【世纪金榜】湖南省邵阳市2016中考物理-第十二章-简单机械复习课件解析优秀PPT.ppt

第十二章简洁机械一、杠杆一、杠杆1.1.定定义义:在在_的作用下能的作用下能围围着着_转动转动的一根硬棒。的一根硬棒。2.2.五要素五要素:(1)(1)支点支点:杠杆可以杠杆可以绕绕其其转动转动的点的点O O。(2)(2)动动力力:使杠杆使杠杆_的力的力F1F1。(3)(3)阻力阻力:_:_杠杆杠杆转动转动的力的力F2F2。(4)(4)动动力臂力臂:从支点到从支点到_的距离的距离l1l1。(5)(5)阻力臂阻力臂:从支点到从支点到_的距离的距离l2l2。力力固定点固定点转动转动阻碍阻碍动动力作用力作用线线阻力作用阻力作用线线3.3.平衡状平衡状态态:杠杆杠杆_或或_转动转动。4.4.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:_:_。静止静止匀速匀速F F1 1l1 1=F=F2 2l2 25.5.生活中的三类杠杆：生活中的三类杠杆：物理量物理量杠杆杠杆力臂力臂力力特点特点应应用用举举例例省力杠杆省力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_撬棒撬棒费费力杠杆力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_船船桨桨等臂杠杆等臂杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2不省力也不不省力也不费费力力天平天平 费劲费劲省距离省距离=二、滑轮二、滑轮种种类类定滑定滑轮轮动动滑滑轮轮滑滑轮组轮组图图形形定定义义轴轴固定不固定不动动轴轴随物体运随物体运动动动动滑滑轮轮和定滑和定滑轮轮的的组组合合种种类类定滑定滑轮轮动动滑滑轮轮滑滑轮组轮组实实质质_杠杆杠杆_杠杆杠杆特点特点可以可以_，但不可以，但不可以_可以可以_，但不，但不可以可以_可可_和改和改变变_s s与与h h的关系的关系_等臂等臂动动力臂是阻力臂力臂是阻力臂2 2倍的倍的变变更力的方更力的方向向省力省力省力省力变变更力的方向更力的方向省力省力力的方向力的方向s=hs=hs=2hs=2hs=nhs=nh三、机械效率三、机械效率1.1.三三类类功功:(1)(1)有用功有用功:为为了达到目的必了达到目的必须须要做的功。要做的功。(2)(2)额额外功外功:对对达到某一目的没有用又不得不做的功。达到某一目的没有用又不得不做的功。(3)(3)总总功功:_:_和和_的的总总和。和。有用功有用功额额外功外功2.2.机械效率：机械效率：(1)(1)公式：公式：_。(2)(2)规规律：机械效率律：机械效率总总_1_1。(3)(3)提高滑提高滑轮组轮组机械效率的主要方法：机械效率的主要方法：_物重；物重；_动动滑滑轮轮。小于小于增加增加削减削减【读【读练】练】1.1.【画一画】【画一画】杠杆的力臂杠杆的力臂画出自行画出自行车车的刹的刹车车手柄的手柄的动动力的力臂。力的力臂。答案答案:2.2.【判一判】【判一判】杠杆的种杠杆的种类类赛赛艇的艇的桨桨属于属于_杠杆。杠杆。费劲费劲3.3.【辨一辨】滑【辨一辨】滑轮轮和机械效率和机械效率A A装置是装置是_滑滑轮轮,运用它的目的是运用它的目的是_。B B装置是装置是_滑滑轮轮,运用它的目的是运用它的目的是_。_滑滑轮轮机械效率高。机械效率高。定定变变更用力的方向更用力的方向动动可以省力可以省力定定4.4.【填一填】杠杆【填一填】杠杆综综合合用撬棒撬石用撬棒撬石头头,撬棒是撬棒是_杠杆。在力的方向不杠杆。在力的方向不变变的状况下的状况下,要用要用更小的力撬起石更小的力撬起石头头,他的手他的手应应当向当向_(_(选选填填“远远离离”或或“靠近靠近”)”)支点支点O O方向移方向移动动。图图中中O O为为支点支点,F1,F1的力臂的力臂为为l1,F2l1,F2的力臂的力臂为为l2,l2,当杠杆当杠杆平衡平衡时时,F1,F1与与F2F2的定量关系式的定量关系式为为_。省力省力远远离离F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2考点考点1 1杠杆力臂的画法杠杆力臂的画法【失分盲点】【失分盲点】(1)(1)力臂要用大括号或箭头表示出来力臂要用大括号或箭头表示出来,并标注符号并标注符号,不能有遗漏。不能有遗漏。(2)(2)画力时画力时,不要漏画力的方向。不要漏画力的方向。【示范【示范题题1 1】(2015(2015邵阳中考邵阳中考)如如图图是用是用钓鱼钓鱼竿竿钓鱼钓鱼的情景的情景,其中其中动动力力为为F F1 1,阻力阻力为为F F2 2,请请在在图图中作出阻力中作出阻力F F2 2的力臂的力臂l2 2。