2021年中考物理一轮复习讲义（人教版） 专题十二 简单机械

专题十二 简单机械 【知识点回顾】 一、杠杆 1.杠杆 (1)杠杆：在力的作用下能绕着固定点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(F1)；③阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)； ④动力臂：从支点到动力作用线的距离(l1)；⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(l2)。 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时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我们说杠杆平衡。 (2)杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2 (3)在探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，此时杠杆自重的力臂为0；给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，目的是方便直接从杠杆上读出力臂的大小；实验中要多次试验的目的是获取多组实验数据归纳出物理规律。 3.杠杆的应用 (1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。 (2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。 (3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。 二、滑轮 1.定滑轮 (1)实质：是一个等臂杠杆。支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。 (2)特点：不能省力，但可以改变动力的方向。 2.动滑轮 (1)实质：是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。 (2)特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。 3.滑轮组 (1)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。 (2)作用：既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。 (3)省力情况：由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。绳子段数：“动奇定偶”。 拉力 ，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。 4.轮轴和斜面 (1)轮轴：实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在轮上的力是动力F1，轴半径r，轮半径R，则有F1R=F2r，因为R>r，所以F1<F2。 (2)斜面：是一种省力机械。斜面的坡度越小，省力越多。 三、机械效率 1、有用功——W有用：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。 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额外 (1)使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。 (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。 3、总功——W总： (1)人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的总和。即：W总= W有用+ W额外。 (2)若人对机械的动力为F，则：W总=F•s 4、机械效率——η (1)定义：有用功与总功的比值叫机械效率。 (2)公式：η= W有用/ W总。 (3)机械效率总是小于1。 (4)提高机械效率的方法：①改进结构，使它更合理、更轻巧；②经常保养，使机械处于良好的状态。 (3)功率与机械效率的区别： ①二者是两个不同的概念：功率表示物体做功的快慢；机械效率表示机械做功的效率。 ②它们之间的物理意义不同，也没有直接的联系，功率大的机械效率不一定大，机械效率高的机械，功率也不一定大。 【例题精析】 例1．（2020•绵阳）将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（　　） A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3% 【解答】解：根据图示可知，n甲＝2，n乙＝3； 由F（G+G动）可得，G动＝2F1﹣G＝2×36N﹣60N＝12N； 则F2（G+G动）（60N+12N）＝24N； 由η可得，甲滑轮组的机械效率：η甲100%100%≈83.3%； 乙滑轮组的机械效率：η乙100%100%≈83.3%； 故ABC错误，D正确。 故选：D。 例2．（2020•盘锦）工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F＝1000N．下列说法正确的是（　　） A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆 B．路灯杆离地后，受到的拉力小于2400N C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为