内容正文:
人教版初中物理2026中考一轮复习学案 第十二章 简单机械
一、杠杆
1.杠杆的五要素和平衡条件
(1)杠杆的定义:在力的作用下能绕 转动的硬棒叫做杠杆.
(2)杠杆五要素:
a.支点:杠杆绕着转动的固定点,常用字母 表示.
b.动力:使杠杆 的力,常用字母 表示.
c.阻力: 杠杆转动的力,常用字母 表示.
d.动力臂:从支点到动力作用线的 ,常用字母 表示.
F.阻力臂:从支点到阻力作用线的 ,常用字母 表示.
(3)杠杆的平衡条件:._____________________________.
★提示★: 画力臂:①先在杠杆示意图上确定支点;②画出动力作用线和阻力作用线;③最后从支点向力的作用线引垂线.
重难点1 杠杆作图
例一、如图所示,杠杆处于平衡状态,l1为F1的力臂.请作出F2的力臂l2及力F1.
【变式训练1】如图,轻质杠杆左端挂着60 N的重物,O为支点,OA=60 cm,OD=50 cm,OB=30 cm,BC=40 cm,要使曲杆在水平位置平衡,最小力的大小为___N,请作出最小力F的示意图.
(1)画杠杆的“最小力”的技巧:
①画连线,连接支点与动力作用点(或离支点最远的点);②作垂线,作连线的垂线;③标方向,确定力的方向.
(2) 作用在杠杆上力的大小,可以根据杠杆平衡条件进行判断:由F1l1=F2l2得,动力F1= ,动力臂l1越长,动力F1越小.
【补充笔记】
2.杠杆的分类
杠杆
分类
力臂关系
力的关系
特点
实例
省力杠杆
l1____l2
F1____F2
省力,____距离
费力杠杆
l1____l2
F1____F2
____力,省距离
等臂杠杆
l1____l2
F1___F2
不省力,不费力
★提示★ 省力杠杆必费距离,费力杠杆必省距离,既省力又省距离的杠杆是不存在的.
答案:1、固定点O O 转动 F1 阻碍 F2 距离 距离 (F1l1=F2l2)动力×动力臂=阻力×阻力臂
2、省力杠杆 ----- > < 费; 羊角锤、起子、撬棒等;
费力杠杆 ——— < > 费; 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等;
等臂杠杆 ------- = = ; 天平、定滑轮等
二、滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
实质
-----------
------------
特点
在不考虑绳子重、滑轮重和摩擦力的情况下,F=⑩____
距离关系
____
____
____
答案:定滑轮---等臂杠杆 ; 不省力,不费距离,但能改变力的方向;s=h
动滑轮---省力杠杆 ;可以省力(省一半力),费距离,不能改变力的方向;s=2h
滑轮组------ G ;s=nh
1.滑轮组省力情况取决于作用在动滑轮上的绳子段数,作用在动滑轮上的绳子段数越多,越省力
2.竖提物体时,绳末端的力为F=(不计绳重与摩擦),移动的距离为s=nh.有用功是W有=Gh,总功W总=Fs,额外功W额=W总-W有=Fs-Gh,机械效率η==.
3.水平拉动物体时,克服摩擦力所做的功W有=s物,拉力F所做的功 W总=Fs=Fns物,.
三、斜面与轮轴
名称
斜面
轮轴
示意图
应用
楼梯、盘山公路等
方向盘、水龙头、扳手
斜面的机械效率的计算:有用功W有=Gh,拉力做的总功W总=Fs;机械效率η==,额外功W额=W总-W有=fs.
四、机械效率
有用功
我们需要的、必须要做的功叫做有用功,用W有表示
额外功
我们在做有用功的同时,还不得不多做的功叫做额外功,用W额表示
总功
W总=W有+W额
机械效率
η=.
★思考★
1.机械效率是一个比值,通常用百分数表示,机械效率总小于 1,为什么?
2.提高滑轮组机械效率的方法有哪3种?
3.滑轮组的机械效率与物体被提升的高度是否有关?
4.提高斜面机械效率的方法有哪些?
5.使用简单机械是否可以省功即少做功?
五、实验1 探究杠杆的平衡条件
【命题点】
1.实验装置图
2.实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计等.
(1)弹簧测力计的使用和读数.
(2)平衡螺母的作用(实验前调节杠杆在水平位置平衡).
3.实验操作
(1)实验让支点处于杠杆中央的目的(避免杠杆____对实验造成的影响).
(2)调节杠杆在水平位置平衡的目的(便于直接读取____).
(3)杠杆的调节(实验前平衡螺母左高____调,右高____调,杠杆平衡后,实验过程中不能再调节平衡螺母).
4.交流反思
(1)将杠杆一端的钩码换成弹簧测力计的好处(能直接测出拉力的大小,实验操作更方便,但应沿竖直方向拉动,以便测量力臂).
(2)测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计的示数变____.
(3)在杠杆平衡时,两边同时加减砝码后杠杆是否平衡的判断(根据杠杆的平衡条件进行判断).
(4)实验多次测量的目的(一次实验所得数据具有偶然性,使结论具有普遍性).
(5)分析实验数据,总结杠杆平衡的条件.
(6)杠杆类型的判断(通过比较动力臂和阻力臂的大小,可判断杠杆的类型).
(7)杠杆平衡条件的应用.
5.实验结论:杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即____.
答案:自身重力 力臂 左 右 大 F1l1=F2l2
实验2 测量滑轮组的机械效率
【命题点】
1.实验装置图
2.实验操作
(1)实验中竖直匀速拉动弹簧测力计的目的(保证拉力____弹簧测力计的示数).
(2)绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系:s=____(n为作用在动滑轮上绳子的段数).
(3)计算滑轮组的有用功(W有=____).
(4)计算滑轮组的总功(W总=____).
(5)计算滑轮组的机械效率(η===).
3.实验方法:控制变量法.
a.探究滑轮组的机械效率与物重的关系时,使用相同的滑轮组,改变所挂钩码的数量.
b.探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时,控制所挂钩码的数量相同,改变滑轮组中动滑轮的重力.
4.交流反思
(1)分析实验数据,总结滑轮组机械效率的影响因素.
(2)提高滑轮组机械效率的方法(①减少绳与滑轮之间的摩擦,②减小动滑轮的重力,③增加物重).
(3)滑轮组的机械效率与物体被提升的高度及滑轮组的绕线方式无关.
5.实验结论:在其他条件相同时,动滑轮越重,机械效率越____;在绳子所能承受的范围内,所吊物体越重,机械效率越____.
答案:等于nh Gh Fs 低 高
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