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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,,*,专题十三 简单机械 机械效率,备考指南,基础梳理,实验突破,重点突破,达标检测,课标要求,考情分析,1.,知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件,实验探究杠杆的平衡条件、杠杆力臂的作图、杠杆的分类，定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点与应用及滑轮组的绕线均为中考热点，以选择题、填空题、作图题、实验探究题为主,2.,从能量的转化和转移的角度认识效率,有用功、额外功、总功的概念；机械效率的含义及其计算；实验探究影响滑轮组的机械效率的因素均为中考重点；主要题型有选择、填空、实验探究，计算常与功、功率、
2、简单机械相结合考查,3.,知道机械效率,4.,了解人类使用机械的历程,,杠 杆,1.,杠杆,(1),杠杆：在力的作用下能绕着,,,,转动的硬棒就是杠杆。,(2),杠杆的五要素,①支点：杠杆绕着转动的固定点,(,O,),。,②动力：使杠杆转动的力,(,F,1,),。,③阻力：阻碍杠杆转动的力,(,F,2,),。,④动力臂：从支点到动力作用线的距离,(,l,1,),。,⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离,(,l,2,),。,,固定点,2.,杠杆的平衡条件,(1),杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上，杠杆能保持静止或匀速转动时，杠杆平衡。,(2),杠杆平衡的条件：动力,×,,＝阻力,×,,，
3、即,F,1,l,1,＝,F,2,l,2,。,动力臂,阻力臂,3.,杠杆的应用,名称,结构特征,特点,应用举例,省力杠杆,动力臂,>,阻力臂,省力，费距离,撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀,费力杠杆,动力臂,<,阻力臂,费力，省距离,起重臂、人的前臂、镊子、钓鱼竿,等臂杠杆,动力臂＝阻力臂,不省力，不费力,天平、定滑轮,应根据实际需要来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择,,，当为了使用方便，省距离时，应选,,。,省力杠杆,费力杠杆,滑 轮,1.,定滑轮,定滑轮是中间的轴固定不动的滑轮。,实质：一个等臂杠杆。支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。,特点
4、：不能省力，但可以改变动力的,,。,2.,动滑轮,动滑轮是和重物一起移动的滑轮。,(,可上下移动，也可左右移动,),实质：一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。,特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的,,。,方向,距离,绳子段数：与动滑轮相连的绳子数。拉力,F,＝,,，绳子自由端移动的距离,s,＝,nh,，其中,n,是绳子的段数，,h,是物体移动的高度。,3.,滑轮组,定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。,连接：两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。,作用：既可以省力又可以改变动力的方向，但
5、是费,,。,省力情况：由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。,距离,弄清直接与动滑轮连接的绳子的段数,n,，如图所示，用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象，图甲有,4,段绳子承担动滑轮及重物，所以用力,F,＝,,。同理，有,n,段绳子承担动滑轮及重物，提起重物及动滑轮的力,F,＝,,。从上面还可以看出，同一个滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同，绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。,4.,轮轴和斜面,(1),轮轴：由具有共同转动轴的大轮,(,轮,),和小轮,(,轴,),组成，是一种省力机械。作用在轴上的力是阻力,F,2,，作用在轮上的力是动力,F,1,，设轴半径为
6、,r,，轮半径为,R,，则有,F,1,R,＝,F,2,r,，因为,R,>,r,，所以,F,1,<,F,2,。,(2),斜面：一种省力机械。斜面的坡度越小，越省力。,机械效率,1.,有用功,(,W,有用,),使用机械时，对人们有用的功叫,,。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时，,W,有用,＝,Gh,。,2.,额外功,(,W,额,),(1),使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫,,。,(2),额外功的主要来源：,①,提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做的功。,,有用功,额外功,机械效率,3.,总功,(,W,总,),(1),人们在使用机械做
7、功的过程中实际所做的功叫总功，它等于,_________,和,,的总和。即,W,总,＝,W,有用,＋,W,额,。,(2),若人对机械的动力为,F,，则：,W,总,＝,Fs,。,4.,机械效率,(,η,),(1),定义：有用功与总功的,,叫做机械效率。,(2),公式：,η,＝ 。,(3),机械效率总是,,1,。,(4),提高机械效率的方法：,①,减小摩擦；,②,改进机械，减小自重。,,有用功,额外功,比值,小于,探究杠杆平衡的条件,一、实验目的：,探究杠杆平衡的条件。,二、实验器材：,带均匀刻度的杠杆、铁架台、,弹簧测力计、钩码和细线等。,三、实验步骤,(1),把杠杆的中点支在铁架台
