中考物理总复习课件：专题十一　简单机械 21页

专题十一　简单机械 考点一 杠杆 1. 杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆 . 2. 杠 杆的五要素 ： (1). 支点 ( O ) ：杠杆绕着转动的 点 . (2). 动力（ F 1 ）：使杠杆转动的 力 . (3). 阻力（ F 2 ）：阻碍杠杆转动的 力 . (4). 动力臂（ l 1 ）：从 支点 到动力 作用线 的 距 离 . (5). 阻力臂（ l 2 ）：从 支点 到阻力 作用线 的 距 离 . 强调 : ① 力的作用线： 通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直 线 . ② 距离： 点到直线的垂线段的长 度 . 3. 杠杆的平衡条件：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 4. 杠杆的分类及其应用 　 (1) ． 省力杠杆： 动力臂大于阻力臂，动力小于阻 力 . 使 用省力 杠杆，虽 然省了 力，但 却费了 动力作用点移动的距 离 . 　　 (2) ． 费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力 . 使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离 . 　 (3) ． 等臂杠杆： 动力臂等于阻力臂，动力等于阻 力 . 物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠 杆 . 托盘天平 物理天平 考点二 滑轮和滑轮组 升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却向上运动，你知道这是什么原因吗？ 1. 定 滑轮 : 轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 (1) 实质： 定滑轮 是一个 等臂 杠杆 . (2) 特点： 使 用定滑轮 不能省力 ，但 可以改变力的方 向 . 旗杆顶的定滑轮 2. 动滑 轮 : 工作时，轴跟物体一起移动的滑轮 . (1) 实质： 动滑轮 是一个动力臂为阻力臂 两倍 的杠杆 . (2) 特点： 使用动滑轮 省力一半，但 不能 改变动力的方向，且 费距离 . 电动起重机的动滑轮 3. 滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起使用 . (1) 使用滑轮组的好处：既能省力又可以改变力的方向 . (2) 特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着，提起物体所用的力就是物重的几分之几，即 F=G/n ( 不考虑动滑轮重 ). 如果考虑动滑轮重，则 F=1/n （ G 物 +G 轮 ） (3) 使用滑轮组费距离： s=nh. 重点实验解读 实验一 探究杠杆的平衡条件 考查要点： 1. 让支点处于杠杆中央的目的：消除杠杆自身重力对实验的影响 . 2. 使杠杆在水平位置静止的目的：方便测出或读出杠杆的力臂 . 3. 杠杆平衡螺母的调节：左高左调，右高右调 . 4. 实验进行多次测量的目的：避免实验数据的偶然性，使结论具有普遍性 . 5. 测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时，测力计示数的变化：会变大，因为拉力的力臂变小了 . 6. 实验数据分析总结 . 7. 杠杆平衡条件的应用 . 8. 实验结论：杠杆的平衡条件是动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 . 1. （南平中考） 利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”． （ 1 ）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出 . （ 2 ）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆 B 点挂 3 个相同的钩码，可在杠杆的 D 点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡． （ 3 ）保持 B 点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂 l 1 和动力 F 1 的数据，绘制了 l 1 -F 1 的关系图象，如图丙所示．请根据图象推算，当 l 1 为 0.6m 时， F 1 为 N ． （ 1 ）杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小； （ 2 ）设一钩码重为 G ，一格为 L ，根据杠杆平衡条件可知： 3G×4L=F D ×3L ，所以 F D =4G ，需在 D 点挂 4 个钩码； F 2 L 2 L 1 0.3 N • m 0.6 m （ 3 ）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据 F 1 L 1 =F 2 L 2 可知，利用图象中任意一组数据都能得出， F 2 L 2 =F 1 L 1 =0.1m×3N=0.3N • m ； 故若当 L 1 为 0.6m 时， F 1 = = =0.5N ； （ 1 ）右 力臂的大小 （ 2 ） 4 （ 3 ） 0.5 【解析】 【 答案 】 实验二 测量滑轮组的机械效率 考查要点： 1. 操作要求：匀速拉动弹簧测力计 . 2. 弹簧测力计的读数 . 3. 总功、有用功和机械效率的计算 . 4. 实验结论：①同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高；②提升同一物体，动滑轮的个数越小，即动滑轮烦人重力越小，滑轮组的机械效率越高；③滑轮组的机械效率与滑轮组的绕线方法和重物提升的高度无关 . 