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第十二章简单机械【本章考点】1杠杆、杠杆的平衡条件探究；2.滑轮、滑轮组、轮轴、斜面；3.机械效率。1．杠杆的平衡条件是_____________，杠杆可以分为省力杠杆、________杠杆和________杠杆三类．2．定滑轮的实质是一个________杠杆，使用它________省力，________改变力的方向；动滑轮的实质是一个________杠杆，使用它________省力，________改变力的方向；滑轮组既可以省力也可以改变力的方向．3．当动力作用在轮轴的轮上时，可以省________，当动力作用在轮轴的轴上时，可以省________．使用斜面可以省________．4．机械效率的计算公式是________________，机械效率总是________1.减小机械自重及机械摩擦可以提高机械效率．F1L1＝F2L2费力等臂等臂不可以省力可以不能力距离力η＝W有/W总×100%小于目录杠杆1滑轮2机械效率3CONTENTS考点考点一：杠杆杠杆定义：在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂平衡条件：F1L1＝F2L2分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆(2015益阳市)如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是________，当图中手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为________N.例1：杠杆40解题思路在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；因为F1L1＝F2L2，所以拉线受到的拉力为F′＝12cm/3cm×10N＝40N.答案：杠杆40全方位突破1.(2015无锡市)某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的配槽钢等辅助工具，操作步骤如下：a．如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡．全方位突破b.将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB＝6cm，OA＝9m，弹簧测力计的示数为200N，根据上述数据测出了大象的重量．(1)大象的重为___________N.3×104全方位突破(2)设计步骤a的目的是______________________________________________________________________________.消除槽钢及铁笼重力对杠杆平衡的影响且便于测量力臂的长度全方位突破2.(2015莱芜市)如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态．O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图．考点二：滑轮滑轮定滑轮：不省力，可以改变力的方向动滑轮：省一半的力，不改变力的方向滑轮组：F＝Gns＝nh轮轴：变形的杠杆，FR＝Gr斜面：可以省力考点二：阿基米德原理(2015梅州市)如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码．忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是()A．F1较大B．F3较大C．F1、F2、F3的大小不能确定D．将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等例2：D解题思路由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，在忽略绳子与滑轮的摩擦的情况下，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故A、B、C错误；如果将钩码提升相同的高度，由W＝Fs可知，力F1、F2、F3做的功相等，故D正确．答案：D全方位突破3.(2015桂林市)如下图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是()A.自行车的脚踏板B.旗杆顶的定滑轮C.水管上的水龙头D.大门上的门把手B全方位突破4.(2015广东省)如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为________m，人对绳子的拉力为________N，拉力所做的功为________J，(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计).2100200全方位突破5.(2015铜仁市)请在图中画出滑轮最省力的绕法．答案：考点三：机械效率机械效率有用功、额外功和总功机械效率：定义、公式、提高机械效率的方法探究斜面的机械效率：器材、步骤、表格设计、数据处理(2015盘锦市)在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：例3：实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0(1)根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法．实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0(2)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为________N，第3次实验时滑轮组的机械效率为________．实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0竖直1.666.7%(3)由表中第________组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关．(4)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和__________有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功________J.实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.10.550.0(1)(2)(3)动滑轮重0.15解题思路(1)由前3组实验数据知，s＝3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；η＝W有用/W总×100%＝Gh/Fs×100%＝4N×0.1m/2N×0.3m×100%≈66.7%；(3)由表中数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；解题思路(4)由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得；同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关；根据表中第3组数据可知，有用功：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；克服动滑轮做的功：W动＝G动h＝0.5N×0.1m＝0.05J；总功：W总＝Fs＝2N×0.3m＝0.6J；则克服绳重及摩擦做的那部分额外功：W额＝W总－W有－W动＝0.6J－0.4J－0.05J＝0.15J.答案：(2)竖直1.666.7%(3)1、2、3(4)动滑轮重0.15全方位突破6.(2015茂名市)如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中()A．甲图省力，机械效率甲图大B．甲图省力，机械效率一样大C．乙图省力，机械效率乙图大D．乙图省力，机械效率一样大D全方位突破7.(2015曲靖市)如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台时做的有用功是________J；物体与斜面间的摩擦力是________N.1810