【解【解题题探究】解答本探究】解答本题时题时思索以下三个思索以下三个问题问题:(1)(1)如何画力的作用如何画力的作用线线?(2)(2)力臂是哪一点到哪一条力臂是哪一点到哪一条线线的距离的距离?(3)(3)力臂是力臂是线线段段还还是射是射线线?提示提示:(1):(1)沿力的方向将作用沿力的方向将作用线线延延长长或反向延或反向延长长,沿力的方向的直沿力的方向的直线线即即为为力的作用力的作用线线。(2)(2)力臂是支点到力的作用力臂是支点到力的作用线线的距离。的距离。(3)(3)力臂用力臂用线线段表示。段表示。【解析】本题考查力臂的作图。从支点起先向力【解析】本题考查力臂的作图。从支点起先向力F2F2的作用线作垂线的作用线作垂线,并标出力臂。并标出力臂。答案答案:如图所示如图所示【备选备选例例题题】1.(20151.(2015衡阳中考衡阳中考)请请依据杠杆的平衡条件作出拔依据杠杆的平衡条件作出拔钉钉子子时时所用最小所用最小动动力力F F的示意的示意图图和它的和它的动动力臂力臂L1L1。【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆力臂的画法。依据杠【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆力臂的画法。依据杠杆的平衡条件可知杆的平衡条件可知,在阻力、阻力臂确定的状况下在阻力、阻力臂确定的状况下,动力臂越长越省动力臂越长越省力力,最长的力臂即支点与作用点的连线最长的力臂即支点与作用点的连线,然后依据力臂的画法作出垂然后依据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可。直于力臂的作用力即可。答案答案:如图所示如图所示2.(20142.(2014来来宾宾中考中考)如如图图所示所示,请请画出力画出力F F对对支点支点O O的力臂的力臂l。【解析】【解析】本题考查力臂的画法。沿力本题考查力臂的画法。沿力F F的方向画出力的作用线的方向画出力的作用线,从支从支点点O O向力向力F F的作用线作垂线段的作用线作垂线段,在垂线段与力在垂线段与力F F的作用线相交处标上垂的作用线相交处标上垂直符号直符号,垂线段即是力臂。垂线段即是力臂。答案答案:如图所示如图所示【学【学问问拓展】找最拓展】找最长长力臂的三种状况力臂的三种状况求最小求最小动动力力,就是就是转转化化为为找最找最长长力臂力臂问题问题。找最。找最长长力臂力臂,一般分三种状一般分三种状况况:(1)(1)在在动动力的作用点明确的状况下力的作用点明确的状况下,就是以支点到力的作用点的就是以支点到力的作用点的连线连线作作为为力臂力臂,这这个力臂最个力臂最长长,过过力的作用点作力臂的垂力的作用点作力臂的垂线线,正确确定力的方正确确定力的方向从而作最小的力。向从而作最小的力。(2)(2)在在动动力作用点未明确力作用点未明确规规定定时时,首先首先应应找出距支点最找出距支点最远远的点作的点作为动为动力力作用点作用点,然后再按然后再按(1)(1)的步的步骤骤完成。完成。(3)(3)在支点不明确的状况下在支点不明确的状况下,首先要通过比较找出合适的支点首先要通过比较找出合适的支点,进而找进而找到动力作用点到动力作用点,再按再按(1)(1)的步骤完成。的步骤完成。考点考点2 2杠杆平衡条件的杠杆平衡条件的应应用用1.1.推断杠杆的推断杠杆的类类型型:依据力臂大小依据力臂大小,(1)(1)省力杠杆省力杠杆:动动力臂大于阻力臂力臂大于阻力臂,动动力小于阻力。力小于阻力。(2)(2)费劲费劲杠杆杠杆:动动力臂小于阻力臂力臂小于阻力臂,动动力大于阻力。力大于阻力。(3)(3)等臂杠杆等臂杠杆:动动力臂等于阻力臂力臂等于阻力臂,动动力等于阻力。力等于阻力。2.2.计计算算动动力或阻力力或阻力:依据依据F1l1=F2l2,F1l1=F2l2,已知其中的三个量已知其中的三个量,计计算第四个算第四个物理量。物理量。3.3.推断杠杆是否平衡推断杠杆是否平衡:若若F1l1=F2l2,F1l1=F2l2,杠杆平衡杠杆平衡;若若F1l1F2l2,F1l1F2l2,杠杆向力与力臂乘杠杆向力与力臂乘积积大的方向偏大的方向偏转转。【示范【示范题题2 2】(2015(2015邵阳中考邵阳中考)如如图图,下列工具中属于下列工具中属于费劲费劲杠杆的是杠杆的是 ()【解析】【解析】选选B B。本。本题题考考查查杠杆的分杠杆的分类类。由生活常。