2021届中考物理一轮复习 考点12简单机械讲解.pdf

第十二章简单机械【综合备课】2021年中有好理一轮复到色冒裸与象米1.了解：杠杆的基本概念；滑轮的概念；斜面的简单应用与计算。2.会：画杠杆示意图；分析杠杆类型；进行滑轮组的常规计算。3.理解：杠杆平衡条件；定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的利用。4.掌握：杠杆平衡条件实验探究；有用功、总功和机械效率的计算。5.认识：生活中常用杠杆。知识点一：杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着 转动的硬棒，这根硬棒就叫o(1)“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下 的物体。(2)杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2.杠杆的七要素：(1)支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“0”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对；(2)动力：使杠杆 的力叫动力，用“F J表示；(3)阻力：杠杆转动的力叫阻力，用“F 表示；(4)动力作用点：动力在杠杆上的;(5)阻力作用点：阻力在杠杆上的；(6)动力臂：从支点到动力作用线的，用表示；(7)阻力臂：从 支 点 到 阻 力 作 用 线 的,用“4”表示。注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做,而把阻碍杠杆按照需要方向转 动 的 力 叫。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的 的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为对杠杆的转动不起作用。3.杠杆示意图的画法：(1)根据题意先确定支点0;(2)确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；(3)从支点向力的作用线画垂线，并用L和L分别表示动力臂和阻力臂；第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“0”表示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“R”表示。这个力F,作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下，用 表 示 如 图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“L”“12”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。甲乙丙4,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)杠杆的平衡条件实验1)首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图(5)所示，当杠杆在水平位置平衡时，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图(4)杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图(5)方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。(3)杠杆的平衡条件：X动力臂=阻力X,或5.杠杆的应用(1)省力杠杆：动力臂L 阻力臂h,则平衡时R这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力)，但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大)(2)费力杠杆：动力臂L 阻 力 臂 则 平 衡 时 K F2,这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力)，但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)(3)等臂杠杆：动力臂1尸 阻 力 臂 则 平 衡 时K=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。知识点二：滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中 心 有 一 转 动 的 轮 子 叫。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.定滑轮(1)定义：工作时，中间的轴 的滑轮叫定滑轮。(2)实质：是个等臂杠杆。轴心0点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力.(3)特点：，但 可 改 变 力 的。所 谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳重和摩擦)3.动滑轮(1)定义：工作时，轴 随 重 物 一 起 移 动 的 滑 轮 叫。(2)实质：是一个动力臂为阻力臂 的杠杆。(3)特点：省一半力，但不能改变力的 o(4)动力移动的距离是重物移动距离的一倍。对于动滑轮来说：D动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2)动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力R的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。4.滑轮组(1)定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。(2)特点：可以，也 可 以 改 变 力 的。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的，即物(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)注意：如果不忽略动滑轮的重量则：/=,（6物+6滑）。n（3）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$=疝。（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：=咻o5 .斜面是一种可以省力的简单机械，但却费。6 .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）知识点三：机械效率1 .有用功：对机械、活动 的功。公式：W有 用=_（提升重物）=w&-w 额=n w 总；斜面：w f l l=G h 2 .额外功：并非需要但又不得不做的功。