專題06簡單機械教學案(原卷版)

1、簡單機械專題 06 簡單機械教學案知識網絡概 定義： 在力的作用下如果能繞著固定點轉動的硬棒叫做杠桿念 五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂杠杠桿的平衡：杠桿在動力和阻力作用下靜止不轉或勻速轉動叫杠桿平衡桿平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂（ F1L1F 2L 2）省力杠桿： L1 L2， F1 F2特點：省力費距離分費力杠桿： L 1L2，F(xiàn) 1 F 2特點：費力省距離類等臂杠桿： L1L 2， F1 F2特點：不省力、不省距離，能改變力的方向滑輪是變形的杠桿定義：中間的軸固定不動的滑輪定實質：等臂杠桿滑輪特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向滑（不計輪軸間摩擦） F=G 物 。繩子自

2、由端移動距離SF=重物移動的距離 SG定義：和重物一起移動的滑輪輪動滑實質：動力臂為阻力臂2 倍的省力杠桿輪特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向理想的動滑輪： F=1/2G 物 ，或 F=1/2（ G 物 +G 動）； S=2h定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組滑特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向輪組理想的滑輪組： F=1/nG 物 或 F=1/n（ G 物 +G 動）； S=nh繞繩方法：根據(jù) “奇動偶定 ”的原則有用功：定義：對人們有用的功功額外功：定義：我們不需要但又不得不做的功分類總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功機定義：有用功跟總功的比值。械效特點：有用功總

3、小于總功，所以機械效率總小于1，常用百分數(shù)表示率提高方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦實測滑輪組機械效率實驗驗結論：影響滑輪組機械效率的主要因素有：動滑輪自重、物重、摩擦重難突破一 . 杠桿、五要素、力臂畫法、平衡條件杠桿1、定義： 一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉動，這根硬棒叫杠桿。2、五要素 ：一點、二力、兩力臂。 “一點 ”即支點，杠桿繞著轉動的點，用 “O”表示。 “二力 ”即動力和阻力，它們的作用點都在杠桿上。動力是使杠桿轉動的力，一般用“F 1”表示，阻力是阻礙杠桿轉動的力，一般用 “F 2”表示。 “兩力臂 ”即動力臂和阻力臂，動力臂即支點到動力作用線的距離，一般用“L

4、 1”表示，阻力臂即支點到阻力作用線的距離，一般用 “L 2”表示。）3、杠桿的平衡 ：杠桿在動力和阻力作用下靜止不轉或勻速轉動叫杠桿平衡。4、平衡條件 ：動力 動力臂阻力阻力臂；公式： F1L1 F2L2。5、杠桿的分類和應用1）省力杠桿： L 1 L 2， F 1 F2 特點：省力費距離，應用：撬棒、鍘刀、動滑輪、羊角錘、鋼絲鉗、手推車；2）費力杠桿： L1L2， F1 F2特點：費力省距離，應用：理發(fā)剪刀、釣魚桿。3）等臂杠桿： L 1 L 2， F 1 F2特點：不省力、不省距離，能改變力的方向；應用：天平 . 許多稱質量的秤，如桿秤、案秤。典例 1（ 2018?黑龍江） 如圖所示的簡

5、單機械中一定費力的是（）ABCD起瓶器撬棒羊角錘釣魚竿【變式】 如圖的常見器具都應用了杠桿，其中屬于省力杠桿的是（）ABCD托盤天平獨輪車筷子船槳典例 2（ 2018 ?廣東） 如圖所示，輕質杠桿 OA 可繞 O 點轉動，請在圖中畫出杠桿OA 的動力臂 L ?！咀兪健?（2018?眉山） 如圖所示，輕質杠桿OA 能繞 O 點轉動，請在杠桿中的A 端畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F 的示意圖（要求保留作圖痕跡）。典例 3（ 2018?齊齊哈爾） 如圖所示的杠桿（自重和摩擦不計），O 是支點， A 處掛一重為 50N的物體，為保證杠桿在水平位置平衡， 在中點 B 處沿（選填 “F為N。1”、“F

