15 第十二讲 简单机械-【全程夺冠中考】2025年春物理听课讲义PPT

第十二讲 简单机械 中考突破•物理 1 01 02 03 04 05 知识结构框图 教材知识再现 考点归类剖析 实验突破 自主选练 2 01 知识结构框图 3 第十二讲 简单机械 返回目录 4 02 教材知识再现 5 1 杠杆 1.定义：在力的作用下能绕________转动的硬棒。 2.五要素（如图所示） 固定点 第十二讲 简单机械 返回目录 6 （1）支点 杠杆绕其转动的点。 （2）动力 使杠杆______的力。 转动 第十二讲 简单机械 返回目录 7 （3）阻力 ______杠杆转动的力。 （4）动力臂 支点到______________的距离。 （5）阻力臂 支点到______________的距离。 阻碍 动力作用线 阻力作用线 第十二讲 简单机械 返回目录 8 3.平衡条件：动力×动力臂 阻力×阻力臂，即___________。 4.分类 （1）省力杠杆：动力臂______阻力臂，省力费距离。如起瓶器、螺丝刀、 撬棒、钳子、独轮车等。 （2）费力杠杆：动力臂______阻力臂，费力省距离。如镊子、筷子、钓鱼 竿、食品夹、理发剪刀等。 （3）等臂杠杆：动力臂______阻力臂，不省力也不省距离。如托盘天平、 定滑轮等。 【提示】杠杆的力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点 的距离。 大于 小于 等于 第十二讲 简单机械 返回目录 9 2 滑轮 类型 图示 实质 特点 定滑轮 _________________________________ __________ 不省力，但可以 ______________ 等臂杠杆 改变力的方向 第十二讲 简单机械 返回目录 10 类型 图示 实质 特点 动滑轮 _________________________________ __________ __________ __________ 不考虑滑轮重、绳重和摩擦 时，能________力，不能改变 __________ 动力臂是阻力臂2倍的杠杆 省一半 力的方向 续表 第十二讲 简单机械 返回目录 11 类型 图示 实质 特点 滑轮组 _______________________________________________ 由几段绳子吊着动滑轮，提起 物体所用的力就是物重的_____ _____，即 ___ 【点拨】不计摩擦力和机械本身的重力时， 才成立。不计摩擦力只计 动滑轮的重力时， 。 几分之一 续表 第十二讲 简单机械 返回目录 12 3 机械效率 概念 含义 公式 有用功 使用机械做功时，对人们有用的功叫有用 功，一般来说，机械对物体所做的功是有 用功 ____ 额外功 对人们没有用，但又不得不做的功 （滑轮组） 总功 总功，在数值上等于______功与______功的 总和 _____ 或 有用 额外 第十二讲 简单机械 返回目录 13 概念 含义 公式 机械效 率 ________和______的比值叫作机械效率，由 于使用任何机械都要做额外功，所以机械效 率总是小于___，且没有______ 【点拨】使用滑轮组竖直向上提升物体时 ，若水平拉动物体，则 有用功是克服摩擦力所做的功，即 。 有用功 总功 1 单位 续表 第十二讲 简单机械 返回目录 14 03 考点归类剖析 15 1 杠杆 考向1 杠杆的分类 例1 [2024临沂] ［教材图片改编］2023年9月24日，中国组合在赛艇女子轻 量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可 视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是( ) 第十二讲 简单机械 返回目录 16 A.筷子 B.瓶起子 C.核桃夹 D.榨汁器 √ 第十二讲 简单机械 返回目录 17 变式跟进1 [2024衡阳模拟] ［教材图 片改编］如图所示是三种类型的剪刀， 请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀， 你会选择___（选填“A”“B”或“C”）剪 刀，这样选择的目的是______ （选填“省力”“省距离”或“省功”）。 当铁皮剪断后，铁皮的密度______。 A 省力 不变 第十二讲 简单机械 返回目录 18 考向2 杠杆平衡条件的应用 例2 [2024湘西州模拟] 如图所示，每个钩码的质量是 ，小萍在做“探究 杠杆平衡条件”的实验，杠杆平衡时弹簧测力计的示数( ) A A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确定大于、等于还是小于 第十二讲 简单机械 返回目录 19 变式跟进2 [2024娄底模拟] 同学们模仿中药房的戮秤制作杆秤，用筷子做 秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在 点。当不挂秤砣且秤盘不放物体 时，在点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放物体、秤砣移到 点时， 秤杆再次水平平衡，如图所示。在到 两条刻线之间均匀地画上49条刻度 线。下列说法中正确的是( ) B A.