公式：WM M“一W有 用=G.h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：=f L。3 .总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W .e=W 有 用+W s i=F S=W W f f l /n ;斜面：W ,s=f L+G h=F L。4 .机械效率：有用功跟总功的o机械效率计算公式：。5 .滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）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）（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：q=卫 任 为 摩 擦 力，/为物体移动距离，F为拉力，S为绳子FS自由端走的距离）6 .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）蜻耆成身耆肉/考 点一：杠杆及其应用考向：杠杆分类、杠杆应用、杠杆平衡条件、杠杆作图。备考：深刻理解杠杆五要素，熟悉省力杠杆和费力杠杆的特点，会利用杠杆平衡条件解答简单问题，加强力与力臂作图训练等。简单机械r考向：定滑轮、动滑轮和滑轮组力与距离关系；考点二：滑轮与滑轮组及其应用力做功特点。I备考：熟悉定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与相关量的关系：加强功、功率的计算练习；多利用典例进行模拟训练。r考向：机械效率的概念及其计算。考点三：机械效率及其计算1备考：熟悉机械效率的概念，加强机械效率的计算,加强有关机械效率的典例练习。r选择题：常考热点主要集中在杠杆的应用、杠杆平衡条件、滑轮与滑轮组的应用、杠杆与滑轮的简单计算、机械效率等方面。考J 填空题：与选择题相同。题刊 作图题：主要有杠杆五要素，考查更多的是画出力的力臂。型、实验探究题：主要集中在杠杆平衡条件和机械效率的测定两个类型，验证杠杆平衡条件的使用探究题更常见。复习时，要以杠杆平衡条件的验证为主。修典幽身第倒考点一：杠杆典例一：（2020:临夏）下列工具属于费力杠杆的是（）典例二：（2020 天水）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为同，0为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F,的示意图，并作出艮的力臂12典例三：（2 0 2 0 十堰）如图是小明”探究杠杆平衡条件”的实验:（1）在水平静止的杠杆上4B 处,挂 5 个质量均为50 g 的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂：（2）改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为一实验次数左侧钩码数（个）左侧钩码距离支点0（格）右侧钩码数（个）右侧钩码距离支点0（格）123322163232634（3）某次实验如图乙，使 杠 杆 恢 复 水 平 平 衡 的 最 简 单 操 作 是。（4）图丙是小明验证结论的实验，点弹簧测力计示数是 N （g m 1 0 N/k g）考 点 二：滑轮典例四：（2 0 2 0 孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重9 0 0 N、底面积为2 0 0 c m 2的方形货箱，货箱2 0 s 内匀速上升4 m,工人所用拉力厂为40 0 N（不计绳重和摩擦），贝!（）A.人拉绳子的速度为0.2 m/s；B.动滑轮的重力为3 0 0 N；C.此段时间内，拉力厂做功为3 6 0 0 J；D.当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5 X 1 0 P a典例五：（2 0 2 0 南京）如图所示，物体重2 1 0 N,动滑轮重2 5 N。工人用1 2 5 N 的拉力将物体匀速提升3 m,用了 1 0 s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑轮的机械效率是克 服 动 滑 轮 重 所 做 的 额 外 功 占 总 功 的%0考 点 三：机械故率典例六：（2 0 2 0 宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（）A.任何机械设备的效率总小于1 B.减小机械内部摩擦可以提高其效率C.提高机械设备的效率可以节能减排 D.用机械设备做功越快，其效率越高典例七：（2 0 2 0 湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。（D实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第 1次实验时，弹实验次数钩码重力G/N 钩码上升高度h/c m拉力F/N 绳端移动距离s/c m机械效率n11.051 55 5.6%21.550.81 532.051.01 56 6.7%42.01 01.03 06 6.7%簧测力计示数如图所示，为 N。（2）第 2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 o（3）分 析 1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与一钩码上升的高度（选 填 有 关”或”无关”）（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下 列 选 项 中 也 可 提 高 机 械 效 率 的 是。A.增大绳重B.减轻动滑轮重C.加快物体提升的速度典例八：（2 0 2 0 苏州）科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人=6 0 k g,奶奶用F=2 4 0 N 的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6 m。不计绳重和摩擦，g 取 1 0 N/k g。求：（D奶奶所做的功；（2）动滑轮（含座椅）的质量；（3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）一 蹑 除 酬 练一、选择题1.（2 0 2 0 襄城县一模）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）2.（2 02 0 北京市朝阳区中考模拟（延期开学网上考试）在图所示的四种用具中，使用时属于费力杠杆的是（）3.（2 02 0 江西省中考模拟）如图所示的四幅作图中，正确的是（)向F、的 心B.斜两上Q止的物体大力示任图C.平而位成像x|-s-U.匪体的碾场A.动力K的力臂 B.斜面上静止的物体 C.平面镜成像D.磁体的磁场4.（2 02 0 河南省商丘市第一中学中考二模）如图甲、乙所示是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（）A.