6、”或2 “F”）方向施加的力最小，3【變式】（ 2018?連云港） 如圖所示， O 為杠桿的支點，杠桿右端掛有重為G 的物體，杠桿在力F1 的作用下在水平位置平衡。如果用力F2 代替力 F1 使杠桿仍在水平位置保持平衡，下列關系中正確的是（）AF1F2BF1F2CF2GDF1=G典例 4 小蘭和爸爸、媽媽一起參加了一個家庭游戲活動活動要求是：家庭成員中的任意兩名成員分別站在如圖所示的木板上，恰好使木板水平平衡若小蘭和爸爸的體重分別為400N 和 800N，小蘭站在距離中央支點 2 米的一側，爸爸應站在距離支點l 米的另一側，木板水平平衡現(xiàn)在他們同時開始勻速相向行走，小蘭的速度是0.5 米/ 秒

7、，則爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破壞？A1.0 米/ 秒B0.75 米/ 秒C0.5 米/ 秒D0.25 米/ 秒二 . 滑輪、定滑輪、動滑輪、滑輪組1、滑輪是變形的杠桿。2、定滑輪 ：定義：中間的軸固定不動的滑輪。實質：等臂杠桿。特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F =G 物 。繩子自由端移動距離SF（或速度vF） =重物移動的距離SG（或速度vG）3、動滑輪：定義：和重物一起移動的滑輪。 （可上下移動，也可左右移動）實質：動力臂為阻力臂 2 倍的省力杠桿。特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動

8、滑輪重力）則：F1G物2只忽略輪軸間的摩擦則，拉力。繩子自由端移動距離 SF（或 vF）=2 倍的重物移動的距離 SG（或 vG）4、滑輪組定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向。理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F1 G物 。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力n。繩子自由端移動距離SF（或 vF） n 倍的重物移動的距離SG（或 vG）。滑輪組繞繩方法：首先根據(jù)公式n（ G物G動）求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù) “奇動偶定 ”的原則。F典例 1 （ 2019?濟南一模） 如圖所示， 分別用定滑輪和動滑輪將重為G的物體提升相同的高度。 不計滑輪重、繩重及

9、摩擦，下列說法正確的是（）A F1 大于 F2B F1 小于 F2C F1 等于 F2D F1 大小隨方向改變典例 2 如圖所示， B 裝置是 _滑輪（選填“定”或“動”）。若物體 A 所受重力為方向的力勻速提起物體A 時，拉力F1_F2（選填“大于” 、“等于”或“小于” ）。100 牛，當分別用不同典例 3（ 2018?天津） 利用圖甲中的撬棒撬石塊時，撬林相當于（選填 “省力 ”或 “費力 ”）杠桿：利用圖乙中的滑輪組勻速提升900N 的重物時， 若忽略滑輪自重、 繩重及摩擦， 人對繩的最小拉力為N?！咀兪健浚海?2018?湖州） 在拓展課上，小泉同學模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設置

10、了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在 4 秒內將一個重為100 牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2 米。人的拉力為18 牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35 倍，不計繩重及機械的摩擦。求：1）人的拉力所做的功。2）人的拉力做功的功率。3）動滑輪受到的重力。三、功的分類、機械效率1、有用功 ：定義：對人們有用的功。公式： W 有用 Gh （提升重物）W 總 W 額 =W總斜面： W 有用 Gh2、額外功 ：定義：我們不需要但又不得不做的功。公式： W 額 W 總 W 有用 G 動 h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）斜面： W 額 fL3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功公式 ：

11、W 總W 有用W 額FS W有用斜面： W 總 fL+Gh FL4、機械效率 ：定義：有用功跟總功的比值。公式：W有用=W總斜面：= GhFL定滑輪：= GhGhGFSFhF動滑輪：= GhGhGFSF 2h2F滑輪組：= GhGhGFSFnhnF5、有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。6、提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。7、測量機械效率的實驗：（ 1）原理：=W有用GhW總FS（ 2）應測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力 F、繩的自由端移動的距離S。3）器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。4）步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的

12、：保證測力計示數(shù)大小不變。（ 5）結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。提升重物越重，做的有用功相對就多。摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。8、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。典例 1（2018?自貢） 如圖所示，用滑輪組提升重物時，重400N 的物體在10s內勻速上升了1m。已知拉繩子的力 F 為 250N，則提升重物的過粒中（）A做的總功是 400J C繩子自由端被拉下B1m拉力 F 的功率是 25W D滑輪組的機械效率是80%典例 2（2018?東營） 對物理概念的理解是學好物理的關鍵。關于功、功率和機械效率，下列說法正確的是（）A通過改進機械的性能可以使機械效率達到100%B做功多的機械，功率一定大C功率大的機械，做功一定快D做功快的機械，機械效率一定高典例 3（2018?泰安） 圖甲是某學習小組“測量滑輪組的機械效率”的示意圖。用彈簧測