由生活常识识可知可知,起子、起子、钢丝钢丝钳钳、独、独轮车轮车都是都是动动力臂大于阻力臂力臂大于阻力臂,属于省力杠杆属于省力杠杆;镊镊子的支点是子的支点是镊镊子的子的顶顶端端,阻力的作用点是阻力的作用点是镊镊子的末端子的末端,动动力的作用点是手与力的作用点是手与镊镊子的子的接触点接触点,故阻力臂大于故阻力臂大于动动力臂力臂,属于属于费劲费劲杠杆。故杠杆。故选选B B。【示范【示范题题3 3】(2015(2015怀怀化中考化中考)如如图图所示所示,一一处处于水平平衡状于水平平衡状态态的杠的杠杆杆,杠杆上所杠杆上所标标刻度每小格刻度每小格长为长为3 cm3 cm。某同学在探。某同学在探讨讨杠杆平衡杠杆平衡试验时试验时,在杠杆上的在杠杆上的A A点挂四个点挂四个钩码钩码,每个重每个重为为1 N,1 N,用用弹弹簧簧测测力力计计在在B B点点竖竖直直向上拉杠杆向上拉杠杆,使杠杆水平平衡使杠杆水平平衡,此此时弹时弹簧簧测测力力计计拉力的力臂拉力的力臂为为cm,cm,弹弹簧簧测测力力计计的示数的示数为为N N。【解析】【解析】本题考查杠杆的平衡条件的应用。已知杠杆上所标刻度每本题考查杠杆的平衡条件的应用。已知杠杆上所标刻度每小格长为小格长为3 cm3 cm。则弹簧测力计拉力的力臂为。则弹簧测力计拉力的力臂为83 cm=24 cm,83 cm=24 cm,由杠杆由杠杆平衡条件可知平衡条件可知,G,G钩码钩码12 cm=F24 cm,12 cm=F24 cm,即即4 N12 cm=F24 cm,4 N12 cm=F24 cm,解解得得F=2 NF=2 N。答案答案:24242 2【示范【示范题题4 4】(2014(2014邵阳中考邵阳中考)小猴和小白兔同小猴和小白兔同时发觉时发觉了一个了一个实实心心胡胡萝萝卜卜,它它们们都想多分点。小猴提出支配方案都想多分点。小猴提出支配方案:将胡将胡萝萝卜放在三角形卜放在三角形石石块块的尖端的尖端,调调整胡整胡萝萝卜位置卜位置,使胡使胡萝萝卜静止卜静止时时保持水平保持水平,然后沿支点然后沿支点处竖处竖直切开直切开,各拿一份各拿一份,如如图图甲所示。小白兔甲所示。小白兔说说:“:“我要我要长长的那一的那一头头!”,!”,小猴却暗自小猴却暗自兴奋兴奋。(1)(1)从从质质量角度来看量角度来看,小猴有没有吃小猴有没有吃亏亏?答答:。(2)(2)从从图图乙可以看出乙可以看出,造成上述造成上述现现象的象的缘缘由是由是:A:A端重力的力臂端重力的力臂(选选填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)B”)B端重力的力臂端重力的力臂,依据杠杆平衡的条件可得出依据杠杆平衡的条件可得出:A:A端的端的质质量量(选选填填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)B”)B端的端的质质量。量。【解析】本题考查杠杆平衡条件及其应用。题中【解析】本题考查杠杆平衡条件及其应用。题中,以以O O为支点为支点,左端的重心在左端的重心在A A处处,右端的重心在右端的重心在B B处处,依据杠杆的平衡条件依据杠杆的平衡条件:GAOA=GBOB,GAOA=GBOB,因为因为OAOB,OAGBGAGB。依据依据G=mgG=mg可知可知,A,A端的质量大些。端的质量大些。所以小猴没有吃亏所以小猴没有吃亏,是小白兔吃亏了。是小白兔吃亏了。答案答案:(1):(1)小猴没有吃亏小猴没有吃亏(2)(2)小于大于小于大于【备选备选例例题题】(2014(2014南宁中考南宁中考)如如图图所示所示,有一有一质质量不量不计计的的长长木板木板,左端可左端可绕绕O O点点转动转动,在它的右端放一重在它的右端放一重为为G G的物的物块块,并用一并用一竖竖直向上的直向上的力力F F拉着。当物拉着。当物块块向左匀速运向左匀速运动时动时,木板始木板始终终在水平位置保持静止在水平位置保持静止,在此在此过过程中程中,拉力拉力F F()A.A.变变小小B.B.变变大大C.C.不不变变D.D.先先变变大后大后变变小小【解题关键】解答本题抓住以下关键【解题关键】解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:确定阻力和阻力臂确定阻力和阻力臂,推断阻力和阻力臂是否变更。推断阻力和阻力臂是否变更。关键关键2:2:确定动力的方向和动力臂。确定动力的方向和动力臂。【解析】【解析】选选A A。本题考查杠杆平衡条件的应用。由题图及题意可知。本题考查杠杆平衡条件的应用。