8、上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便直接在杠杆上读出力臂的长。,(,实验时必须让杠杆在水平位置平衡后，才能记录实验数据,),(2),将钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的位置或个数使杠杆在水平位置保持平衡。,(3),所需记录的数据是动力、动力臂、阻力、阻力臂。,(4),重复实验，记录数据，需多次改变杠杆所受作用力大小、方向和作用点。,(,多次实验，得出普遍规律,),四、实验结论,杠杆的平衡条件是：动力,×,动力臂＝阻力,×,阻力臂，若动力和阻力在支点的异侧，则这两个力的方向相同；若动力和阻力在支点的同侧，则这两个力的方向相反。,【注意】,在探究实验中，每次都要使杠
9、杆在水平位置保持平衡的目的是可以方便用刻度尺来直接测出实验中杠杆的力臂大小。,(2016·,钦州,),某学习小组进行,“,探究杠杆的平衡条件,”,实验。,(1),实验前，发现杠杆左高右低，这时应将平衡螺母向,,(,选填,“,左,”,或,“,右,”),调节，使杠杆在水平位置平衡。,(2),调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到下表中的实验数据：,次数,动力,F,1,/N,动力臂,l,1,/cm,阻力,F,2,/N,阻力臂,l,2,/cm,1,6,5,5,6,2,5,10,10,5,3,4,15,6,10,4,2,20,8,,分析实验数据得到两种结论：,①,F,1,＋,
10、l,1,＝,F,2,＋,l,2,；,②,F,1,l,1,＝,F,2,l,2,。你认为正确的是第,,(,选填,“①”,或,“②”),种结论，实验,4,中的阻力臂是,,cm,。,左,②,5,(3),如图甲所示，在杠杆的左端,20 cm,处挂,2,个,50 g,的钩码，而在杠杆的右端,10 cm,处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数,F,＝,,N,；如果测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数,F,′,,F,(,选填,“,＞,”“,＜,”,或,“,＝,”),，,g,取,10 N/kg,。,(4),杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角
11、度,(,如图丙,),后松手，杠杆,,(,选填,“,能,”,或,“,不能,”),保持静止。,能,2,＞,【思路点拨】,在调节杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动；通过多次实验数据得出,F,1,l,1,＝,F,2,l,2,；经过1、2、3组实验得出杠杆的,平衡条件为,F,1,l,1,＝,F,2,l,2,；根据杠杆的平衡条件得,l,2,＝ ；根据杠杆的平衡条件得,F,1,＝,,；,当向右倾斜拉时，阻力和阻力臂都不变，动力臂变小，则动力变大；设转动的角度为,θ,，则转动后动力臂和阻力臂的长分别为,l,1,′＝,l,1,
12、·cos,θ,，,l,2,′＝,l,2,·cos,θ,，易得,F,1,l,1,′＝,F,2,l,2,′，所以杠杆仍能保持静止。,小结,此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。,杠杆作图,,(2019·广安)如图所示，请画出作用在杠杆,B,端上最小的动力,F,1,和阻力,F,2,的力臂L,2,。,【,思路点拨,】,力臂是指从支点到力的作用线的距离，反向延长F,2,的力的作用线，然后过支点,O,做力,F,2,的作用线的垂线段，即为其力臂,L,2,；根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，若阻力与阻力臂乘积一定，则动力臂最大时动力最小，
13、而且动力使杠杆转动的效果与阻力使杠杆转动的效果相反。力,F,1,的最大力臂为,OB,，最小的力,F,1,的作用点在,B,点，方向与,OB,垂直向上。,小结,本题考查力臂画法的掌握情况，熟记力臂的定义，作出支点到力所在的直线的垂线段是准确作图的前提，本题是一道基础作图题。,,如图所示，重为,G,的物体放在水平面上，小军站在地面上用力使其翻转，请画出作用在,A,点的推翻物体所用最小的力,F,的方向。,【方法技能】 作最小的力的技巧,根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就
14、是最长的力臂。,,如图所示，利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m，所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）,A．绳子自由端移动的速度为2 m/s,B．动滑轮的总重为100 N,C．滑轮组的机械效率为83.3%,D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小,滑轮组相关计算,【,思路点拨,】,解题关键是判断出承担物重的绳子段数。,A,小结,如图所示，用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离，以重物和动滑轮为研究对象，图甲有4段绳子承担动滑轮及重物，所以用力,F,＝ 。同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的力,F,＝ 。,,如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速前进2 m，地面对它的摩擦力为150 N，小聪施加的拉力F＝100 N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。,,300,75%,,双击可直接链接到,word,文档,达标检测,课后提升作业,谢谢！,
专题十三-简单机械-机械效率—2届九年级物理中考复习课件