甲的拉力是乙的拉力的3 倍;B.甲拉力的功率大于乙拉力的功率;C.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍；I）.如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙小5.（2 02 0 山东省泰安中考模拟）建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4 s 内将重为1 5 00N 的物体沿水平方向匀速移动了 2 m,所用的拉力大小为3 7 5 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法正确的是（绳子自由端沿水平方向移动4 m；物体受到的拉力为7 5 0N；拉力F的功率为3 7.5 W；滑轮组的机械效率为8 0%A.只有和；B.只有和；C.只有和；D.只有和6.（2 02 0 湖北省黄石市有色中学模拟试卷）用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1 000N 的物体 4 使物体力在4 s 内匀速前进了 4 卬，物体4受到地面的摩擦力於3 0 0 M 所用拉力41 2 0也忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法中正确的是（）A.通过改进滑轮组的机械效率可以达到1 00%；B.绳子自由端在4 s 内移动了 8m；C.以动滑轮的轴为参照物物体A是静止的；D.物体4克服摩擦力做的功为4 8 0/F、7.（2 02 0 重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，下列选项正确的是（）A.F甲F乙C.F甲 F乙二、填空题n甲二n乙n甲n乙B.F甲 F乙.n甲 二n乙D.F甲 F乙n甲 n乙8.（2 02 0 山东省济宁市邹城四中中考模拟一）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知A B=4 n bB C=6 m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2 t 的货物处于静止状态，杠杆的支点是（选填A”、“B”或 C”）点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为 N。（g=1 0 N/k g）9.（2 02 0 江苏省南京市中考模拟四）建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30且固定在水平面上。工人用400N的力拉绳子，重 为 500N的货物沿斜面匀速向上运动12 nl所用时间为2 0s,在此过程中有用功为I,该 装 置 的 机 械 效 率 为。10.（2 02 0 山东省济宁中考模拟三）如图所示，用一个重为18 N的动滑轮来提升物体，若物体匀速上升过程中竖直向上的拉力F=30N（不计摩擦和绳重），则动 滑 轮 的 机 械 效 率 为。三、作图题11.（2 02 0 广东中考模拟七）如图甲是爆米花锅，锅盖被锁扣紧锁在锅口。为了方便打开锅盖，爆米花师傅在锁扣上加装一个钢管，与锁扣构成杠杆AOB,扳动钢管的A点，就能打开锁扣。图乙是其简化图，。为支点，是阻力。请在图乙中画出打开锅盖时：阻力K的力臂L；作用在力点的最小动力人及其力臂L。12.（2 02 0香洲区校级一模）如图是简易起重机，0 A 是吊臂，它是一个杠杆，可以绕0 点上下转动，地面上的卷扬机拉动绳子将重物提起。画出杠杆OA 的动力臂3 和阻力F,、阻力臂L?。四、实验探究题13.（2 02 0 北京四中中考模拟（适应性测试）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向（选 填“左”或“右”）端调节；杠杆水平平衡后，在杠杆上的4点悬挂了 2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在6点悬挂 个钩码。甲乙14.（2020 北京四中中考模拟（适应性测试）实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，钩码一盒，滑轮2个.小 勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。（1）在图中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力。（2）该实验需要测量的物理量有：绳子自由端施加的拉力尺钩码被提升的高度从绳子自由端移动的距离s和。（3）小勇使用该滑轮组做的额外功/领后。（用测量的物理量表示）（4）提 高 该 滑 轮 组 机 械 效 率 的 方 法 是。（写 出1个方法即可）五、计算题15.（2020 湖北省武汉市中考模拟五）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克）(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配 备 的 平 衡 重 的 质 量 应 越。(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a 的作用是。(3)若电动机工作时功率为3600W保持不变，那么将重为1.2X 10,牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，电动机一端钢丝绳的移动速度是多少米每秒？(不计其他能量损耗)16.(2020 山东省泰安中考模拟)如图，物体重100N,圆柱形容器底面积为400cm2,内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm,物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力)P 水=L0Xl()3kg/m3,g 取10N/kg 求：(1)物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强。(2)物体浸没在水中时受到的浮力。(3)若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率。第十二章简单机械【综合备课】2021年中考物理一轮复日P昌林身要案1.了解：杠杆的基本概念；滑轮的概念；斜面的简单应用与计算。2.会：画杠杆示意图；分析杠杆类型；进行滑轮组的常规计算。3.理解：杠杆平衡条件；定滑轮和动滑轮的特点；滑轮组的利用。4.掌握：杠杆平衡条件实验探究；有用功、总功和机械效率的计算。5.认识：生活中常用杠杆。虺知谀菽回顾知识点一：杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。(1)“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。(2)杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2 .