由题图及题意可知,随着物块向左匀速运动且木板始终在水平位置保持静止随着物块向左匀速运动且木板始终在水平位置保持静止,则阻力不变则阻力不变,阻力臂变小阻力臂变小,动力臂不变动力臂不变(木板的长度木板的长度),),由杠杆平衡条件由杠杆平衡条件F F1 1l l1 1=F=F2 2l l2 2得得,动力即拉力动力即拉力F F减小减小,故选故选A A。【互【互动动探究】探究】若杠杆若杠杆竖竖直直悬悬于于O O点点,在其下端施一水平拉力在其下端施一水平拉力F,F,让让杠杆杠杆缓缓慢慢转转到到图图中中虚虚线线所示位置。在所示位置。在转动转动的的过过程中程中()A.A.动动力臂力臂渐渐变渐渐变大大B.B.阻力臂阻力臂渐渐变渐渐变小小C.C.动动力力F F渐渐变渐渐变大大D.D.动动力力F F渐渐渐渐减小减小【解析】选【解析】选C C。本题考查杠杆平衡条件的应用。分析杠杆的转动过程。本题考查杠杆平衡条件的应用。分析杠杆的转动过程可以看出可以看出,动力是力动力是力F,F,阻力是杠杆的重力阻力是杠杆的重力,在竖直位置在竖直位置,动力的力臂最动力的力臂最大大,是杠杆的长度是杠杆的长度,转动到虚线位置过程中转动到虚线位置过程中,动力的力臂渐渐变小动力的力臂渐渐变小,而而阻力的力臂在竖直位置时是阻力的力臂在竖直位置时是0,0,转动到虚线位置的过程中转动到虚线位置的过程中,阻力的力臂阻力的力臂渐渐变大渐渐变大,在整个转动过程中阻力大小不变在整个转动过程中阻力大小不变,因为阻力臂变大因为阻力臂变大,因此阻因此阻力与阻力臂的乘积变大力与阻力臂的乘积变大,即动力与动力臂的乘积变大即动力与动力臂的乘积变大,又因为动力臂又因为动力臂渐渐变小渐渐变小,所以动力渐渐变大。所以动力渐渐变大。考点考点3 3机械效率机械效率1.1.规规律律:运用机械运用机械时时,不得不做一些不得不做一些额额外功外功,所以机械效率所以机械效率总总小于小于1 1。2.2.机械效率的机械效率的计计算算:3.3.影响因素影响因素:(1)(1)有关因素有关因素:物重物重:同一滑同一滑轮组轮组,物重越重物重越重,机械效率越大。机械效率越大。动动滑滑轮轮重重:不同滑不同滑轮组轮组,提升物重相同提升物重相同时时,动动滑滑轮轮越重越重,机械效率越机械效率越小。小。(2)(2)无关因素无关因素:有用功或有用功或额额外功的多少、机械的省力状况、物体移外功的多少、机械的省力状况、物体移动动距离、距离、绳绳子股数等。子股数等。【失分盲点】【失分盲点】(1)(1)不要认为滑轮组不变不要认为滑轮组不变,滑轮组的机械效率不变。对于同一滑轮组滑轮组的机械效率不变。对于同一滑轮组,提升的物重不同提升的物重不同,机械效率不同。机械效率不同。(2)(2)水平方向上拉动物体时水平方向上拉动物体时,克服摩擦力做的功为有用功克服摩擦力做的功为有用功,而不是额外而不是额外功。功。【示范【示范题题5 5】(2014(2014邵阳中考邵阳中考)如如图图所示所示,工人用工人用250N250N的力的力F F将重将重为为400 N400 N的物体的物体在在10 s10 s内匀速提升内匀速提升2 m,2 m,则则此此过过程中程中()A.A.工人做的有用功工人做的有用功为为800 J800 JB.B.工人做的工人做的总总功功为为500 J500 JC.C.滑滑轮组轮组的机械效率的机械效率为为60%60%D.D.拉力做功的功率拉力做功的功率为为20 W20 W【解析】【解析】选选A A。本题考查功、功率和机械效率的计算。工人做的有。本题考查功、功率和机械效率的计算。工人做的有用功用功W W有用有用=Gh=400 N2 m=800 J,A=Gh=400 N2 m=800 J,A正确正确;工人做的总功工人做的总功W W总总=Fs=F2h=Fs=F2h=250 N22 m=1 000 J,B=250 N22 m=1 000 J,B错误错误;滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率=100%=100%=100%=80%,C=100%=80%,C错误错误;拉力做功的功率拉力做功的功率P=100 W,P=100 W,故故D D错误。故选错误。故选A A。【示范【示范题题6 6】(2015(2015南充中考南充中考)如如图图所示所示,沿斜面沿斜面对对上拉一个重上拉一个重为为4.5 N4.5 N的物体到斜面的物体到斜面顶顶端端,斜面斜面长长1.2 m,1.2 m,高高0.3 m,0.3 m,拉力做功拉力做功为为2.16 J,2.16 J,则这则这个斜面的机械效率是个斜面的机械效率是%,%,物体受到的摩擦力是物体受到的摩擦力是N N。【解析】【解析】本题考查斜面机械效率的基本计算。本题考查斜面机械效率的基本计算。有用功有用功:W:W有用有用=Gh=4.5 N0.3 m=1.35 J;=Gh=4.5 N0.3 m=1.35 J;总功总功:W:W总总=2.16 J,=2.16 J,斜面的效率斜面的效率:额外功额外功:W:W额额=W=W总总-W-W有用有用=2.16 J-1.35 J=0.81 J,=2.16 J-1.35 J=0.81 J,因为因为W W额额=fs,=fs,所以摩擦力大小所以摩擦力大小:答案答案:62.562.50.6750.675【示范【示范题题7 7】(2013(2013衡阳中考衡阳中考)某物体在某物体在竖竖直方向受到直方向受到90 N90 N的拉力的拉力,以以0.2 m/s0.2 m/s的速度匀速向上运的速度匀速向上运动动。(空气阻力不空气阻力不计计)求求:(1)(1)物体在物体在10 s10 s内上升的距离。内上升的距离。(2)(2)物体受到的重力。物体受到的重力。(3)(3)如如图图所示所示,若改用机械效率若改用机械效率为为80%80%的滑的滑轮组轮组,用用10 N10 N的拉力使物体的拉力使物体仍以仍以0.2 m/s0.2 m/s的速度匀速向右移的速度匀速向右移动动,求求10 s10 s内人内人对对物体所做的有用功物体所做的有用功率。率。【解题关键】【解题关键】解答本题抓住以下关键点解答本题抓住以下关键点:(1)(1)路程的计算公式路程的计算公式s=vts=vt(2)(2)物体处于平衡状态时物体处于平衡状态时,G=F,G=F(3)(3)用滑轮组水平拉动物体用滑轮组水平拉动物体,拉力做的功为总功拉力做的功为总功,克服物体与水平面克服物体与水平面摩擦做的功为有用功。摩擦做的功为有用功。【解析】本题考查功、功率及机械效率的综合计算。【解析】本题考查功、功率及机械效率的综合计算。(1)(1)依据速度公式计算物体上升的距离依据速度公式计算物体上升的距离,因为因为 ,所以物体上升所以物体上升的距离的距离:s=vt=0.2m/s10 s=2 m;:s=vt=0.2m/s10 s=2 m;(2)(2)物体竖直向上做匀速直线运动物体竖直向上做匀速直线运动,处于平衡状态处于平衡状态,由平衡条件由平衡条件得得:G=F=90N;:G=F=90N;(3)(3)运用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体运用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体,克服物体与地面间的摩擦克服物体与地面间的摩擦力所做的功是有用功力所做的功是有用功,拉力所做的功是总功。物体的路程拉力所做的功是总功。物体的路程:s=vt=0.2m/s10 s=2 m;:s=vt=0.2m/s10 s=2 m;由图示滑轮组可知由图示滑轮组可知,有三段绳子拉着物体有三段绳子拉着物体,即即n=3,n=3,所以绳子自由端移所以绳子自由端移动的距离动的距离s=n s=32m=6 m,s=n s=32m=6 m,拉力做的总功拉力做的总功W W总总=Fs=10N6 m=60 J,=Fs=10N6 m=60 J,因为因为 ,所以所以W W有用有用=W=W总总=80%60 J=48 J,=80%60 J=48 J,有用功率有用功率 答案答案:(1)2m:(1)2m(2)90 N(2)90 N(3)4.8 W(3)4.8 W【备选备选要点】一、滑要点】一、滑轮组轮组的推断及特点的推断及特点1.1.推断滑推断滑轮组轮组的股数的股数:(1)(1)切切线线法法:在在动动滑滑轮轮和定滑和定滑轮轮之之间间画一条虚画一条虚线线,数出与数出与动动滑滑轮轮相接触相接触的的绳绳子段数子段数n n。(2)(2)依据依据F F和和G G的关系的关系:n=,:n=,若若n n计计算算结结果不是整数果不是整数,实实行行“进进一法一法”,”,使使n n取整数。取整数。2.2.省力状况：省力状况：(1)(1)不不计计摩擦和机械本身重力：摩擦和机械本身重力：F=GF=G物。物。(2)(2)不不计计摩擦和摩擦和绳绳重：重：F=(GF=(G物物+G+G动动)。3.3.组组装滑装滑轮组轮组:按按“奇奇动动偶定偶定”的原的原则则(1)n(1)n为为奇数奇数,绳绳子的固定端在子的固定端在动动滑滑轮轮的挂的挂钩钩上。上。(2)n(2)n为为偶数偶数,绳绳子的固定端在定滑子的固定端在定滑轮轮的挂的挂钩钩上。上。【技法攻略】【技法攻略】(1)(1)绕线时绕线时,按从内到外的依次且全部滑按从内到外的依次且全部滑轮轮都有都有绕线绕线。(2)(2)所画的所画的线线要直要直,与滑与滑轮轮的的边缘边缘相切。相切。