自制杆秤的每一格约表示 B.称中药时 端翘起应减少中药恢复水平平衡 C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D.若将提纽移到 点右侧可以增大杆秤的量程 第十二讲 简单机械 返回目录 20 考向3 杠杆力臂的画法 例3 [2024湖南模拟] 如图甲所示为工人师傅正在用小车搬运石头的情景， 按压处，石头就被抬离地面，请在图乙中画出此时工人师傅作用在小车 点最小的动力 。 [答案] 第十二讲 简单机械 返回目录 21 【方法技巧】 1.画力臂的四个步骤 （1）确定支点：支持杠杆转动的点。 （2）确定力。 （3）力的作用线：沿力的方向的线或反向延长线，且反向延长线用虚线。 （4）力臂：从支点向力的作用线作垂线，用箭头或大括号将垂线段表 示出来，即为力臂。 第十二讲 简单机械 返回目录 22 2.求杠杆中最小动力可以按照以下几个步骤进行： （1）确定杠杆中的支点和动力作用点的位置； （2）连接支点与动力作用点，得到最长的线段； （3）经过动力作用点作出与该线段垂直的直线； （4）根据杠杆平衡条件，确定使杠杆平衡的动力的方向。 第十二讲 简单机械 返回目录 23 变式跟进3 [2024湖南模拟] 如图所示是一款压蒜器和其简化示意图。用压 蒜器压蒜时，可以看作一个杠杆，请在图乙中画出压蒜时作用在 点的 最小动力及其力臂 。 [答案] 第十二讲 简单机械 返回目录 24 2 滑轮与滑轮组 考向1 定滑轮和动滑轮 例4 [2023湖南模拟] 如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面 做匀速直线运动，所用的拉力分别为、、 ，那么，下列关系式中正确 的是（不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦）( ) A A. B. C. D. 第十二讲 简单机械 返回目录 25 【方法技巧】定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变 作用力的方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，省力但要费距离。 第十二讲 简单机械 返回目录 26 变式跟进4 [2023湖南模拟] 用不可伸长的轻绳 按图甲、乙两种方式将重为 的物体匀速提 升 ，下列说法中正确的是( ) C A.一定为 B.一定小于 C.甲绳子自由端移动 D.甲绳子自由端移动的距离比乙大 第十二讲 简单机械 返回目录 27 考向2 滑轮组 例5 [2024长沙模拟] 分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮 重、绳重和摩擦，最省力的是( ) A A. B. C. D. 第十二讲 简单机械 返回目录 28 【方法技巧】一是 的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是 忽略绳重和摩擦，拉力 。滑轮组自由端与物体移动的距 离关系： 。 变式跟进5 [2024湖南模拟] 在图中某同学想用的力拉起重为 的物 体，动滑轮重 ，请按要求画出滑轮组的绕线方法（不计绳重及摩擦）。 第十二讲 简单机械 返回目录 29 [答案] 第十二讲 简单机械 返回目录 30 3 机械效率 考向1 对机械效率的理解 例6 [2023湖南模拟] 下列关于机械效率的说法中正确的是( ) A A.机械效率小于1 B.有用功越多，机械效率越高 C.功率大的机械，机械效率高 D.额外功越少的机械，机械效率越高 变式跟进6 [2023湖南模拟] 利用机械工作时，因为额外功是不可避免的， 故总功总是______（选填“大于”“小于”或“等于”）有用功，所有机械效率总 是______（选填“大于”“小于”或“等于”）1。 大于 小于 第十二讲 简单机械 返回目录 31 考向2 机械效率的计算 例7 [2024广安] 房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如 图所示，已知物体的重力为，在绳子自由端用 的 力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了 ， 该滑轮组的机械效率为_____。如果要提高滑轮组的机 械效率，可采用的措施有______（填写序号）。 ①③ ③减小动滑轮的重力。 ①增加物体的重力； ②增加提升物体的高度； 第十二讲 简单机械 返回目录 32 变式跟进7 [2024长沙模拟] （双选）小武用如图所 示滑轮组匀速提升的重物， 内物体上升了 ，大滑轮重 。不计绳重及滑轮与轴、绳之间 的摩擦，下列结论正确的是( ) AD A.人拉绳时所做的有用功为 B.人拉绳时所做的有用功为 C.内绳端下降了 D.此滑轮组机械效率为 第十二讲 简单机械 返回目录 33 04 实验突破 34 探究杠杆的平衡条件 1.实验装置： 第十二讲 简单机械 返回目录 35 2.实验前调节杠杆水平平衡的方法及目的：调节平衡螺母，左端高向左 调，右端高向右调，杠杆水平平衡时能直接在杠杆上读取力臂，便于力臂 的测量。 3.让支点处于杠杆中央的目的：减小杠杆自身重力对实验造成的影响。 4.进行多次实验的目的：改变钩码个数以及钩码所挂的位置，多次实验， 使结论具有普遍性。 