初中物理第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械單元復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案

1、NO4第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械單元復(fù)習(xí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .會(huì)建立本章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，能完整梳理本章知識(shí)。2 .理解杠桿、滑輪、輪軸、斜面特點(diǎn)并進(jìn)行應(yīng)用。3 .理解做功的兩個(gè)必要因素，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算。4 .理解功率的物理意義，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算。5 .理解機(jī)械效率的物理意義，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率。【知識(shí)梳理】一i、杠桿1 .定義：叫杠桿說明：杠桿可直可曲，形狀任意。2-五要素一一組成杠桿示意圖有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、 鐵鍬。支點(diǎn)：的點(diǎn)。用字母O表示。動(dòng)力：力。用字母 F i表示。阻力：力。用字母F2表示 說明動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上動(dòng)力、阻力的方向

2、不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反動(dòng)力臂：從 到 的距離。用字母li表示。阻力臂：從 到 的距離。用字母12表示。畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三作垂線、四標(biāo)簽找支點(diǎn)O;畫力的作用線（虛線）；畫力臂（虛線，過支點(diǎn)垂 直力的作用線作垂線）； 標(biāo)力臂（大括號(hào)）。3 .研究杠桿的平衡條件:杠桿平衡是指：實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量生力臂。結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：o寫成公式Fil產(chǎn)F2I 2也可寫成：Fl/ F2=l 2/l 14 .應(yīng)用： 省力杠桿條件： 舉例： 費(fèi)力杠桿條件：舉例：二、滑輪1 .定滑輪： 定義：的滑輪。

3、實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是： 特點(diǎn)： 對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸問摩擦）F G繩子自由端移動(dòng)距離 Sf（或速度Vf） 重物移動(dòng)的距離Sg（或速度Vg）2 .動(dòng)滑輪： 定義二 的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）實(shí)質(zhì): 動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂 2倍的 o特點(diǎn)：使用動(dòng)滑 輪能省一半的力，但 方向。理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F=只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=繩子自由端移動(dòng)距離等于三、滑輪組 ：倍的重物移動(dòng)的距離4 / 131 .把定滑輪和動(dòng)滑輪組裝在一起，組成滑輪組, 是否可以既省力又改變力的方向呢？討論并完成：用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組，能設(shè)計(jì)由幾種組合方式？（把方案在右框

4、中畫由并動(dòng)手組裝）根據(jù)組裝的滑輪組， 數(shù)一數(shù)鉤碼被幾段繩子承擔(dān)？ 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)又是鉤碼重的幾分之一 ？進(jìn)一步分析得由：使用滑輪組時(shí)，提起重物所用的力由什么決定？ ;滑輪組用幾根繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的O2 .滑輪組的省力情況： 滑輪組特點(diǎn)：既可以 ,又 可以。3 .省力公式：使用滑輪組時(shí)拉力省了幾分之一，繩子自由端（拉力端）移動(dòng)的距離就費(fèi)了幾倍。即：（不計(jì)摩擦及動(dòng)滑輪重）F=1g物，則，Sz=nh物n滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一一方法：奇動(dòng)偶1（1）若不計(jì)摩擦及動(dòng)滑輪重時(shí) F=1G物 n（2）若必需考慮動(dòng)滑輪的重力時(shí)F=1（G物+G動(dòng)）n四、機(jī)

5、械效率（刀）1 .概念：有用功：-額外功：總功：一2 . 和 的比值叫機(jī)械效率。3 .計(jì)算公式是： 。（注意：任何機(jī)械的效率都 o）4 .影響機(jī)械效率大小的因素有：機(jī)械自重及 ?！局R(shí)梳理】一i、杠桿1定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。（ 1） “硬棒”不一定是棒，泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。（ 2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。2杠桿的五要素（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母O表示。它可能在棒的莫一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定的。（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“ F2

6、”表示。（ 4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離，用“l(fā)1 ”表示。（ 5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，用“l(fā)2 ”表示。注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。3杠桿示意圖的畫法：（ 1 ）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O； （ 2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長；（ 3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1 和 l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂

7、。杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)（ 1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力臂l 1 和 l 2 恰好在杠桿上，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂長度大小了，而杠桿在傾斜位置平衡，力臂的數(shù)值就就不能從杠桿上讀出。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。（ 2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母就會(huì)破壞原有的平衡。4.杠桿的平衡條件：動(dòng)力x動(dòng)力臂 =阻力x阻力臂，或 Fil產(chǎn)F2I2。杠桿的應(yīng)用：1 .省力杠桿：動(dòng)力臂 ll阻力臂12,則平衡時(shí)FlVF2,這

8、種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。2 .費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂li阻力臂12 ,則平衡時(shí)FiF2,這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。3 .等臂杠桿：動(dòng)力臂 l尸阻力臂12,則平衡時(shí)F尸F(xiàn)2,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。二、 其他簡(jiǎn)單機(jī)械滑輪：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可

