专题六 简单机械计算题-备战2023年中考物理高效提分专题训练（全国通用）

专题六 简单机械计算题 知识点1：功 1、杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 杠杆五要素： ①支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。  ②动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。  ③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。   ④动力臂：从支点到动力作用线的距离．用字母l1表示。  ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．用字母l2表示。 2、杠杆的平衡条件： ①杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 ②杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 ③公式的表达式为：F1l1=F2l2。 3、杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆； 分类 示意图 特点 应用 分类 省力杠杆 动力臂大于阻力臂（l1＞l2），省力费距离 撬棒、刚刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、园艺剪刀等 省力杠杆 费力杠杆 动力臂小于阻力臂（l1＜l2），费力省距离 起重臂、船奖、钓鱼竿等 费力杠杆 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂（l1＝l2），不省力不费力，不省距离也不费距离 天平、跷跷板、定滑轮（下节学）等 等臂杠杆 知识点2：滑轮 1、滑轮定义：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 滑轮分类：定滑轮和动滑轮。 2、定滑轮工作特点：特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。 实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l1=l2=r，根据杠杆平衡条件可知， F1=F2，即F = G，所以使用定滑轮不省力。 定滑轮的施力方向不影响力的大小：如下图所示，利用定滑轮拉起一个重为G的物体，改变拉力的方向，作出每次的阻力臂和动力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 Gl2，其中l2 = R（R为滑轮半径）;根据几何知识可知，三次的动力臂l1=l1'=l1"=R，根据杠杆的平衡条件可得F1 = F1'=F1"= G，因此定滑轮的施力方向不影响力的大小。 3、动滑轮工作特点：使用单个动滑轮最多可以省一半力（F=G），但费距离（s = 2h），且不能改变施力的方向。 实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如下图所示，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l1=2l2，根据杠杆平衡条件可知，F1=F2，即F=G，所以使用动滑轮可以省一半的力。 动滑轮的施力方向影响拉力的大小：如下图所示，利用动滑轮拉起一个重为 G的物体，改变拉力的方向，作出每次的动力臂和阻力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 GR，R为滑轮半径;根据几何知识可知，三次的动力臂l1＞l2＞l3，根据杠杆的平衡条件可得 F1＜F2＜F3，其中l1 = 2R，F1 =G。故使用动滑轮时，施力方向影响拉力的大小，只有竖直向上拉时，拉力才等于物重的二分之一。 4、滑轮组及其工作特点： 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 5、竖直滑轮组和水平滑轮组的必背公式 物理量 竖直方向滑轮组 水平方向滑轮组 图形 绳子拉力F/N F=n（G物+G动）不计f绳 F=nFA=nf地（不计f绳，此时η=100%） F＞nFA=nf地（计f绳，此时η＜100%） 绳子自由端的距离s/m s=nh s绳=ns地 绳子自由端的速度v绳 v绳=nv物 v绳=nv物 有用功W有 W有=G物h W有=FAs地=f地s地 额外功W额 W额=G动h（不计f绳） W额=W总-W有=Fs-G物h（通用） W额=W总-W有 = Fs绳-FAs地 = Fs绳-f地s地 总功W总 W总=G物h+G动h（不计f绳） W总=Fs（通用） W总=Fs绳 机械效率η （不计f绳） （通用） 注析 n-动滑轮上绳子的根数 h-物体上升的高度 s-绳子自由端移动的距离 f绳—绳子与滑轮间的摩擦力 n-动滑轮上绳子的根数 s地-物体相对地面运动的距离 s绳-绳子自由端移动的距离 f绳-绳子与滑轮间的摩擦力 -物体受到地面的摩擦力 FA-拉物体的绳子上的拉力 5.轮轴： ①轮轴：轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，例如汽车方向盘、门把手、辘铲等。 ②轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，