第12课时 简单机械
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基础自主导学
规律方法探究
考纲要求
命题分析 中考考查的重点:杠杆的示意图、平衡条件、种类及应用;
知道简单机械, 探究并了解杠杆 的平衡条件。知 道机械效率,了 解提高机械效率 的途径和含义。
定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点及应用;机械效率的计算; 实验探究杠杆的平衡条件、斜面及滑轮组的机械效率。主 要题型有:选择题、填空题、实验探究题、作图题和计算题, 分值一般在 5~8 分。 预计在今后的中考中,杠杆力臂的作图、 滑轮组的绕线、实验探究杠杆的平衡条件、影响机械效率 大小的因素、杠杆平衡条件的应用、机械效率的综合计算 等问题,将是中考的热点问题。
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三、机械效率
1.有用功和额外功 (1)有用功:对人们有用的功,用 W 有用表示。 (2)额外功:并非需要但不得不做的功,用 W 额表示。 (3)总功:有用功与额外功之和,用 W 总表示。 2.机械效率 (1)定义:有用功跟总功的比值。 (2)公式:η=
��
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三
二、滑轮
类型 定滑 轮 动滑 轮 定义 轴固定不动 的滑轮 轴随物体一 起运动的滑 轮 将定滑轮和 动滑轮组合 在一起即为 滑轮组 特点 不省力,但可以改变用力 方向,F=G 物(不计摩擦) 能省力,但不能改变用力 方向,F= (G 物+G 动)(不计 摩擦)
2 1
实质
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重物提升的 高度 h 与绳 子通过的距 离 s 的关系 s=h
等臂杠杆 动力臂是 阻力臂两 倍的省力 杠杆
s=2h
滑轮 组
可以省力,也可以改变用 1 力方向,F= (G 物+G 动)(不 计摩擦,n 指承担物重的 绳子的股数)
������
s=nh(n 指承 担物重的绳 子的股数)
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一、杠杆
1.定义 一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。 2.杠杆的五要素 (1)支点:杠杆可以绕其转动的点 O。 (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 O 到动力 F1 作用线的距离 l1。 (5)阻力臂:从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离 l2。 3.杠杆的平衡条件 (1)文字表达式:动力×动力臂=阻力×阻力臂 (2)数学表达式:F1l1=F2l2
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4.杠杆的分类
杠杆名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力臂的 比较 l1>l2 l1<l2 l1=l2 力的比较 F1<F2 F1>F2 F1=F2 特点 能省力但费距离 费了力但能省距离 虽不省力但能改变用力的方向 实例 起子 钓鱼竿 天平
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如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规 格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码,则( )
A.左端下降
B.右端下降 D.无法判断
C.仍然平衡 答案:A
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【例 1】 小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆 两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验 后得出结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的 距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是(
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉
。
(3)影响滑轮组机械效率的因素:提升的物重、动滑轮重及机械装置间 的摩擦。
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1.杠杆的平衡条件透析 学习杠杆平衡条件时,应重点把握以下三点:(1)杠杆平衡的含义:在力 的作用下,如果杠杆处于静止状态或绕着支点匀速转动时,我们就可以认为 杠杆平衡了。一般情况下,我们从静止状态去分析杠杆的平衡。(2)杠杆的 平衡条件:从大量的实验看出,杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力 臂,或写作 F1l1=F2l2,这个平衡条件也是阿基米德发现的杠杆原理。上面的 公式也可以写成
������2 ������1
= 1。 在杠杆平衡时,力和力臂的大小成反比,即动力臂是
������ ������2
阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一。(3)利用杠杆的平衡条件解 决动态平衡的问题:有时杠杆发生了转动,支点、动力、阻力、动力臂和阻 力臂中有一些发生了变化,让我们做出判断。 解决此类问题关键是先弄清哪 些是不变量,哪些是改变量,再根据杠杆的平衡条件作出判断。
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解析:从题图装置可以看出,此时杠杆是不等臂杠杆,左右力臂之比是 2∶ 3,设每个钩码的重力为 G,每格的长度为 l,若两侧各去掉一个钩码,则左侧为 2G×2l=4Gl,右侧为 G×3l=3Gl,由于 4Gl>3Gl,所以左端下降。
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2.关于滑轮组的绕法问题 关于滑轮组的问题一般有两类:一类是根据滑轮组的构成方式,求绳子 的受力情况;另一类是已知绳子的受力情况设计组装滑轮组,画出滑轮组的 连线图。
)
B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉 C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉 D.增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性 解析:由于本实验中,支点到动力作用点的距离跟支点到动力作用线的 距离相等,所以会得出题中的结论,要想得出正确结论,可去掉一侧钩码,换 用弹簧测力计斜向下拉,使支点到动力作用点的距离不等于支点到动力作 用线的距离。 答案:B
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【例 2】 如图所示,用滑轮组提升重物。请在图中画出最省力的绕线 方法。
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解析:用滑轮组提升重物时,承担物重和动滑轮重的绳子股数越多越省 力,由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,承担物重和动滑轮重的绳子 股数最多是 3 条。 答案:如图所示: