内容正文:
第7课 简单机械与功实验专题
学习目标
1. 探究杠杆平衡条件实验
2. 探究滑轮组机械效率实验
3. 探究斜面机械效率实验
02
预习导学
1、 杠杆的平衡条件
1. 杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下 时,我们就说杠杆平衡了。
2. 杠杆的平衡条件: ×动力臂=阻力× ,或F1l1=F2l2。
2、 滑轮组计算注意点
1.
如果不忽略动滑轮的重量则:。
2. 动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的 倍,即S=nh。
3.
绳子端的速度与物体上升的速度关系:。
3、 斜面特点
1. 斜面是一种可以省力的简单机械,但却费 。
2. 当斜面高度h一定时,斜面L越长,越 (即F越小);当斜面长L相同时,斜面高h越小,越省力(即F越小);当斜面L越长,斜面高h越小时,越省力(即F越小)。
4、 机械效率
1.
机械效率:有用功跟总功的 。机械效率计算公式:。
2. 滑轮组的机械效率(不计滑轮重以及摩擦时)
3.
滑轮组(竖直方向提升物体):(G为物重,h为物体提升高度,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。
4.
滑轮组(水平方向拉动物体):(f为摩擦力,l为物体移动距离,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。
5.
斜面的机械效率:(h为斜面高,S为斜面长,G为物重,F为沿斜面对物体的拉力)。
03
探究提升
知识点一:杠杆平衡条件实验
1. 杠杆的平衡条件
2. 杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。杠杆的平衡条件(或杠杆原理)动力×动力臂=阻力×阻力臂,写成公式F1l1=F2l2
3. 杠杆平衡条件的探究
1 让支点处于杠杆中央的目的:减小杠杆自重对实验造成的影响。
2 杠杆平衡螺母的调节:左高左调、右高右调。
3 实验时应调节钩码的悬挂位置使杠杆在水平位置静止,目的是便于测量力臂。
4 本实验多次测量的目的是避免实验的偶然性,得出普遍规律。
5 用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂钩码,当测力计由竖直方向拉变成倾斜拉,要使杠杆仍保持平衡,测力计的示数会变大,是因为拉力的力臂变小。
6 实验数据分析。
次数
动力
动力臂
动力×动力臂
阻力
阻力臂
阻力×阻力臂
1
2
3
7 实验结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)
【探究重点】
解决杠杆平衡条件的探究问题基本要领是:
1 知道杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动。实验前应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是方便从杠杆上量出力臂。
2 实验结论:杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,写成公式为F1l1=F2l2。
3 还可以利用动力乘以动力臂是否等于阻力乘以阻力臂来判断杠杆平衡与否。
【例题精讲】
1. (2022·广东省·中考真题)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______调节。
如图乙所示,杠杆调节平衡后,在处悬挂个钩码,每个钩码重,如果在处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为______时,拉力最小,大小为______。
课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂:______,若两边同时各取走枚硬币,则杠杆的______端将下沉。
【巩固训练】
2. (2022·辽宁省沈阳市·中考真题)在“探究杠杆平衡条件”的实验中
杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母,才能使杠杆在水平位置平衡,说明调节前杠杆的______选填“左”或“右”端高;
小雨通过改变钩码数量并移动钩码位置,使杠杆在水平位置平衡,多做几次实验,将得到的数据填入表中。分析表中数据,得到杠杆平衡条件是:______;
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
如图甲所示先在杠杆左侧挂个钩码,后在右侧处挂个钩码,根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的______端会下沉;
小雨想用撬棒撬动地面上的石头,是撬棒的支点,是阻力,是阻力臂,如图乙所示,为了撬动石头,在点施加的最小动力的方向是______。
知识点二:探究滑轮组的机械效率实验
【探究重点】
1. 原理:η=W有/W总
2. 应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
3. 器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