第十一讲 简单机械和功1

2009年中考《物理》总复习第一轮双基强化第十一讲简单机械一、陕西中考题回放1、【2007年陕西28（1）题、2分】如图1甲中的“真好倒”热水瓶，非常适合老人和儿童使用。请在图1乙中画出重力G的力臂L。2、【2005年30（2）题，（2分）】在西安古城墙上展示了一种古代作战工具——“搭天车”，其结构如图所示。作战时用绞车将飞梯沿F方向拉起，搭上城垛，士兵沿斜梯和飞梯攀上城墙。试画出图中飞梯所受重力G的力臂l1和拉力F的力臂l2。3、【2006年27题，3分】灭火器的结构如图所示。使用时，把手相当于一个______（填“省力”或“费力”）杠杆，它推动压杆下移，打开气闸阀门。压杆下部制成尖形能够________（填“增大”或“减小”）压强，便于将气闸阀门打开。当阀门打开后，在气体压力的作用下，液体从喷嘴喷出，表明内部的气体压强比外部大气压强________（填“大”或“小”）。省力增大大二、中考要求1、通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。2、了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。3、知道机械功的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。4、结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。5、理解机械效率。三、要点、热点详解（一）杠杆1、定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。2、与杠杆有关的名词（杠杆的五要素）:（1）支点：杠杆绕着转动的点（O点）；（2）动力：使杠杆转动的力（F1）；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）；（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离（l1）；（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离（l2）。3、杠杆的平衡条件：（1）实验探究：（2）杠杆的平衡条件（阿基米德杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×臂阻力臂（F1l1=F2l2）变型式：F1/F2=l2/l14、杠杆的分类与应用实例种类力臂关系力的关系优缺点应用实例省力杠杆l1＞l2F1＜F2省力费距离撬棒、起子费力杠杆l1＜l2F1＞F2费力省距离镊子、前臂等臂杠杆l1＝l2F1＝F2等力等距天平、定滑轮例与练（一）例1、（08安徽）如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30°角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出拉力F1的力臂，并求出此状态下拉力F1=____N.6练习11、（08江苏）如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）B2、（08兰州）请在图中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。FG（二）滑轮1、定滑轮（1）构造：使用时，轴的位置保持不变的滑轮。（2）实质：（3）特点：（4）应用等臂杠杆不省力但可以改变力的方向，F=G，s=h2、动滑轮（1）构造：使用时，轴的位置随物体一起移动的滑轮。（2）实质：（3）特点：（4）应用动力臂是阻力臂的2倍的杠杆能省一半的力，F=G/2，但费距离，s=2h.3、滑轮组（1）构造：由定滑轮和动滑轮组成的机械。F=G/2S=2hF=G/3S=3hF=G/3S=3hF=G/4S=4hF=G/4S=4hF=G/5S=5h（2）特点：（3）应用可以省力，有的还可以改变力的方向，（滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体的力就是物重的几分之一，即F=G/n（不计动滑轮重和摩擦），但费距离，s=nh.例与练（二）例2、（08兰州）在下列所示的各个图中，物G重都为12N，当物体静止时，拉力F各是多少？（不计摩擦和机械重）F1=____NF2=____NF3=____NF4=____N31264练1、（08河北）如图所示，人对绳子的自由端的拉力都是F，且物体处于静止状态，不计滑轮自身重力和摩擦，比较四个物体重力最大的是（）A.G1B.G2C.G3D.G4C2、练习绕线方法：（三）轮轴1、构造：2、原理：F1R=F2r或F1/F2=r/R3、作用：由于R＞r，F1＜F2，所以轮轴是一种能省力的杠杆。由具有公共转轴的轮和轴组成的机械。4、应用实例：门把手、汽车方向盘、扳手等例与练（三）例3、【陕西2008年26题、4分】司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢？同学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮绕着同的轴心可以提升物体，要使挂在小轮上重力为2Ｎ的物体匀速上升10cm，则测力计的示数为0.8Ｎ，上升的距离为30cm，由此可知，利用此装置可以（填“省力”或“省功”），其机械效率是%.省力83.3（四）斜面1、构造：与竖直面连接搭建的斜坡，称为斜面。2、原理：根据功的原理，Fs=Gh，由于s＞h，F＜G，所以斜面也是一种省力的简单机械。3、应用：供轮椅通行的斜坡、盘山公路、引桥等。例与练（四）例4、【陕西2007年26题、3分】如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面）。沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以____（选填“省力”或“省功”）。若将重700N的小车沿8m长的斜面匀速推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为____%。