呼和浩特专用2019中考物理高分一轮第14单元简单机械机械效率课件20190211327.pptx

1、第 14 课时 简单机械 机械效率,考点一 杠杆,固定点,动力作用线,阻力作用线,考点二 杠杆的平衡条件,1.探究:杠杆平衡条件,静止,匀速,平衡螺母,水平位置,力臂,得到杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性,考点二 杠杆的平衡条件,1.探究:杠杆平衡条件,动力动力臂=阻力阻力臂,F1l1=F2l2,具有偶然性,不能得出普遍规律,竖直方向,小,大,（续表）,2.杠杆的分类,费距离,费力,=,=,考点三 滑轮,等臂,力的方向,G,（续表）,省力,s=2h,v1=2v2,s=2h,s=3h,v1=2v2,v1=3v2,（续表）,考点四 其他简单机械,省力,距离,省力,考点五 机械效率,W有+W额,比值,

2、小于,小于1,考点六 机械效率的测量,匀速,竖直,匀速,弹簧测力计,刻度尺,（续表）,倾斜程度,粗糙程度,高,高,低,光滑,增大,减小,减小,增加,/知识纵横/ 简单机械的三种功和机械效率,（续表）,（续表）,例1 2018邵阳 如图14-3所示的杠杆,动力F的力臂是 ( ) A.OD B.OF C.OA D.OC,探究一 杠杆作图,D,【变式1】 2018广东 如图14-4所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂l。图14-4,【答案】如图所示,【变式2】 2017广州 用力F1把门推开,弹性绳会被拉长。如图14-5所示,门处于静止状态。图14-5 (1)画出弹性绳对门的

3、拉力F2的示意图。 (2)O为支点,画出力F1的力臂l1。 (3)根据杠杆的平衡条件 可知 F1 (选填“”“=”或“”)F2。,【答案】(1)(2)如图所示,F1l1=F2l2,探究二 杠杆的平衡条件及分类,例2 杠杆的种类 2018烟台 如图14-6所示的杠杆,属于费力杠杆的是( )图14-6,C,【变式1】 2018聊城 人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图14-7所示是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托着5 kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定(g=9.8 N/kg) ( )图14-7 A.大于5 kg B.大于49 N C.小于49 N D.等于49 N,

4、【答案】B 【解析】由题图知,物体的重力为G=mg=5 kg9.8 N/kg=49 N。肱二头肌的拉力为动力F,物体对手的压力为阻力G,支点在肘处,由图可知,动力臂小于阻力臂,即lFG,即肱二头肌收缩所施加的力一定大于49 N。故选B。,例3 杠杆平衡条件应用 2018连云港 如图14-8所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确的是 ( )图14-8 A.F1F2 C.F2G D.F1=G,B,【变式2】 2018绵阳 如图14-9所示,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布

5、不均匀的木条AB重24 N,A、B是木条两端,O、C是木条上的两个点,AO=BO,AC=OC。A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,托盘秤甲的示数是6 N。现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是( )图14-9 A.8 N B.12 N C.16 N D.18 N,【变式3】 2018福建B卷 墨经最早记述了秤的杠杆原理。图14-10中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是 ( )图14-10 A.“权”小于“重”时,A端一定上扬 B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本” C.增大“重”时,应把“权”向A端移 D.增大“重”时,应换用更

6、小的“权”,C,【变式4】 2018荆州 如图14-11所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA=20 cm,G1是边长为5 cm的正方体,G2重为20 N。当OC=10 cm时,绳子的拉力为 N,此时G1对地面的压强为2104 Pa。现用一水平拉力使G2以5 cm/s的速度向右做匀速直线运动,经过 s后,可使G1对地面的压力恰好为零。(设OB足够长) 图14-11,10,10,例4 最小力的问题 2018山西 如图14-12所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,在杠杆上施加最小动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图。图14-12,【答案】如图所示,【变式

7、5】 2018常州 2018年2月,我国台湾省发生地震,一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中,钢缆对水塔拉力最小的是 ( )图14-13,B,例5 杠杆的动态平衡 2018广安 如图14-14所示,AB是能绕B点转动的轻质杠杆,在中点C处用绳子悬挂重为100 N的物体(不计绳重),在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡,则拉力F= N。若保持拉力方向始终垂直于杠杆,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 图14-14,50,减小,【解析】杠杆在水平位置平衡时,由杠杆的平衡条件

8、可知,FBA=GBC,即F2BC=100 NBC,解得F=50 N。拉力的方向始终垂直于杠杆,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,F的力臂、物体的重力G不变,而重力G的力臂变小,由杠杆的平衡条件可知,拉力F将变小。,【变式6】 2017枣庄 如图14-15所示是小明“探究杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若在 C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从,则拉力的变化情况是 ( )图14-15 A.先变小后变大 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小,【答案】A 【解析】当弹簧测力计拉力方向竖直向上时动力臂最长,拉力最小,而在和的方向时,动力臂都比在方向时的