【学【学问问拓展】滑拓展】滑轮组轮组的的设计设计(1)n(1)n为为偶数偶数时时,绳绳子的固定端子的固定端应应拴在定滑拴在定滑轮轮上上(即即“偶定偶定”),”),假如不假如不须须要要变变更用力的方向更用力的方向(例如例如:自由端向上拉自由端向上拉),),则须则须要的要的动动滑滑轮轮个数个数为为 ,定滑定滑轮轮的个数比的个数比动动滑滑轮轮少一个少一个,如如图图甲所示甲所示;假如假如须须要要变变更用力更用力的方向的方向(例如例如:自由端向下拉自由端向下拉),),则动则动滑滑轮轮和定滑和定滑轮轮个数都等于个数都等于 ,如如图图乙所示。乙所示。(2)n(2)n为为奇数奇数时时,绳绳子的固定端子的固定端应应拴在拴在动动滑滑轮轮上上(即即“奇奇动动”),”),假如不假如不须须要要变变更用力的方向更用力的方向,则动则动滑滑轮轮和定滑和定滑轮轮的个数相等的个数相等,都等于都等于 ,如如图图丙所示丙所示;假如假如须须要要变变更用力的方向更用力的方向,则须则须要加一个定滑要加一个定滑轮轮,即即动动滑滑轮轮的个数的个数为为 ,定滑定滑轮轮个数个数为为 ,如如图图丁所示。丁所示。综综上所述上所述,滑滑轮组设计轮组设计原原则归纳为则归纳为:偶定奇偶定奇动动,一一动动配确定配确定,偶数减一偶数减一定定,变变向加确定。向加确定。滑滑轮组轮组在在绕绳时绕绳时假如假如动动滑滑轮轮少少,那么那么绳绳的起始端就固定在的起始端就固定在动动滑滑轮轮上向上向定滑定滑轮绕轮绕起起,反之定滑反之定滑轮轮少少,则绳则绳的起始端就固定在定滑的起始端就固定在定滑轮轮上向上向动动滑滑轮绕轮绕起起;绕绳时绕绳时,绳绳不行相交。不行相交。【示范【示范题题1 1】(2014(2014衡阳中考衡阳中考)如如图图,某人站在某人站在A A处处通通过过一根一根绳绳子和子和两个滑两个滑轮轮匀速提起物体匀速提起物体B,B,所用的拉力所用的拉力F=100N,F=100N,物体物体B B重重300N(300N(不不计计滑滑轮轮重和重和绳绳重重,不不计计摩擦力摩擦力),),画出滑画出滑轮组轮组的的绕线绕线【解题关键】解答本题需明确如何求担当总重的绳子股数。【解题关键】解答本题需明确如何求担当总重的绳子股数。【解析】本题考查滑轮组的组装。由【解析】本题考查滑轮组的组装。由F=100N,G=300NF=100N,G=300N知知F=G,F=G,所以由三股绳子担当重力所以由三股绳子担当重力,即绳子的起点在动滑轮的钩上即绳子的起点在动滑轮的钩上,然后依次穿过定滑轮、动滑轮。然后依次穿过定滑轮、动滑轮。答案答案:如图所示如图所示【示范【示范题题2 2】(2015(2015广广东东中考中考)如如图图所示所示,已知物体已知物体A A和和动动滑滑轮轮的的总总重重为为200N,200N,当物体当物体A A匀速上上升度匀速上上升度为为1m1m时时,绳绳子移子移动动的距离的距离为为m,m,人人对绳对绳子的拉力子的拉力为为N,N,拉力所做的功拉力所做的功为为J J。(绳绳子与滑子与滑轮轮的摩擦力、空气阻力忽的摩擦力、空气阻力忽视视不不计计)【解析】本题考查滑轮组的特点以及功的计算。由题图可知【解析】本题考查滑轮组的特点以及功的计算。由题图可知,动滑轮和物体的总重是由动滑轮和物体的总重是由2 2段绳子担当的段绳子担当的,所以绳子移动的距离所以绳子移动的距离:s=2h=21m=2m;:s=2h=21m=2m;人对绳子的拉力人对绳子的拉力:F=G:F=G总总=200N=100N;=200N=100N;拉力所做的功拉力所做的功:W=Fs=100N2m=200J:W=Fs=100N2m=200J。答案答案:2:2100100200200二、二、简洁简洁机械的特点机械的特点1.1.常常见见种种类类:杠杆、滑杠杆、滑轮轮、斜面。、斜面。2.2.特点的比特点的比较较:【特殊提示】运用机械可以省力或省距离【特殊提示】运用机械可以省力或省距离,但不能省功。但不能省功。【示范【示范题题3 3】(2013(2013黄石中考黄石中考)下列关于下列关于简洁简洁机械的描述不正确的机械的描述不正确的是是()A.A.钓鱼钓鱼竿是省力杠杆竿是省力杠杆B.B.动动滑滑轮轮是省力机械是省力机械C.C.天平是等臂杠杆天平是等臂杠杆 D.D.利用斜面可以省力利用斜面可以省力【解析】选【解析】选A A。本题考查简洁机械的学问。生活中常见的简洁机械有。本题考查简洁机械的学问。生活中常见的简洁机械有杠杆、滑轮、斜面和轮轴。杠杆又分为省力杠杆、费劲杠杆和等臂杠杆、滑轮、斜面和轮轴。杠杆又分为省力杠杆、费劲杠杆和等臂杠杆。钓鱼竿动力臂小于阻力臂杠杆。钓鱼竿动力臂小于阻力臂,为费劲杠杆为费劲杠杆;斜面是个省力的机械斜面是个省力的机械,并且在斜面高度确定时并且在斜面高度确定时,斜面越长越省力。动滑轮可以省一半的力斜面越长越省力。