中考物理 第九章 簡單機(jī)械總復(fù)習(xí)教學(xué)案

1、第九章 簡單機(jī)械學(xué)習(xí)指導(dǎo) 一、簡單機(jī)械 1杠桿(1)定義:_叫杠桿.杠桿不一定是一根直棒,它可以是各種不同的形狀.(2)杠桿五要素:支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂統(tǒng)稱為杠桿五要素.支點(diǎn):_叫做杠桿的支點(diǎn).動(dòng)力:_在實(shí)際確定動(dòng)力時(shí),要看我們使用杠桿工作時(shí)為了達(dá)到預(yù)期目的,需要杠桿向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),能使杠桿向需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力,不論是哪個(gè)物體施加的力,就是作用在杠桿上的動(dòng)力.阻力:_和確定動(dòng)力時(shí)的方法相同,由力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果來決定,阻礙杠桿向需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力就是阻力.動(dòng)力臂：_叫做動(dòng)力臂.動(dòng)力作用線就是通過動(dòng)力作用點(diǎn),沿動(dòng)力的方向所畫的直線.動(dòng)力臂就是從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線所畫的垂線長,也就是幾何學(xué)中的點(diǎn)到

2、線的距離,.而決不是從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離.阻力臂:_叫做阻力臂. (3)杠桿平衡條件:杠桿的平衡是指杠桿靜止不轉(zhuǎn)或者杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng).杠桿的平衡條件是:_寫成公式就是:_ (4)杠桿的應(yīng)用杠桿的實(shí)際應(yīng)用中,可分為三類:第一類是省力杠桿其特點(diǎn)是_。但是實(shí)際工作時(shí)動(dòng)力移動(dòng)的距離卻比阻力移動(dòng)的距離大,即要費(fèi)距離.如撬起重物的撬棒,開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等,都屬于這一類杠桿。第二類是費(fèi)力杠桿:這類杠桿的特點(diǎn)是_。即要用較大的動(dòng)力才能克服阻力完成工作,但它的優(yōu)點(diǎn)是杠桿工作時(shí),動(dòng)力移動(dòng)較小的距離就能使阻力移動(dòng)較大的距離.使工作方便,也就是省了距離.如縫紉機(jī)踏板、挖土的鐵锨、大掃帚、夾煤塊的火鉗,這些

3、杠桿都是費(fèi)力杠桿.第三類是等臂杠桿,這類杠桿的特點(diǎn)是_。工作時(shí)既不省力也不費(fèi)力,如天平、定滑輪就是等臂杠桿.課本79頁習(xí)題2、4如圖1所示的杠桿處于平衡狀態(tài)，若使彈黃秤的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?/2，杠桿仍然保持平衡狀態(tài)，可以采取哪些措施？圖1a、把彈簧秤向左移動(dòng)一個(gè)小格b、減少三個(gè)鉤碼c、把鉤碼向左移動(dòng)一個(gè)小格d、把鉤碼向右移動(dòng)一個(gè)小格畫出圖中各杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂。下列工具中省力杠桿是（ ）；費(fèi)力杠桿是（ ）；等臂杠桿是（ ）。2定滑輪(1)定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿.(2)使用定滑輪_省力,在不計(jì)摩擦?xí)r,動(dòng)力和阻力大小相等,動(dòng)力通過的距離和阻力通過的距離相等.(3)使用定滑輪可改變_

4、.即要使重物上升,可在繩端施加向下的作用力,而給人們帶來方便.3. 動(dòng)滑輪(1)動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是省力杠桿.(2)使用動(dòng)滑輪_省力,在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重的情況下,動(dòng)力是阻力的,也就是說可省一半的力.(3)使用動(dòng)滑輪工作時(shí)不能改變動(dòng)力的方向,而且動(dòng)力通過的距離是阻力通過的距離的2倍.4滑輪組把定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來,即可構(gòu)成滑輪組.使用滑輪組,應(yīng)注意兩個(gè)關(guān)系式:(1)f.式中g(shù)在不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦?xí)r,表示被提起的重物的重;在不計(jì)摩擦?xí)r,則表示重物與動(dòng)滑輪的總重.式中n表示承擔(dān)重物重(或重物與動(dòng)滑輪總重)g的繩子的股數(shù).(2)snh式中h為重物被提升的高度.n仍表示承擔(dān)重物重(或重物與動(dòng)滑輪總重)g的繩

