第12课时　杠杆、滑轮、机械效率课件2025年中考物理一轮复习（广西专版）

第三单元　功、机械能、内能 第12课时　杠杆、滑轮、机械效率 教材梳理　夯实基础 考向探究　培养能力 实验突破　提升素养 考点一 杠杆 1.杠杆基本知识 图示 定义 　在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆 五要素 支点 　杠杆绕着转动的点(O) 动力 　使杠杆转动的力(F1) 阻力 　阻碍杠杆转动的力(F2) 动力臂 　从支点到动力作用线的　　　　(l1)  阻力臂 　从支点到阻力作用线的　　　　(l2)  说明 　动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反 距离 距离 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 2.杠杆的平衡条件:　　　 　×　　 　　 =　　 　 　×　　　 　;公式为 　　　　　　。  3.杠杆的分类 类型 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 省力 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　省力、　 　  　撬棒、铡刀、羊角锤、起子、独轮车　 费力 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　　 　、 省距离 　理发剪刀、钓鱼竿、镊子、筷子、船桨 等臂 杠杆 l1　　l2  F1　　F2  　不省力、不费力 　天平、定滑轮 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1l1=F2l2 > <  费距离 <  >  费力 = = 教材梳理　夯实基础 返回目录 1. (2024广东)如图12-1所示为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是 (　　) 基础配练 图12-1 A.省力 　　B.费力 C.省功 　　D.省距离 A 教材梳理　夯实基础 返回目录 2. (2024连云港)如图12-2所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是 (　　) 图12-2 C 教材梳理　夯实基础 返回目录 3. (2024安徽)如图12-3甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20 N,l1=10 cm, l2=4 cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为　　　　N。  图12-3 50 教材梳理　夯实基础 返回目录 考点二 滑轮 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图 实质 　　　　　杠杆  　动力臂是阻力臂 　　 倍的杠杆    等臂 二 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 力的关系(F1,G), 不计绳重、滑轮重 和摩擦 　　　　　　  F1=G 　　　　　　  距离的关 系(s,h) s=h 　　　　　　  　　　　　　  作用 　改变            　 　　  　　　　　　  　既可以　　　,也可以改变         　　 　  F1=G F1=G s=2h s=nh 力的 方向 省力 省力 力 的方向 教材梳理　夯实基础 返回目录 4. (2024云南)如图12-4所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个            (选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重300 N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则工人的拉力为　　　　N。  基础配练 图12-4 定 300 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.三种功及计算 考点三 机械效率 三种功 概念 计算方法 有用功 　为了达到目的而必须做的功 　W有=G物h; 　W有=fs物 额外功 　我们不需要但又不得不做的功 　W额=G动h(忽略摩擦和绳重); 　W额=W总-W有 总功 　有用功和额外功　　　  　W总=　　　 　;  　W总=Fs,W总=Pt 之和 W有+W额 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.机械效率 定义 　有用功跟总功的　　　　,用符号　　　表示  公式 　　　　　　　  说明 　机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总　　　总功,故机械效率总　　　　  提高机械效率的方法:①增加物重来增大有用功;②减小摩擦和机械自重来减小额外功。 点拨 比值 η η= 小于 小于1 教材梳理　夯实基础 返回目录 3.常见简单机械的机械效率 简单机械 图例 有用功 W有/J 总功 W总/J 额外功 W额/J 机械效率 杠杆 Gh Fs Fs-Gh η= 滑轮组 Gh Fs Fs-Gh η= 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 简单机械 图例 有用功 W有/J 总功 W总/J 额外功 W额/J 机械效率 斜面 Gh Fs Fs-Gh η= 滑轮组 fs1 Fs2 Fs2-fs1 η= 教材梳理　夯实基础 返回目录 5. (2024龙东)如图12-5所示是一名同学组装的提升重物的装置。