5.实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂 阻力×阻力臂。 6.实验过程中使用弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，弹簧测力 计的示数在变大，原因是力臂变小了。 第十二讲 简单机械 返回目录 36 1.【实验设计】 （1）将杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在 _______位置平衡。 （2）在杠杆的左端挂适当数量的钩码，并适当调整钩码的位置；然后 在杠杆的右端挂一定数量的钩码，调节钩码的位置，直到杠杆再次在水平 位置平衡；读出并记下动力、________、阻力、________。 （3）改变钩码的个数及力臂长度，再测至少两组数据。 （4）分析数据，归纳出杠杆的平衡条件。 水平 动力臂 阻力臂 第十二讲 简单机械 返回目录 37 2.【问题探究】 （1）杠杆两端的平衡螺母起什么作用？如何调节？ 提示：调节杠杆，使杠杆在水平位置上平衡，杠杆哪端高，就把平衡 螺母向哪端调节。 （2）在本实验中，为什么要使杠杆在水平位置上平衡？ 提示：便于精确地测量力臂。 （3）实验时为何要多做几次实验和收集多组数据？ 提示：只通过一组数据就得出结论，会使结论具有偶然性和片面性， 没有普遍性和科学性。 第十二讲 简单机械 返回目录 38 例8 [2023湖南] 小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠 杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格的长度均相等。 （1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平 位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向____（选填“右”或“左”）调节。 右 第十二讲 简单机械 返回目录 39 （2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力 ，左侧钩码 对杠杆施的力为阻力；测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂 ；多次换用 不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡， 得到实验数据如表： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 1.5 10.0 0.5 30.0 … 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是___________。 第十二讲 简单机械 返回目录 40 （3）本次探究经过多次实验的目的是___。 B A.减小实验误差 B.寻找普遍规律 （4）如图乙所示，将、 位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会________ __（选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。 右端下沉 （5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在、位置拉杠杆上同一点 ，杠杆 都在水平位置平衡，弹簧测力计在位置竖直向上的拉力为，在 位置斜 向上的拉力为，则______（选填“大于”“等于”或“小于”） 。 小于 第十二讲 简单机械 返回目录 41 变式跟进8 [2024长春模拟] 在“研究 杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均 匀，每个钩码的质量相等，都等于 。 （1）实验开始时，杠杆如图甲所示 处于静止状态，此时杠杆处于______ （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 平衡 （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙所示的2组钩码，放手后， 杠杆在水平位置是否平衡：________。 不平衡 第十二讲 简单机械 返回目录 42 （3）用弹簧测力计、钩码配合使用，也可以研究杠杆的平衡条件，如图丙 所示，则可用量程为的弹簧测力计在___（选填“”“”或“ ”）处用 竖直向上且大小为____ 的力拉杠杆，使其在水平位置平衡。 1.2 （4）用绳子拴住一根粗细不同质量分布均匀的木头某处，静止后木头水平 平衡，如图丁所示，可判断____（选填“ ”“”“ ”） 。 第十二讲 简单机械 返回目录 43 2 测量滑轮组的机械效率 1.实验原理： 。 2.实验装置： 第十二讲 简单机械 返回目录 44 3.注意事项： （1）实验前弹簧测力计要调零。 （2）实验中要匀速拉动弹簧测力计，目的是使示数稳定，便于读出拉 力的大小。 4.实验结论： （1）同一滑轮组提升不同的物体时，额外功相等，物体越重，有用功 越大，机械效率越高。 （2）用不同滑轮组提升相同的物体时，有用功相等，动滑轮越多，做 的额外功越多，机械效率越低。 第十二讲 简单机械 返回目录 45 5.对某一滑轮组来说，、 与承担动滑轮的绳子段数之间的关系为 ，由机械效率公式 ，可见，对于某一确定的滑轮组 来说，可以不使用刻度尺测和 的具体值。 第十二讲 简单机械 返回目录 46 问题探究 （1）测量滑轮组的机械效率时，要注意哪些事项？ 提示： ①提升钩码时，一定要匀速拉动弹簧测力计竖直向上移动，在移动过 程中读出拉力的大小。 ②弹簧测力计的挂钩和金属杆不能与外壳接触。 第十二讲 简单机械 返回目录 47 （2）影响滑轮组的机械效率的因素有哪些？ 提示：一是钩码重，二是动滑轮重。在使用滑轮组做功时，动滑轮越 轻，额外功的比重就越小；被提的物体越重，有用功的比重就越大；因此 影响滑轮组机械效率的主要因素就是机械重和物重。 例9 [2024邢台模拟] 在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组 有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们 用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码的个数，用弹簧测力计沿竖 直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表。 第十二讲 简单机械 返回目录 48 实验次数 1 2 3 钩码重 2 3 5 钩码上升的高度 0.1 0.1 0.1 绳端拉力 1.0 1.4 2.2 绳端移动距离 0.3 0.3 0.3 有用功 0.2 0.3 0.5 总功 0.30 0.42 0.66 机械效率 66.7 71.4 75.8 （1）分析表中的数据，他的猜想是______（选填“正确”或“错误”）的； 错误 第十二讲 简单机械 返回目录 49 （2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组， 仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表。 实验次数 4 5 6 动滑轮个数 1 2 3 钩码重 6 6 6 绳端拉力 3.6 2.4 2.2 第十二讲 简单机械 返回目录 50 钩码上升的高度 0.2 0.2 0.2 绳端移动距离 0.4 0.8 1.2 有用功 1.2 1.2 1.2 总功 1.44 1.92 2.64 机械效率 83.3 62.5 45.5 续表 第十二讲 简单机械 返回目录 51 分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越___。 进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越____， 所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑__________； 低 大 机械效率 （3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮的个数继续实验，将会出现的困 难是____________________________，你的改进方法是_________________ ___。 绳端移动距离太长，不便操作 降低重物上升的高度 第十二讲 简单机械 返回目录 52 变式跟进9 [2024青海] 在学习杠杆的相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做 了简易杆秤并进行了以下探究： 活动一：了解杆秤的构造及物理原理。 如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆 （标有刻度，可读取被称物体的质量）、提纽组成。 第十二讲 简单机械 返回目录 53 （1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时 杆秤相当于______杠杆； 支点 省力 活动二：自制简易杆秤 该兴趣小组自制的杆秤如图甲所示。其中 秤砣质量为，点为秤盘挂绳位置， 点 为提纽挂绳位置， 点为0刻度线位置。 （2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 _______的物体，点处的刻度数为______ ； 1 000 第十二讲 简单机械 返回目录 54 （3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量， 表示 物体和秤盘质量，表示、之间的距离，表示、 之间的距离。根据 杠杆平衡条件，当秤砣在 点处平衡时，将满足_______________ （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为_____ 。 160 （4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是______________ （只写一条即可）。 将提纽向左移 第十二讲 简单机械 返回目录 55 05 自主选练 见配套《自主 选练本》 56 57 $$