5、子的股數(shù).上兩式說明,使用滑輪組工作時(shí),由幾股繩來承擔(dān)重物與動(dòng)滑輪的總重,所施加在繩端的作用力就是重物與動(dòng)滑輪總重的幾分之一,但作用力通過的距離就是重物被提升高度的幾倍.二、功的原理1.功的原理有兩種表述:第一種表述是:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功.第二種表述是:使用任何機(jī)械都不省功.這第一種表述的結(jié)論適用范圍是各種理想機(jī)械，即可忽略機(jī)械工作時(shí)的摩擦和機(jī)械本身的重,這樣使用機(jī)械工作時(shí)做的功,才和直接用手完成同一任務(wù)時(shí)做的功相等.第二種表述是更具有普遍意義的結(jié)論,因?yàn)閷?shí)際的機(jī)械工作時(shí),不但會(huì)有摩擦,而且機(jī)械本身的重又不能忽略,所以要多用力,多做功,即使用機(jī)械工作時(shí)做

6、的功要大于直接用手做的功.2. 斜面斜面是一種簡單機(jī)械.在不考慮物體與斜面間的摩擦?xí)r,將物體沿斜面勻速拉上頂端所用的力為:f上式中h為斜面的高,l為斜面的長,g為沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的物體重,f即為沿斜面向上的拉力.由于hl, fg.說明使用斜面提高物體可以省力.課本86頁習(xí)題3三、機(jī)械效率1.有用功：_叫有用功.機(jī)械工作時(shí),確定好哪一部分是有用功,這是解答這類問題的關(guān)鍵;而確定有用功的方法,則是根據(jù)機(jī)械工作時(shí)的目的來判斷.具體在判斷時(shí),可以設(shè)想一下:如果不用機(jī)械,而直接用手來完成任務(wù)需要做的功,其大小就等于有用功.例如,用滑輪組、斜面或杠桿等各種機(jī)械裝置豎直提升重物時(shí),我們工作的目的是要使重物升高

7、.假如我們不用任何機(jī)械而直接用手來將重物勻速提升,則需要做的功是:wfsgh.在這一工作過程中的有用功其大小就等于gh,即w有g(shù)h.2.額外功：_叫額外功.不同的機(jī)械需要做額外功的原因一般是不相同的.例如,使用斜面工作時(shí)需要做額外功的原因是物體和斜面之間的摩擦;使用杠桿工作時(shí)需要做額外功的主要原因是杠桿自身重和摩擦;使用滑輪組工作時(shí)需要做額外功的主要原因是動(dòng)滑輪的重和輪與軸之間的摩擦等.因此,使用實(shí)際機(jī)械工作時(shí),往往不得不做額外功.3.總功：_叫總功?？偣κ枪ぷ鬟^程中,人們對機(jī)械實(shí)際總共做的功.w總w有w額.4.機(jī)械效率：_叫機(jī)械效率.其公式為:_，由此求有用功的式子為_，求總功的式子為_。由

8、于有用功總小于總功,因此機(jī)械效率總小于1.機(jī)械效率是比值,沒有單位,用百分?jǐn)?shù)表示.機(jī)械效率所表示的是機(jī)械工作時(shí),有用功在總功中所占有的百分比,機(jī)械效率的高低與所使用的機(jī)械工作時(shí)是否省力、及省力多少無關(guān);與機(jī)械工作時(shí)的快慢程度無關(guān);與機(jī)械工作時(shí)所完成的功的數(shù)量多少也無關(guān).同一機(jī)械在不同情況下工作時(shí),其機(jī)械效率往往會(huì)改變.例如用動(dòng)滑輪提升重物時(shí),如果忽略繩子的重和摩擦,被提升的重物重力增大時(shí),動(dòng)滑輪的機(jī)械效率將會(huì)隨之提高.例1. 用動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿將重400牛的貨物抬高20厘米,手向下壓杠桿的力是220牛,手下降的高度是_厘米,人做的總功是_焦,有用功是_焦.機(jī)械效率是_.分析與解答 由圖