他用400 N的力在30 s内把重1000 N的物体匀速提升6 m(不计绳重及摩擦),则动滑轮的重力为　　　　N,滑轮组的机械效率为　　　 　(结果精确到0.1%)。  基础配练 图12-5 200 83.3% 教材梳理　夯实基础 返回目录 例 1 (2024乐山)从物理学角度来看,　　　　(选填“省力”或“费力”)杠杆因动力臂比阻力臂长,可以实现“四两拨千斤”。我国传统衡器“杆秤”是一种杠杆,要使如图12-6所示的秤杆在水平方向平衡,应将秤砣往　　　　端移动。  考向一 杠杆类型的判断及作图 省力 图12-6 右 考向探究　培养能力 返回目录 15 例 2 (2024绥化)请在图12-7中作出杠杆上动力F 的力臂l。 图12-7 [答案]如图所示 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 (2024柳州三模)如图12-8所示,小明和爸爸坐在跷跷板上处于平衡状态。如果小明和爸爸都向中间移动相同的距离,则跷跷板(　　) A.仍然平衡 B.左端下降 C.右端下降 D.可能左端下降,也可能右端下降 考向二 杠杆平衡条件的应用 图12-8 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 (2024重庆B卷)小兰自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及200 g的秤砣构成,如图12-9所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡。已知A、O间距离为10 cm。当放入重物,将秤砣移至距O点30 cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物的质量为 　 　g;往秤盘中再增加20 g的物体,秤砣需要从B处移动　　　　cm才能维持秤杆水平平衡。  图12-9 600 1 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 (2024内江)如图12-10所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为 (　　) A.F1>F2 B.F3>F4 C.F1<F4 D.F1=F2=F3=F4 考向三 滑轮及滑轮组 图12-10 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 (2024柳州三模)如图12-11所示,小明的体重为550 N,滑轮组上方绳子A能承受的最大拉力为1600 N,每个滑轮重为100 N,不计绳重与摩擦,当小明把重为400 N的物体匀速拉起时,人对地面的压力为　　　　N,小明利用这个滑轮组最多可以拉起　　　　N的重物。  图12-11 300 900 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 (2024贵港三模)用如图12-12所示滑轮组提升重物时,画出最省力的绳子绕法。 图12-12 [答案]如图所示 考向探究　培养能力 返回目录 例 8 (2024枣庄)如图12-13所示,小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m,小明对绳子的拉力为250 N,不计绳重及滑轮上的摩擦,下列说法正确的是 (　　) A.动滑轮的重力为50 N B.滑轮组做的有用功为500 J C.拉力F做功的功率为25 W D.滑轮组的机械效率为80% 考向四 机械效率的相关计算 图12-13 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2024滨州)(多选)如图12-14所示装置,工人用250 N的拉力,在30 s内将重为400 N的物体匀速提高了6 m,在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (　　) A.绳子自由端移动的速度是0.2 m/s B.拉力做的有用功为2400 J C.拉力做功的功率为100 W D.若用此滑轮提升重500 N的物体,滑轮的机械效率为80% 图12-14 BC 考向探究　培养能力 返回目录 例 10 (2024贵港三模)如图12-15所示是采用滑轮组水平向右移动重物的场景。已知物体A重为20 N,水平滑动时受到的摩擦力为12 N,拉力F= 5 N,物体A在10 s内匀速移动了0.6 m,则克服摩擦力做的功为　　 　J,滑轮组的机械效率为　　　　。  图12-15 7.2 80% 考向探究　培养能力 返回目录 例 11 (2024陕西)工人利用如图12-16所示装置提升物料,该装置中的滑轮为　　　　滑轮。已知滑轮重80 N,货篮重120 N,不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为　　　　N。若绳子能承受的最大拉力为520 N,每根钢条重100 N,该装置匀速提升钢条时,所能达到的最大机械效率为　　　　。  图12-16 动 100 80% 考向探究　培养能力 返回目录 例 12 (2024扬州)如图12-17所示,工人用动滑轮匀速提升重为400 N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250 N,窗玻璃上升的高度为10 m,用时50 s。求: (1)所做的有用功W有。 (2)工人所用拉力的功率P。 (3)动滑轮的机械效率η。 图12-17 解:(1)所做的有用功:W有=Gh=400 N×10 m=4000 J。 (2)工人所做的总功:W总=Fs=250 N×2×10 m=5000 J; 工人所用拉力的功率:P==100 W。 (3)动滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=80%。 