9、短,因此拉力的变化情况是先变小后变大。故选A。,例6 滑轮的纵向平衡 2018广东 A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图14-16甲所示,把体积相等的物体A、B挂在滑轮组下,若要使它们 处于静止状态,则图乙的虚线框内悬挂物体B的个数是(不计摩擦和滑轮的自重) ( )图14-16 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个,探究三 滑轮和滑轮组,【变式】 2017宁波 如图14-17所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则F甲与F乙、P甲和P乙之间的大小关系是 ( )图14

10、-17 A.F甲F乙 P甲P乙 C.F甲F乙 P甲=P乙 D.F甲F乙 P甲P乙,例7 滑轮的横向平衡 2017杭州 如图14-18所示装置,在水平拉力F作用下,物体M沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧测力计示数为10 N,物体M的运动速度为1 m/s。那么在此过程中(不计滑轮与绳子的质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间的摩擦) ( )图14-18 A.物体M与地面间的摩擦力为5 N B.物体M与地面间的摩擦力为10 N C.水平拉力F做功的功率为20 W D.1 s内滑轮对物体M做功为10 J,C,探究四 功、功率、机械效率的综合计算,【变式1】 2018内江 用如图14-20甲所示的滑轮组

11、运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为 N。当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦) 图14-20,100,200,【变式2】 2018广州 小明用图14-21中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。图14-21 (1)以上条件能否求出此时动滑轮的机械效率?答: 。如果能,则= 。如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号: , 并写出的表达式= (用题目已知及补充的物理量符号表示)。 (2)若A在10 s内运动了4 m,A的速度

12、为 。,用弹簧测力计匀速拉动水平地面上的物体A,测出此时A受到的摩擦力,记为f,不能,0.4 m/s,【变式3】 2018巴中 工人利用如图14-22所示的滑轮组从2 m深的枯井中提升重物,所用的拉力为250 N,物体在5 s内匀速从井底全部上升到井口。求:(不计绳重和各处摩擦) (1)绳子自由端移动的速度。 (2)拉力的功率。 (3)若滑轮组的机械效率为80%,求所提升物体的重力大小。,实验突破,突破 机械效率的测量,【考点归纳】 (1)实验器材:滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。 (2)滑轮组绕线:奇动偶定法。 (3)实验中绳子要匀速、竖直拉动。 (4)表格内容的补充或错误判

13、断、数据的分析与处理。 (5)影响滑轮组机械效率的因素:提升物体的重力;动滑轮的重力;绳重、摩擦。 (6)实验结论:同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高;不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少),机械效率越高。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度、绳子的段数、省费力均无关。,例1 某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有: 按照如图14-24所示安装滑轮组,测钩码重力G并记录钩码和绳端的位置。 用弹簧测力计缓慢拉动绳端,使钩码上升,读出拉力F的值,并测出钩码上升 的高度h和绳端移动的距离s。 记录实验数据填入表格中(表格略)。 多次改变钩码的数量,重复上述实验。 用动滑轮质量不同的两

14、个滑轮组吊相同的钩码,分别测机械效率。 分析测量结果,讨论影响机械效率的因素。 回答以下问题:,回答以下问题: (1)除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的器材是 。 (2)滑轮组机械效率的计算公式是= 。(用直接测得的物理量符号表示) (3)关于影响滑轮组机械效率的因素,该小组同学讨论后得到以下认识,你认为正确的是 。(填序号,可能不止一项正确) A.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越小 B.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越大 C.忽略摩擦,定滑轮、所吊重物质量相同,则机械效率相同 D.忽略摩擦,动滑轮、所吊重物质量相同,则机械效率相同 E.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则

15、机械效率越大 F.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越小,刻度尺,ADE,实验拓展 (4)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。 (5)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 是 (选填“正确”或“不正确”)的,因为没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。,匀速,不正确,摩擦力,例2 用如图14-25所示装置探究斜面机械效率,实验记录如下表所示。图14-25,(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。 (2)根据表格中的数据可知斜面倾斜程度最陡时的机械效率为 。 (3)由实验可得初步结论:物体重量一定, , 机械效率越大。 (4)斜面越陡,物体对斜面的压力 ,物体所受摩擦力 。(均选填“越大”“越小”或“不变”),匀速直线,76%,斜面越陡,越小,越小,实验拓展 (5)若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系,实验时应控制不变的量 是 。 (6)若斜面是光滑的,则有用功 (选填“大于”“等于”或“小于”)总功。 (7)斜面在生产、生活中随处可见,在镊子、船桨、螺丝钉、汽车的刹车踏板中,应用了斜面的是 。,斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度,等于,螺丝钉,