9、1可知,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例可得手下降的高度:h1×h2×20厘米40厘米手向下壓杠桿時(shí)做的功即為總功:w總fh1220牛×0.4米88焦重物被提升20厘米的功即為有用功:w有g(shù)h2400牛×0.2米80焦 圖1由機(jī)械效率的公式可得:90.9答 應(yīng)填:40、88、80、90.9.例2. 如圖2所示為用滑輪組提起重物的裝置.如果重物g2.4×104牛,滑輪組的機(jī)械效率為80,拉力f的功率為1.5千瓦,要把重物提起1米,求:(1)需要多大的拉力.(2)需要多少時(shí)間分析與解答 將重物g豎直提高1米所做的功為有用功,由機(jī)械效率可求得總功;則根據(jù)動(dòng)

10、滑輪與重物總重由三股繩承擔(dān)求得s3h,可由w總fs求出人拉繩的拉力大小;再由功率的計(jì)算公式p求出做功的時(shí)間. w有g(shù)h2.4×104牛×1米2.4×104焦.人做功的總功為:w總3×104焦拉繩的作用力:f104牛 圖2做功的時(shí)間:t20秒.答 所需拉力為104牛,所需時(shí)間為20秒. 例3. 如圖3所示,均勻木棒ab長2米,重力為20牛,支點(diǎn)o,且ob為0.8米,杠桿a端置于桌面上.現(xiàn)有一個(gè)重力為10牛的球在水平力f的作用下從a點(diǎn)向右勻速運(yùn)動(dòng),如果f大小為3牛且保持不變,求當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到剛好使杠桿失去平衡時(shí),力f所做的功.分析 如圖4所示,當(dāng)球在推力f作用

11、下運(yùn)動(dòng)到支點(diǎn)右側(cè);距支點(diǎn)l1長時(shí)杠桿ab剛好失去平衡,則l1即為該球?qū)Ω軛U作用力的力臂.而杠桿ab的重心應(yīng)在ab的正中間,則杠桿的重gab的力臂l2ao 圖3ab1.2米1米0.2米. 解 由杠桿平衡條件可得:gab·l2g球·l1 l10.4米.球在f作用下運(yùn)動(dòng)使杠桿剛好失去平衡時(shí)通過的距離:saol11.2米0.4米1.6米作用力f所做的功:wfs3牛×1.6米4.8焦答 杠桿剛好失去平衡時(shí)力f所做的功為4.8焦. 圖4例4.一把桿秤不計(jì)自重，提紐到秤鉤距離是4cm，秤砣質(zhì)量250g用來稱質(zhì)量是2kg的物體，秤砣應(yīng)離提紐多遠(yuǎn)，秤桿才平衡？若秤桿長60cm，則這

12、把秤最大能稱量多少千克的物體？（如圖所示）分析：桿秤也是一個(gè)杠桿提紐處看作杠桿支點(diǎn)若將重物對桿的力看作動(dòng)力f1，物體離提紐的距離就是動(dòng)力臂l1；則秤砣對桿的力就是阻力f2，秤砣離提紐的距離是阻力臂l2（如圖所示）已知： m1=2kg，m2=0.25kg，l1=4cm，l2 '=60 cm -4 cm =56 cm求：l2=？m1 '=？解：由于物體和秤砣對杠桿的力分別等于各自的重力，    根據(jù)杠桿平衡條件：f1l1=f2l2，    得  m1g l1 = m2g l2   

13、2kg×g ×4cm = 0.25kg ×g×l2     l2=32cm    即稱2kg物體時(shí)秤砣離提紐32cm    當(dāng)阻力臂最大時(shí)，稱量物體質(zhì)量最大l2 '=56cm    由f'1'l1=f2 l'2，得m1'g l1 = m2g l2'    m1'×g×4cm = 0.25kg×g×56cm

14、0;   m1'=3.5 kg    即秤的最大稱量是3.5kg答：稱2kg物體時(shí)秤砣離提紐32cm，秤的最大稱量是3.5kg鞏固練習(xí) 一、填空題1. 一杠桿受到的動(dòng)力和阻力分別是6牛和30牛,當(dāng)杠桿平衡時(shí),動(dòng)力臂與阻力臂之比 是_.2. 一把剪刀阻力臂是動(dòng)力臂的2倍,用它剪布時(shí),手施加的力是5牛,那么布對剪刀的 阻力是_牛.3. 天平、桿秤都是根據(jù)_制成的.用桿秤稱重物時(shí),若在秤砣下面貼上一 塊小鐵皮,則稱出來的質(zhì)量數(shù)比物體的實(shí)際質(zhì)量要_.4. 要吊起一個(gè)重1000牛的貨物,使用一個(gè)定滑輪所需拉力為_牛,若用一個(gè) 重20牛的動(dòng)滑輪勻速