2 ． （2017年齐齐哈尔） 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示． （1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计． （2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到对滑轮组机械效率的影响． （3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整． （4）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关 . （填实验次数的序号） （5）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号） （6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论： . 【解析】 （1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；（3）丁图中，绳子的有效段数为 n =4，绳端移动距离 s = nh =4×0.1m=0.4m，滑轮组的机械效率： η = W 有 / W 总 = Gh / Fs ＝8N×0.1m / 2.5N×0.4m =80%；（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为 s = nh ，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高．（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低） 【答案】 （1）匀速 （2）不正确 摩擦 （3）0.4 80% （4）1、2 （5）2、3 （6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低） 真题体验 1. （2017 年 连云港） 如图所示，在均匀杠杆的 A 处挂3个钩码， B 处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在 A ， B 两处各加1个钩码，那么杠杆 （　　） A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜 C．仍保持水平位置平衡 D．无法确定杠杆是否平衡 【解 析 】 （1）如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为 G = mg =0.05kg×10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm， 则 F A =0.5N×2=1N， L A =1cm×2=2cm， F B =0.5N， L B =1cm×4=4cm； 所以 F A × L A = F B × L B （2）在 A 、 B 两处再各加挂一个50g的钩码后， F A ′=0.5N×3=1.5N， F B ′=0.5N×2=1N， L A 和 L B 的长度都不变， 则 F A ′× L A =1.5N×2cm=3N•cm， F B ′× L B =1N×4cm=4N•cm 因为 F A ′× L A ＜ F B ′× L B 所以杠杆右边下倾． 【 答案 】 A 真题体验 2. （2017•宁波） 如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是 F 甲 和 F 乙 ，拉力做功的功率分别是 P 甲 和 P 乙 ．若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则 F 甲 与 F 乙 、 P 甲 与 P 乙 之间的大小关系是 （　　） A． F 甲 ＜ F 乙 、 P 甲 = P 乙 B． F 甲 ＞ F 乙 、 P 甲 ＞ P 乙 C． F 甲 ＞ F 乙 、 P 甲 = P 乙 D． F 甲 ＜ F 乙 、 P 甲 ＜ P 乙 真题体验 【解析】 由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即 F 甲 =2 G ；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即 F 乙 = G，故 F 甲 ＞ F 乙 ，AD错误；物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为： v 甲 = v 物 ， v 乙 =2 v 物 ，甲图拉力的功率： P 甲 = F 甲 v 甲 =2 G × v 物 = Gv 物 ；乙图拉力的功率： P 乙 = F 乙 v 乙 = G ×2 v 物 = Gv 物 ，故 P 甲 = P 乙 ，C正确，B错误 . 【答案】 C 真题体验 3 . ( 淄博中考 ) 用如图 所示的滑轮组 在 10 s 内将 300 N 的重物匀速提升 3 m ，已知动滑轮重 30 N ，不计摩擦，则 （ ） A ．利用滑轮组所做的有用功是 450 J B ．绳子自由端移动的速度是 0.9 m/s C ．拉力的功率是 99 W D ．滑轮组的机械效率是 80% 【解析】 利用滑轮组所做的有用功： W 有 = Gh =300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功： W 总 =（ G + G 动 ） h =（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率： P = W 总 / t =990 J/ 10s =99W，故C正确；滑轮组的机械效率： η = W 有 / W 总 ×100%=900J / 990J ×100%≈90.9%，故D错误；由图可知， n =2，则绳端移动的距离： s = nh =2×3m=6m，绳子自由端移动的速度： v = s / t =6m / 10s =0.6m/s，故B错误． 【答案】 C