力為鉤碼重力的三分之一,但因有摩擦力和要同時拉起滑輪,所 以按照正確的測量方法,測出拉力F與鉤碼所受重力G的大小關(guān)系 為F大于 。(4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始 位置,是為了測量鉤碼上升的高度和彈簧測力計移動的距離。 答案：(1)2(2)B(3)(4)測量鉤碼上升的高度和彈簧測 力計移動的距離,【延伸探究】該實驗小組同學(xué)又找來一些實驗器材,接著測量斜面的機械效率,實驗測量的數(shù)據(jù)如表,請你回答下列問題：,(1)在第4次實驗中,木塊受到的摩擦力是

16、N。(結(jié)果保留一位小數(shù)) (2)分析第1、2、4次實驗數(shù)據(jù),得出：在斜面光滑程度一定時, 。 (3)分析第3、4、5次實驗數(shù)據(jù),可得出： 。 (4)該實驗用到的研究方法是。請你再舉出一例用此方法的實驗 。,【解析】本題考查測量斜面機械效率的實驗。(1)第4次實驗 中，若不考慮摩擦力，沿斜面水平勻速向上拉動木塊的拉力為 所以木塊受到的摩擦力為f=5.0 N- 3.2 N=1.8 N。(2)1、2、4次實驗中，斜面材料、物重、斜面 長都不變，只是斜面傾角不同，結(jié)果機械效率不同，因此可以 得出：在斜面光滑程度一定時，斜面傾角越大，機械效率越 高。(3)3、4、5次實驗中，斜面傾角相同，斜面材料不同，

17、結(jié) 果機械效率不同，因此可以得出：在斜面傾角一定時，斜面越 光滑，機械效率越高。(4)該實驗用到的研究方法是控制變量 法，在探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗時，也是用的 控制變量法。,答案：(1)1.8(2)斜面長度、粗糙程度相同時,斜面的傾角越大,其機械效率越高(3)在斜面的傾角一定時,斜面越光滑,其機械效率越高(4)控制變量法探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)(合理即可),1.用如圖所示的撬棒撬起一塊石頭時,這根撬棒屬于什么杠 桿(),A.省力杠桿 B.費力杠桿 C.等臂杠桿 D.無法判斷 【解析】選A。本題考查杠桿的分類。利用杠桿撬石頭時,動力臂大于阻力臂,據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2

18、l2知,它是省力杠桿。,2.如圖所示,利用了動滑輪的是(),【解析】選D。本題考查滑輪的分類。判斷一個滑輪是定滑輪還是動滑輪,關(guān)鍵看該滑輪的軸是否隨物體一起移動,不隨物體移動的是定滑輪,隨物體一起移動是動滑輪。根據(jù)定滑輪和動滑輪的定義,用力拉繩時,圖A、B、C中的滑輪不隨物體一起移動,只是輪子轉(zhuǎn)動而軸固定不動,滑輪的位置不變,是定滑輪;而圖D中的滑輪隨著物體一起移動,是動滑輪。,3.如圖所示,物體A和B所受重力都為120N,滑輪重力不計。當(dāng)分別用力勻速提升物體A和B時,FA為N,FB為N。,【解析】本題考查定滑輪和動滑輪的作用。A為動滑輪能省的 力;B為定滑輪不能省力。 答案：60120,4.

19、如圖所示,某同學(xué)用一個動滑輪將20N的物體豎直向上勻速提升0.5 m,此過程中繩子自由端(右端)向上移動m。已知物體勻速上升過程中,彈簧測力計的示數(shù)為11 N,動滑輪的機械效率是。,【解析】本題考查動滑輪的機械效率。用動滑輪提升物體,繩子自由端移動的距離是物體移動距離的2倍,因此繩子自由端上升了1 m;動滑輪的機械效率為 答案：1 90.9%,5.如圖所示是開瓶扳手打開瓶蓋的示意圖。O為支點,在圖中畫出動力F1的力臂(l1)和阻力F2的示意圖。,【解析】本題考查力臂的畫法。畫力臂的基本步驟：首先找支點,然后確定動力和阻力,再由支點對力的作用線作垂線段,最后表示出力臂。題圖中開瓶扳手與瓶蓋上面接

20、觸點為支點O,動力F1方向向上,把F1的作用線反向延長,那么從支點到F1的作用線的距離即為力臂,注意畫上垂直符號,并標(biāo)上字母l1。阻力F2是瓶蓋阻礙開瓶扳手向上運動的力,方向向下,作用點在瓶蓋齒與開瓶扳手下鉤接觸的地方。,答案：如圖所示,6.用如圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m,已知貨 物重850 N,所用拉力F為300N(不計摩擦和繩重 帶來的影響)。求： (1)有用功W有; (2)總功W總; (3)額外功W額; (4)動滑輪的重力; (5)滑輪組的機械效率。,【解析】本題考查機械效率的計算。 (1)有用功：W有=Gh=850N3 m=2 550 J (2)繩子自由端移動的距離： s=nh=3