15、吊起該物體,所需拉力為_牛,當(dāng)該貨物掛在動(dòng)滑輪上 勻速上升時(shí),動(dòng)滑輪上掛重物的鉤子受到的拉力為_牛.(摩擦不計(jì))5. 對照簡單機(jī)械的分類,旗桿頂端的小輪是_,鍋爐上的保險(xiǎn)閥是_.6. 在鍘刀、縫紉機(jī)踏板、天平、瓶蓋起子、鐵鍬中,屬于省力杠桿的是_.7. 用圖5所示的滑輪組提起重300牛的重物,不計(jì)動(dòng)滑輪重和 摩擦,需施加_牛的拉力.重物上升1米,繩的自由端 拉過_米.若動(dòng)滑輪重15牛,則拉繩的力需要_ _牛. 圖5 圖68. 如圖6所示,在兩堵墻壁之間同一水平面上的a、b兩點(diǎn)用彈簧秤和滑輪組相連接, 不計(jì)摩擦和繩、滑輪、彈簧秤的重,若拉力f5牛,則彈簧秤p的讀數(shù)是_牛,彈簧秤q的讀數(shù)是_牛.

16、二、選擇題9. 如圖7所示,杠桿處于平衡狀態(tài),下列說法中正確的是 ( ) a.將支點(diǎn)兩側(cè)鉤碼都向右移動(dòng)一格,杠桿仍平衡 圖7 b.在支點(diǎn)兩邊的鉤碼下各增加一個(gè)鉤碼,杠桿仍平衡 c.將支點(diǎn)左邊的鉤碼向左移動(dòng)兩格,將支點(diǎn)右側(cè)的鉤碼向右移動(dòng)一格,杠桿仍平衡. d.將支點(diǎn)左邊加上二個(gè)鉤碼,右邊加上一個(gè)鉤碼,杠桿仍平衡.10.將一重600牛的粗細(xì)均勻鐵棒放在水平地面上,稍微抬起一端所需的力至少是( ) a.600牛 b.300牛 c.小于600牛 d.大于600牛11.如圖8所示,彈簧秤下掛著一個(gè)1牛重的定滑輪, 滑輪上用繩掛著一個(gè)1牛重的物體b和一個(gè)10牛 重的物體a;b懸在空中,a靜止在水平桌面上,

17、這時(shí)彈簧秤的示數(shù)為( ) a.2牛 b.3牛 c.7牛 d.13牛 圖8 圖9 圖1012.某人用一根1米長的杠桿撬2000牛重的石塊,若此人向下壓力最大為500牛,則阻 力臂最大不能超過( ) a.10厘米 b.20厘米 c.40厘米 d.80厘米13.在等臂杠秤的兩端分別掛鐵塊和鉛塊,杠桿剛好平衡,若把鐵塊和鉛塊同時(shí)浸沒在水中,那么杠杠將是( ) a.仍能保持平衡. b.掛鐵塊的一端下沉. c.掛鉛塊的一端下沉. d.杠桿是否平衡,缺少條件,無法判斷.14.如圖9所示的滑輪組,掛上砝碼a、b后恰好平衡, 若不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦,在a、b下面再加掛一個(gè) 質(zhì)量相等的小砝碼,將出現(xiàn)( ) a.a下降 b.a上升 c.仍保持平衡 d.條件不足,不能判斷.15.使用定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組提升同一重物,(不計(jì)摩擦和繩子重力)機(jī)械效率最高 的是( ) a.滑輪組 b.動(dòng)滑輪 c.定滑輪 d.都一樣16.甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率分別為80和60,要使它們做相同的有用功,則它們 的總功之比為( ) a.1:1 b.4:3 c.3:4 d.無法確定17.用甲、乙兩個(gè)滑輪組拉著重物勻速前進(jìn),如圖11所示,甲重4000牛,乙重6000牛, 它們受到的阻力都是重物重力的0.05倍,不計(jì)滑輪重和繩與滑輪間的摩擦,則f甲 與f