杠杆的七要素：(1)支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“0”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固 定;(2)动力：使杠杆转动的力叫动力,用“F J表示；(3)阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力,用“尺”表示；(4)动力作用点：动力在杠杆上的作用点；(5)阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点;(6)动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离,用表示；(7)阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离,用“4”表示。注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动 力,而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为至,对杠杆的转动不起作用。3 .杠杆示意图的画法：(1)根据题意先确定支点0;(2)确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；(3)从支点向力的作用线画垂线，并用L和 k分别表示动力臂和阻力臂；第一步：先确定支点，即杠杆绕着某点转动，用字母“0”表示。第二步：确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起，则人应向下用力，画出此力即为动力用“R”表示。这个力居作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反，在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动，则阻力是石头施加给杠杆的，方向向下，用 表 示 如 图乙所示。第三步：画出动力臂和阻力臂，将力的作用线正向或反向延长，由支点向力的作用线作垂线，并标明相应的“h”“h”，h”“12”分别表示动力臂和阻力臂，如图丙所示。4 .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静止时，我们就说杠杆平衡了。(2)杠杆的平衡条件实验1)首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。如图(5)所示，当杠杆在水平位置平衡时,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了，而图(4)杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图(5)方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。(3)杠杆的平衡条件：动力X 动力臂=阻力X 阻力臂,或5.杠杆的应用(1)省力杠杆：动 力 臂 阻 力 臂 L,则平衡时储三口这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力)，但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大)(2)费力杠杆：动力臂1,三 阻 力 臂 必 则 平 衡 时 件?F z,这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力)，但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)(3)等臂杠杆：动力臂1尸阻力臂L,则平衡时F尸尺，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。知识点二：滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.定滑轮(1)定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。(2)实质：是个等臂杠杆。轴心0 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。(3)特点：不省力,但可改变力的方向。所 谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力 G。(不计绳重和摩擦)3.动滑轮(1)定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。(2)实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。(3)特点：省一半力，但不能改变力的方向。(4)动力移动的距离是重物移动距离的Z倍。对于动滑轮来说：1)动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2)动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力R的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。4.滑轮组(1)定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。(2)特点：可以省 力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一,即尸=,G物(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)n注意：如果不忽略动滑轮的重量则：F =L(G 物+G潸)。n(3)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且倍，即 S=n h。(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系：=咻5 .斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。6 .当斜面高度h 一定时，斜面L 越长，越直力(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)知识点三：机械效率1 .有用功：对机械、活动有用的功。公式：w停 产弛(提升重物)=腾一Ws F n Wj j；斜面：W 网=G h。2 .额外功：并非需要但又不得不做的功。公式：Ws F W 总 一W 有 用=G.h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：W =f Lo3 .总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W 总=火 有 用+W W 有 用/n ；斜面：W,s=f L+G h=F Lo4 .机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：，7=藜、1 0 0%。