动滑轮可以省一半的力,为省力杠杆为省力杠杆;天平是等臂杠杆。故选天平是等臂杠杆。故选A A。【示范【示范题题4 4】(2013(2013淄博中考淄博中考)如如图图是运用是运用简洁简洁机械匀速提升同机械匀速提升同一物体的四种方式一物体的四种方式(不不计计机械重和摩擦机械重和摩擦),),其中所需其中所需动动力最小的是力最小的是 ()【解题指南】解答本题抓住以下关键【解题指南】解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:推断简洁机械的类型。推断简洁机械的类型。关键关键2:2:推断滑轮的类型及担当总重的绳子股推断滑轮的类型及担当总重的绳子股(段段)数。数。关键关键3:3:推断动力臂和阻力臂之间的关系。推断动力臂和阻力臂之间的关系。【解析】选【解析】选D D。本题考查对简洁机械的理解。不计摩擦和机械自重。本题考查对简洁机械的理解。不计摩擦和机械自重,因此机械都是志向机械因此机械都是志向机械,A,A项斜面长为斜面高的项斜面长为斜面高的2 2倍倍,则拉力为物体重则拉力为物体重力的二分之一。力的二分之一。B B项滑轮组有项滑轮组有3 3端绳子拉着端绳子拉着,则拉力为物体重力的三分则拉力为物体重力的三分之一。之一。C C项定滑轮不省力项定滑轮不省力,即拉力等于重力。即拉力等于重力。D D项杠杆的动力臂是阻力项杠杆的动力臂是阻力臂的臂的4 4倍倍,依据杠杆平衡原理依据杠杆平衡原理,则拉力为物体重力的四分之一。故选则拉力为物体重力的四分之一。故选D D。【示范【示范题题5 5】(2014(2014德州中考德州中考)如如图图所示所示,在斜面上拉一重在斜面上拉一重50N50N的木的木块块到到0.3m0.3m高高处处,木木块块沿斜面沿斜面对对上移上移动动了了1m,1m,共耗共耗时时5s,5s,已知拉力已知拉力为为20N,20N,则则拉力的功率拉力的功率为为W,W,此斜面的机械效率此斜面的机械效率为为。【解析】【解析】本题考查功率的计算；斜面的机械效率。本题考查功率的计算；斜面的机械效率。有用功有用功：W W有有=Gh=50N0.3 m=15 J=Gh=50N0.3 m=15 J，拉力做的总功：拉力做的总功：W W总总=Fs=20N1 m=20 J=Fs=20N1 m=20 J，拉力的功率：拉力的功率：P=P=斜面的机械效率：斜面的机械效率：=答案：答案：4 475%75%【学【学问问拓展】拓展】对对机械效率小于机械效率小于1 1的理解的理解(1)(1)用用问题问题引出机械效率的定引出机械效率的定义义。当你用水桶提水当你用水桶提水时时,有两只大小相同的水桶可供有两只大小相同的水桶可供选择选择,一只是一只是轻质轻质塑料桶塑料桶,另一只是厚另一只是厚铁铁皮桶皮桶,你你选择选择哪一只水桶哪一只水桶?为为什么什么?(?(答答:选择轻选择轻质质塑料水桶塑料水桶,因因为为提同提同样样多的水多的水,用塑料桶用塑料桶须须要做的要做的额额外功外功较较少少)通通过过回答回答,使学生意使学生意识识到到:我我们们在运用机械做功在运用机械做功时时,额额外功是不行避外功是不行避免的免的,但我但我们总们总希望做的希望做的额额外功越少越好外功越少越好,也就是有用功在也就是有用功在总总功中所功中所占的比例越大越好。至此占的比例越大越好。至此,可以引可以引导导学生自己学生自己总结总结出机械效率的定出机械效率的定义义和公式。和公式。(如何如何计计算比例算比例?引出有用功在引出有用功在总总功中占的比例功中占的比例机械效机械效率率)(2)(2)通通过过探探讨问题讨问题加深理解。加深理解。机械效率的凹凸表示的物理意机械效率的凹凸表示的物理意义义是什么是什么?(?(答答:有用功在有用功在总总功中所占功中所占比例的凹凸比例的凹凸)机械效率的机械效率的单单位是什么位是什么?答答:机械效率是两个功机械效率是两个功(W(W有、有、W W总总)的比的比值值,没有没有单单位位 为为什么机械效率什么机械效率总总小于小于1?1?能不能等于能不能等于1?(1?(运用机械做功运用机械做功时时,一般情一般情况下况下,不行避开地要做一部分不行避开地要做一部分额额外功外功,有用功有用功总总小于小于总总功功,所以机械效所以机械效率率总总小于小于1)1)(3)(3)运用机械做功运用机械做功总总是希望机械效率越大越好是希望机械效率越大越好,以打水以打水为为例例,引引导导学生学生探探讨讨如何提高机械效率呢如何提高机械效率呢?方法一方法一:额额外功确定外功确定时时,增加有用功增加有用功;方法二方法二:有用功确定有用功确定时时,削减削减额额外外功。功。