考向探究　培养能力 返回目录 例 13 (2024长春)如图12-18所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中 (　　) A.人对车不做功 B.车是定滑轮 C.车是费力杠杆 D.车是省力杠杆 综合提升 图12-18 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 14 (2024南充)图12-19是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过横杆、支架、悬绳、石块等,将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正确的是 (　　) A.支架下垫有底面积较大的石块是为了增大 对地面的压强 B.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆, 费力省距离 C.当巨木太重无法抬起时,可以让杠杆右端的 人远离支架,增大动力臂 D.当巨木太重无法抬起时,可以增大横杆上悬绳与支架间的距离 图12-19 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 (2024眉山)如图12-20所示是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是 (　　) A.拉力做功为3 J B.物体受到的摩擦力为1.5 N C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变 D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体,斜面 机械效率仍为75% 图12-20 D 考向探究　培养能力 返回目录 【实验设计】 1.实验装置:如图12-21所示。 2.让支点处于均匀杠杆中央的目的:消除杠杆　　　　对 实验造成的影响。  3.让均匀杠杆在水平位置平衡的目的:便于从杠杆上直接　　　　　　。  4.平衡螺母的调节:左高左调,右高右调。注意:实验开始后,不能再调节平衡螺母。 图12-21 自重 读出力臂 突破 探究杠杆的平衡条件 实验突破　提升素养 返回目录 【实验结论、交流与反思】 5.将钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小, 可以改变力的方向。 6.分析数据总结杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力 臂,表达式:　　　　　　。  7.判断杠杆是否平衡的方法:看两边的力和力臂的乘积是否相等,若不相等,哪边的乘积大,杠杆就向哪边倾斜。 8.弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时,弹簧测力计示数变大的原因:拉力的力臂变　　　　。  9.多次实验的目的:消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。 图12-21 F1l1=F2l2 小 实验突破　提升素养 返回目录 例 (2024云南)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。 (1)实验前,杠杆水平静止,如图12-22甲所示,此时杠杆处于　　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态。将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆　　　　(选填“仍能”或“不能”)保持水平位置静止。  图12-22 平衡 仍能 实验突破　提升素养 返回目录 (2)调节杠杆在水平位置平衡,进行多次实验,数据记录如下表所示: 图12-22 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 2/N 阻力臂 l2/cm 1 2 12.0 1 24.0 2 2 5.0 1 10.0 3 3 10.0 2 15.0 4 3 12.0 2 18.0 ①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是　　　　　　　(用表格中的字母表示)。多次实验的目的是　　　　(选填“A”或“B”)。  A.寻找普遍规律 B.减小实验误差 F1l1=F2l2 A 实验突破　提升素养 返回目录 ②如图乙所示,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会　　　　　　(选填“左端下沉”或“右端下沉”)。  图12-22 右端下沉 实验突破　提升素养 返回目录 (3)桔槔是我国古代的取水工具,如图12-23甲所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图乙所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以　　　　(选填“增大”或“减小”)石块的质量或向　　　　(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。  图12-23 增大 左 实验突破　提升素养 返回目录 (4)图丙为桔槔在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为m1, O处为支点,杠杆的质量为m0,重心在C处,B处所挂石块的质量为m2,AO=l1, OC=l0,OB=l2。请写出l2的表达式,l2=　　　　 　(用字母m0、m1、m2、 l0、l1表示)。  图12-23 实验突破　提升素养 返回目录 $$