5 .滑轮组的机械效率（不计滑轮重以及摩擦时）（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：=M（G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S 为绳子自FS由端走的距离）（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：=4（f为摩擦力，/为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）6 .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）简单机械&渗 咸 身耆向f考向：杠杆分类、杠杆应用、杠杆平衡条件、杠杆作图。f考点一：杠杆及其应用备考：深刻理解杠杆五要素，熟悉省力杠杆和费力杠杆的特点，会利用杠杆平衡条件解答简单问题，加强力与力臂作图训练等。-考 向：定滑轮、动滑轮和滑轮组力与距离关系；考点二：滑轮与滑轮组及其应用 力做功特点。I备考：熟悉定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点与相关量的关系；加强功、功率的计算练习；多利用典例讲行模拟训练。r考向：机械效率的概念及其计算。考点三：机械效率及其计算I备考：熟悉机械效率的概念，加强机械效率的计算,加强有关机械效率的典例练习。r选择题：常考热点主要集中在杠杆的应用、杠杆平衡条件、滑轮与滑轮组的应用、杠杆与滑轮的简单计算、机械效率等方面。常考J 填空题：与选择题相同。题黑 作图题：主要有杠杆五要素，考查更多的是画出力的力臂。型 实验探究题：主要集中在杠杆平衡条件和机械效率的测定两个类型，验证杠杆平衡条件的使用探究题更常见。复习时.，要以杠杆平衡条件的验证为主。修 典 倒 写尼倒有 点 一：杠 杆典例一：（2 0 2 0、临夏）下列工具属于费力杠杆的是（）【答案】B【解析】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；C、瓶盖起子在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、钢丝钳在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选：B o典例二：（2 0 2 0 天水）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为R,0为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力R 的示意图，并作出R 的力臂LG【解析】由图可知，力件作用在B点时，以 0 B 为动力臂时L最大，此时力B最小，力件示意图如图所示；过支点作力L作用线的垂线段，即可做出力臂1 必如图所示；故答案为：如图所示。典例三：（2 0 2 0 十堰）如图是小明”探究杠杆平衡条件”的实验:力 7 b I I.I I I（D在水平静止的杠杆上4、B 处,挂 5个质量均为5 0 g 的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂邛且力+阻力臂：（2）改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为实验次数左侧钩码数（个）左侧钩码距离支点。（格）右侧钩码数（个）右侧钩码距离支点格）123322163232634（3）某次实验如图乙，使 杠 杆 恢 复 水 平 平 衡 的 最 简 单 操 作 是。（4）图丙是小明验证结论的实验，点弹簧测力计示数是 N （g m 1 0 N/k g）【答案】（1）动力X动力臂=阻力又阻力臂；（2）将 C 点处的钩码向左移动一格；（3）1 N。【解析】（2）由表格数据可知左侧钩码个数与左侧钩码距离支点的格数乘积等于右侧钩码个数与右侧钩码距离支点的格数乘积，可以得出的结论是：动力X动力臂=阻力X阻力臂。（3）由图乙可知，杠杆左侧的钩码数为1 个，距离支点3格，杠杆左侧的钩码数为2个，距离支点 2格，如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是将C 点处的钩码向左移动一格使左侧钩码个数与左侧钩码距离支点的格数乘枳等了右侧钩码个数与右侧钩码距离支点的格数乘积。（4）由图可知，右侧钩码的个数为5个，每个钩码质量为5 0 g,钩码的总重为：G=mg=（4 含）k gx l 0 N/k g=2.5 N钩码距离支点2个格，根据杠杆平衡的条件，动力X动力臂=阻力X阻力臂，所以弹簧测力计的示数为：/=F=I N；读数为I N。旁 点 二：滑轮典例四：（2 0 2 0 孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重9 0 0 N、底面积为2 0 0 c m 2的方形货箱，货箱2 0 s 内匀速上升4 m,工人所用拉力厂为4 0 0 N（不计绳重和摩擦），则（)A.人拉绳子的速度为0.2 m/s；B.动滑轮的重力为3 0 0 N；C.此段时间内，拉力厂做功为3 6 0 0 J；D.当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5 X 1 0 P a【答案】B D o【解析】由图可知，=3,A.货箱2 0 s 内匀速上升4 m,则货箱的速度：=0.2 m/s货 t 2 0 s则人拉绳子的速度：/=%=3 x 0.2 m/s=0.6 m/s :故卜不符合题意；B.不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力,对整体做受力分析可得：尸=6箱+G动；则动滑轮重：6动=/一G 箱=3 x 4 0 0 N-9 0 0 N=3 0 0 N ；故B符合题意;C.货箱2 0 s 内匀速上升4 m,则绳移动的距高：5 绳=泌=3x4m=12m；此段时间内，拉力尸做功：W =F s 4OONx 12m=4800J：故 C不符合题意;【）.当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力：7=G=900N：则货箱对水平面的压强：p=4.5xlO4Pa：故D符合题意。故选B D。S 200 xl04m2典例五：（2 0 2 0 南京）如图所示，物体重2 1 0 N,动滑轮重2 5 N。工人用1 2 5 N 的拉力将物体匀速提升3 m,用了 1 0 s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑 轮 的 机 械 效 率 是,克 服 动 滑 轮 重 所 做 的 额 外 功 占 总 功 的%。【答案】6 3 0；（2）7 5；（3）8 4%；1 0。【解析】此过程中有用功：/产 加 2 1 0 N X 3 m=6 3 0 J；拉力做的功：&=ASUQ 2/F1 2 5 N X 2 X 3 m=7 5 0 J；拉力的功率：R丝=侬=75%t 10s%630J滑轮的机械效率：片皈=旃3除克服动滑轮重所做的额外功：牌尸心加2 5 N X 3 m=7 5 J；克服动滑轮重:所做的额外功占总功的,“一 75J町 750J=1 0%=考 点 三：机械坡率典例六：（2 0 2 0 宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（）A.