(4)(4)让让学生了解有关滑学生了解有关滑轮组轮组机械效率的机械效率的计计算算题题,帮助学生从具体帮助学生从具体应应用用中理解有用功、中理解有用功、额额外功和外功和总总功功,熟悉机械效率的熟悉机械效率的计计算公式算公式,找到解答找到解答此此类问题类问题的关的关键键。主主题题一探究杠杆的平衡条件一探究杠杆的平衡条件【试验试验装置】装置】【试验试验关关键键】(1)(1)调调平衡平衡:调调杠杆两端的平衡螺母杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在使杠杆在_位置静止。位置静止。(2)(2)测测力和力臂力和力臂:杠杆两杠杆两侧侧受到的作用力等于各自受到的作用力等于各自钩码钩码的重力的重力,力臂力臂为为l1l1和和l2l2。(3)(3)分析数据分析数据:多次多次变变更力和力臂更力和力臂,得到不同数据得到不同数据,并分析并分析动动力、力、动动力臂和阻力、阻力臂的关系。力臂和阻力、阻力臂的关系。水平水平【要点探究】【要点探究】(1)(1)试验试验前前,如何如何调调整平衡螺母使其在水平位置平衡整平衡螺母使其在水平位置平衡?提示提示:按按“左偏左偏(低低)右右调调,右偏右偏(低低)左左调调”的原的原则则。(2)(2)为为什么要使杠杆在水平位置平衡什么要使杠杆在水平位置平衡?提示提示:便于便于读读出力臂大小出力臂大小;克服杠杆自身重力的影响。克服杠杆自身重力的影响。(3)(3)试验试验中中,为为什么要多次什么要多次试验试验,收集不同数据收集不同数据?提示提示:使使试验结论试验结论更具有普遍性。更具有普遍性。【示范案例】【示范案例】(2015(2015长长沙中考沙中考)小小刚刚和小明等同学一起做和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条探究杠杆的平衡条件件”的的试验试验。(1)(1)小小刚刚将杠杆中点置于支架上将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止当杠杆静止时时,发觉发觉杠杆的左端杠杆的左端上上翘翘,此此时时,他他应应将杠杆两端的平衡螺母向将杠杆两端的平衡螺母向(选选填填“左左”或或“右右”)”)调调整整,使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡。(2)(2)如如图图甲所示甲所示,若每个若每个钩码钩码重重0.5N,0.5N,且杠杆上每格相等且杠杆上每格相等,小明在杠杆小明在杠杆左端左端图图示位置示位置处处挂上挂上3 3个个钩码钩码,为为使杠杆在水平位置平衡使杠杆在水平位置平衡,他在他在图图中中A A处处施加一个方向向上的力施加一个方向向上的力F F1 1,此力大小至少此力大小至少为为N N。(3)(3)若撤去力若撤去力F F1 1,改在杠杆右端改在杠杆右端B B处处施加一个方向向下的力施加一个方向向下的力F F2 2(如如图图乙所乙所示示),),仍使杠杆平衡。仍使杠杆平衡。请请在在图图乙中画出力乙中画出力F F2 2的力臂。的力臂。【解析】本题考查杠杆平衡条件的探究。【解析】本题考查杠杆平衡条件的探究。(1)(1)调整杠杆在水平位置平调整杠杆在水平位置平衡时衡时,依据左偏右调依据左偏右调,右偏左调的原则右偏左调的原则,杠杆的左端上翘杠杆的左端上翘,则右端下沉则右端下沉,应将平衡螺母向左调。应将平衡螺母向左调。(2)(2)通过试验分析得出通过试验分析得出:动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂。当力的方向与杠杆垂直时阻力臂。当力的方向与杠杆垂直时,力臂最短力臂最短,故故0.53N4l=F13l,0.53N4l=F13l,故故F1=2NF1=2N。(3)(3)力臂是支点到力的作用线的距离力臂是支点到力的作用线的距离,故将力故将力F2F2的作用线反向延长的作用线反向延长,从支点从支点O O作力的作用线的垂线作力的作用线的垂线,垂线段用垂线段用大括号表示出来大括号表示出来,即为力臂。即为力臂。答案答案:(1)(1)左左(2)2(2)2(3)(3)【备选备选例例题题】(2014(2014衡阳中考衡阳中考)小明和小小明和小红红利用如利用如图图甲所示装置甲所示装置,在杠杆支点的两在杠杆支点的两边边分分别别挂上挂上钩码钩码来探究杠杆的平衡条件。来探究杠杆的平衡条件。(1)(1)如如图图甲甲,为为使杠杆在水平位置平衡使杠杆在水平位置平衡,应应将左端的平衡螺母向将左端的平衡螺母向(选选填填“左左”或或“右右”)”)移移动动。(2)(2)小明在小明在试验试验中中记录记录了三次了三次试验试验数据如下表数据如下表:由由试验试验数据可得