21、3m=9 m 總功：W總=Fs=300N9 m=2 700 J (3)額外功：W額=W總-W有=2700J-2 550 J=150 J,(4)動滑輪的重力： (5)滑輪組的機械效率： 答案：(1)2 550 J (2)2 700 J (3)150 J (4)50 N (5)94%,1.(2013株洲中考)室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉 不使垃圾散發(fā)異味,使用時用腳踩踏板,桶蓋開 啟,根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖,可確定桶中 有兩個杠桿在起作用,兩杠桿支點為O1、O2。則 對應(yīng)的杠桿分別是() A.省力杠桿省力杠桿 B.省力杠桿費力杠桿 C.費力杠桿費力杠桿 D.費力杠桿省力杠桿,【解析】選B。本題考查杠

22、桿類型的判斷。根據(jù)動力臂和阻力臂的關(guān)系進行分析,即動力臂大于阻力臂時,為省力杠桿;動力臂小于阻力臂時,為費力杠桿;動力臂等于阻力臂時,為等臂杠桿。桶中有兩個杠桿：腳踩踏板為一個杠桿,并且動力臂大于阻力臂,所以是省力杠桿;桶蓋是一個杠桿,并且動力臂小于阻力臂,所以是費力杠桿,故選B。,【解析】選B。本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。杠桿平衡條件是動力動力臂=阻力阻力臂。當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時,拉力(動力)的力臂變小,而阻力、阻力臂不變,欲使杠桿保持平衡,需增大拉力(動力),故選B。,3.(2013菏澤中考)甲、乙兩個滑輪組如圖 所示,其中的每一個滑輪都相同,用它們分別 將重物G1、G2提高相同的高

23、度,不計滑輪組的 摩擦,下列說法中正確的是() A.若G1=G2,拉力做的額外功相同 B.若G1=G2,拉力做的總功相同 C.若G1=G2,甲的機械效率大于乙的機械效率 D.用甲、乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物,機械效率不變,【解析】選C。本題考查對滑輪組機械效率的理解。不計滑 輪組的摩擦,對動滑輪做的功為額外功,對重物做的功為有用 功。兩個滑輪組的動滑輪個數(shù)不同。當(dāng)提高相同的高度時, 乙滑輪組做的額外功較大。若G1=G2,提高的高度相同,故做的 有用功相同,總功等于有用功和額外功之和,故甲滑輪組的總 功小于乙滑輪組的總功;根據(jù)= 100%知,甲的機械效率 大于乙的機械效率。不計滑輪組的

24、摩擦?xí)r,滑輪組的機械效率 由此可見滑輪組的機械效率與物重 有關(guān),故提升不同的重物,機械效率不同。故選C。,4.(2012重慶中考)用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的 物體,人對繩的拉力為125N,不計繩重和摩擦,滑輪組的機械效 率為。如果人的體重為600 N,拉動過程中繩始終未斷 裂,他用此滑輪組能提升的最大物重為。,【解析】本題考查滑輪組的機械效率的有關(guān)計算。圖中的滑 輪組有2段繩子分擔(dān)物重，所以當(dāng)用它勻速提升200 N 的重物 時， 當(dāng)F最大=G人=600 N 時，由 可得G最大=nF最大=80%2600 N=960 N。 答案：80% 960 N,5.(2013南充中考)如圖所示的水

25、平杠桿中,O為支點,請畫出圖中力F1和F2的力臂L1和L2。,【解析】本題考查力臂的畫法。沿力F1和F2的方向畫出兩力的作用線,從支點O向力F1和F2的作用線作垂線段,在垂線段與力F1和F2的作用線相交處標(biāo)上垂足符號,用大括號把力臂標(biāo)出來,把力臂的名稱寫在大括號附近。 答案：如圖所示,6.(2012宜昌中考)在研究杠桿平衡條件的 實驗中： (1)小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后,按如圖 所示,通過加掛鉤碼分別改變F1、F2,仍使杠 桿在水平位置平衡,并用刻度尺在杠桿上測出對應(yīng)的L1和L2,記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：,小明通過觀察以上實驗裝置,并分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是“動力乘以動力作用點到支點的距離=阻力乘以阻力作用點到支點的距離”。小華認為小明的結(jié)論不正確,小華為了驗證自己的觀點,只將圖中的F1改用彈簧測力計來拉,實驗中改變拉力的,仍使杠桿在水平位置平衡時,比較拉力的,即可證明小華的觀點是否正確。,(2)某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡 的條件,如圖所示,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時,他測出從支點O 到硬幣邊緣的距離作為力臂L1和L2的大小,他測力臂的方法是 (選填“正確”或“錯誤”)的。如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支