省力70四、知识网络总结定义：能绕着固定点转动的硬棒五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×臂阻力臂（F1l1=F2l2）分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆应用：撬棒、开瓶扳手、夹子、羊角锤、筷子、笤帚、剪刀、天平构造定滑轮实质：等臂杠杆特点：不省力但可以改变力的方向应用：旗杆定装定滑轮，建筑工地起重吊臂顶装定滑轮等构造滑轮动滑轮实质：动力臂是阻力臂的2倍的杠杆特点：省一半的力但费距离应用实质：由定滑轮和动滑轮组成的机械滑轮组特点：可以省力，有的可以改变力的方向，但费距离应用：起重机、吊车等构造：由具有公共转轴的轮和轴组成轮轴特点：是一种能省力的杠杆应用：方向盘、起子等构造：斜坡(斜面)斜面特点：能省力应用：引桥、盘山公路等简单机械五、扩展：实验探究与综合问题例1、（08大连）如图所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆（）A.仍能平衡B.不能平衡，A端上升C.不能平衡，B端上升D.无法判断C变题（实验方法）（08安徽）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（）A．减小摩擦B．使每组数据更准确C．多次测量取平均值减小误差D．获取多组实验数据归纳出物理规律D例2、（08兰州）如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的，要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（杠杆上的标度的间距相等）（）A.270NB.360NC.540ND.720NB练习、如图所示，升国旗用杆顶上安装滑轮（甲图）是为了____________；而塔吊中使用滑轮组（乙图）主要是为了________；如果在乙图中用104N的拉力F将重为1.8×104N的重物匀速竖直提升10m，用了时间20s，那么该滑轮组的机械效率是________，拉力F的功率是________W.改变力的方向省力60％1.5×104六、自主复习内容和要求１、详细阅读九（上）课本第十一章《简单机械和功》Ｐ1～28页内容，完善笔记并做好归纳总结。２、《5/3》练习（要求：实验探究、计算综合题必须有详细过程。）３、08中考题选练。这一专题我们要得到3～8分！！扩展：陕西往届考题回顾1、【2006年26题，3分】小燕同学用图示的滑轮组做“测滑轮组机械效率”的实验。测出物体重1.45N，使物体匀速上升0.1m的拉力为0.6N。则有用功为____J，总功为____J机械效率是______%。0.1450.1880.6或812、【2005年34题，10分】在某建筑工地上，为了搬运建筑材料，常常采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接，滑轮D固定在地面塔架上。钢丝绳拉力F由电动机提供。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建筑材料匀速提升12m，拉力F所做的功为7.2×104J（钢丝绳重和摩擦不计，g取10N/kg）。（1）滑轮组的机械效率。（2）钢丝绳拉动的速度。（3）根据已知条件，再提出一个有关问题并计算（上述已计算出的物理量除外）。3、【2004年34题、8分】如图1所示是起重汽车起吊2t货物时的实物图。当货物以1m/s的速度上升2m后再水平移动3m.已知滑轮组的机械效率是80%。（g取10N/kg，起吊货物时支架与吊臂相对固定）（1）观察实物图，在图2中画出滑轮组钢绳的绕法。（2）起重机起吊该货物时的有用功率是多少？（3）起重机起吊该货物时，每段钢绳的拉力有多大？4、（08年31题，7分）小芳同学观察到许多建筑材料的截面多是V形或U形，这引起了她的好奇心。[提出出问题]物体承受的压力与哪些因素有关？[猜想与假设]猜想一：物体承受的压力与物体的形状有关。猜想二：物体承受的压力与物体的材料有关。于是小芳利用如图所示的装置，选取了纸条、细绳、火柴盒和若干火柴棒，对猜想一进行实验探究。于是小芳利用如图所示的装置，选取了纸条、细绳、火柴盒和若干火柴棒，对猜想一进行实验探究。［进行实验与收集数据］（１）选取材料,长、宽、厚相同的纸条若干。（2）（1分）将一张纸条折成V形，放在装置上，在纸条两端距中点（支点）相同距离处，各挂一相同的火柴盒，在两端火柴盒中逐渐增加数量相同的火柴棒，直到纸条被压弯折为止，记录一端火柴盒中火柴棒根数。（3）将纸条分别折成U型、圆弧型，重复步骤（2）。（4）更换纸条，将以上实验再做两次。√一致，相等[分析与论证](2分)分析实验数据，可以得出的结论是（写出一条即可）完全相同的纸条，圆弧型承受的压力最大（或物体承受的压力与形状有关）（注：其它答案只要合理均予计分）.√参考答案中“完全相同的纸条，圆弧形承受的压力最大”无“完全相同”扣1分；其它补充答案：完全相同的纸条，U形承受的压力最小（或V形居中）完全相同的纸条，承受的压力从大到小分别是圆弧形、V形和U形；[交流与合作]（第1空2分，第2、3空各1分，共4分）（1）生产、生活和建筑中利用物体形状影响其承受压力的事例很多，如巨大的铁桥中多处使用了U形钢材。请你举出一个利用v形或圆弧形结构的实例.参考答案：v形：①角钢②厂房的屋架③塔吊支架；圆弧形：①隧道顶②桥洞③拱形桥（注：其它答案只要合理均予以计分）。√V形实例：自行车车架、衣架等圆弧形：窑洞、安全帽、钢盔、钢管、瓦楞纸、石棉瓦、城门洞、国家大剧院的穹顶、蛋壳，圆弧形在屋顶，帐篷的弧形支架×锅、门把手、大雁塔、漏斗等猜想二：物体承受的压力与物体的材料有关。（2）若要探究猜想二，实验中应使用所选物体的形状和长、宽、厚相同.×形状、质量；长宽、厚★启示：对新情境条件下，陌生问题的探究首先要注意审题，正确领会问题的本意很关键；在表述实验结论时，平时培养的基本规范不能忘，比如“前提条件”等，要注意完整，严谨。在举例时要尽量用大家比较熟悉的例子。对于教师而言，适度地让学生在全新的背景下进行这方面的训练也对提高应变能力和应用能力有帮助。这一章我们要得到3～8分！！谢谢！