任何机械设备的效率总小于1 B,减小机械内部摩擦可以提高其效率C.提高机械设备的效率可以节能减排 D.用机械设备做功越快，其效率越高【答案】D。【解析】A.任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到1 0 0%,故 A 正确,A 不符合题意；B.减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故 B正确，B 不符合题意；C.提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故 C正确，C不符合题意;D.用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故 D 错误，D符合题意。故选D。典例七：(2 0 2 0 湘潭)测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第 1次实验时，弹实验次数钩码重力G/N 钩码上升高度h/c m 拉力F/N 绳端移动距离s/c m机械效率n11.051 55 5.6%21.550.81 532.051.01 56 6.7%42.01 01.03 06 6.7%簧测力计示数如图所示，为 N(2)第 2次实验时所做的有用功为 J,滑 轮 组 的 机 械 效 率 是。(3)分 析 1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重 物 重 力 越(选 填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与一钩码上升的 高 度(选 填 有 关”或”无关”)(4)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下 列 选 项 中 也 可 提 高 机 械 效 率 的 是。A.增大绳重B.减轻动滑轮重C.加快物体提升的速度【答案】(1)匀速；0.6；(2)0.0 7 5：BO【解析】(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为 0.1 N,第 1 次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 0.6 N；第 2次实验时所做的有用功为：W 有 用 2=G z h 2=L 5 N X 0.0 5 m=0.0 7 5 J；第 2 次做的总功：W-2=F 2 s 2=0.8 N X 0.1 5 m=0.1 2 J；滑轮组的机械效率是：n =!更用4=S 075J X 100%=62,5%；W 总2 0.12.T(3)分 析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；(4)A.增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；B.减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；C.由(3)知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v=反，机械效率与物体提升的速t度无关，故选B。故答案为:(1)匀 速:0.6；(2)0.0 7 5；6 2.5%；(3)大;无 关；(4)B。典例八：(2 0 2 0 苏州)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图(如图)进行研究。若爷爷质量m人=6 0 k g,奶奶用F=2 4 0 N 的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6 m。不计绳重和摩擦，g取 1 0 N/k g。求：(1)奶奶所做的功；(2)动滑轮(含座椅)的质量；(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)【解析】奶奶所做的功：W=F s=2 4 0 N X 6 m=1 4 4 0 J；爷爷的质量m人=6 0 k g,则爷爷的重力：G=m g=6 0 k g X 1 0 N/k g=6 0 0 N,由图可知，n =3,不计绳重和摩擦，由 F=1(G+G,力)可得动滑轮(含座椅)的重力:nG 动=底-G=3 X 2 4 0 N -6 0 0 N=1 2 0 N,动滑轮（含座椅）的质量：1n 动=冶=上 典 L=1 2 k g；g lON/kg（3）不计绳重和摩擦，该升降座椅装置的机械效率：n =?有用 _=有用=弛=一=_600N_x 1 0 0%8 3.3%。W 总 W 有用+W 额 Gh+G 动 h G+G 动 600N+120N答：（D奶奶所做的功是1 4 4 0 J；（2）动滑轮（含座椅）的质量是1 2 kg；（3）该升降座椅装置的机械效率是8 3.3%产 蹑 踪 翻 练一、选择题1.（2 0 2 0 襄城县一模）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）【答案】D o【解析】不计机械自重和摩擦，由 F s=G h,A、选项中动力，山 F，4 m=G X 2 m,得到鼻=手;B、由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3,即 n=3,肉 =等;C、题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以E,=2 G；I）、由题图可知，动力臂为lm+3 ni=4 m,阻力臂为1 m,动力臂和阻力臂之比为4：1,所以动力和阻力之比为1：4,所以F”=；故选D。42.（2 0 2 0 北京市朝阳区中考模拟（延期开学网上考试）在图所示的四种用具中，使用时属于费力杠杆的是（）A.【答案】Co【解析】A.核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意;B.修树剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意：C.取碗夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；D.瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。故选C。3.（2020 江西省中考模拟）如图所示的四幅作图中，正确的是（）.1动居的“W 乩斜向1.舱止的物体父力加*图c.平而险成像、一 kD.fK体的磁场A.动力品的力臂 B.斜面上静止的物体 C.平面镜成像1）.磁体的磁场【答案】BC。【解析】A.力臂是从支点到力的作用线的距离，不是从力的作用点到垂足的距离，故 A 错误。B.斜面上静止的物体受竖宜向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，物