9、看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。定滑輪： 工作時(shí)， 中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。實(shí)質(zhì)： 是個(gè)等臂杠桿。軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，具動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,根據(jù)杠桿的平衡條件：，可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙芍?，則，不省力?？蓜?dòng)S=h特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中 F1方向向下）能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。（如上右圖所示） 對(duì)于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉 力都等于物體的重力

10、G （不計(jì)繩重和摩擦）動(dòng)滑輪：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。（如下左圖所示）實(shí)質(zhì)：是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。（如上中圖所示）圖中O可看作是一個(gè)能運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)，具動(dòng)力臂li=2r ,阻力臂l2=r,根據(jù)杠F1- F2桿平衡條件：Fill產(chǎn)F2I2,即F1 2r=F2r,得由1 2 2,當(dāng)重物豎直勻速向Fi -G上時(shí)，F(xiàn)2=G,則 2 。特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。（如上右圖所示）對(duì)于動(dòng)滑輪來說：（1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；（2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)；動(dòng)力Fi的方向與并排繩子平行；不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩

11、重和摩擦?；喗M：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物 F-G體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即 n （條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。動(dòng)力移動(dòng)的距離s和重物移動(dòng)的距離 h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用 n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的 n倍, 即s=nho如下圖所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）FF 1G巧L心n=2n=3n=3n=4n=4n=5F 2 G總Fs=2h s=3hG巧F G巧3心3心s=3hs=4hF 1G巧F 1G巧44s=4h s=5hA B C D E F 滑輪組的組裝:

12、(1).根據(jù)F -G qn的關(guān)系，求生動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n;(2)確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù);(3)根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是:一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動(dòng)滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定 滑輪，但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。在確定了動(dòng)、 定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動(dòng)、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏 繞滑輪。半徑較大的輪軸：由兩個(gè)半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的裝置叫做輪軸。輪叫輪，半徑較小的輪叫軸。13 / 13實(shí)質(zhì)：輪軸可看作是杠桿的變形。 如上圖所示。特點(diǎn)：當(dāng)把動(dòng)力施加在輪上,阻力施加在軸上，則動(dòng)力臂l1=R,阻力臂l2=r ,根據(jù)杠桿

13、的平衡條件：F1l1=F2l2 ,即 F1R=F2r, R r,，F(xiàn)1vF2,即使用輪軸可以省力，也可 以改變力的方向，但卻費(fèi)了距離。斜面：如圖所示斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但卻 費(fèi)距離。當(dāng)斜面高度h 一定時(shí)，斜面L越長，越省力(即 F越小)；當(dāng)斜面長L相同 時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面L越長，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)， 越省力（即F越小）。三、機(jī)械效率一、知識(shí)儲(chǔ)備一 ：了解功的原理、有用功、額外功和總功1 .功的原理內(nèi)容：。（功的原理是 一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用）2 .有用功：o3 .額外功：o4 .總功：;計(jì)算公式：W總=。5 .使用簡(jiǎn)單機(jī)械提升重物，有用功、總功的計(jì)算

14、方法：有用功W有用=,總功W總=二、知識(shí)儲(chǔ)備二：機(jī)械效率的計(jì)算1 .機(jī)械效率： （因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?，所?機(jī)械效率總 ,通常用百分?jǐn)?shù)表示） 公式 O2 .常用的機(jī)械效率計(jì)算公式：定義式：刀=W有用/W總，斜面：刀= , 定滑輪：X = , 動(dòng)滑輪：Y =, 滑輪組： X =三、知識(shí)儲(chǔ)備三：滑輪組和斜面機(jī)械效率的測(cè)量1 .測(cè)量原理：。2 .測(cè)量工具：。3 .滑輪組機(jī)械效率需要測(cè)量的物理量有： ;斜面 機(jī)械效率需要測(cè)量的物理量有：;4 .提高機(jī)械效率的方法：等；【課堂檢測(cè)】1 . 一根粗細(xì)均勻的木棒重 500 N, 一頭著地，求抬起另一端所需多大的力?2 .如圖所示，不計(jì)重力的杠桿 OB可繞O

15、點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，重為6N的物體P懸桂在 杠桿的中點(diǎn)A處，拉力Fi與杠桿成300角，杠桿在水平位置保持平衡。請(qǐng) 在圖中畫由拉力 Fi的力臂，并求由此狀態(tài)下拉力Fi =N.3 .作圖1口4 .如下圖，分別用不同的滑輪或滑輪組勻速提起重為1800N的物體時(shí)，則Fi =, F2 =, F3 =, F4=5 .圖4是人用滑輪把貨物提到高處的示意圖，甲圖中的滑輪是 滑輪 （填“定”或“動(dòng)”）,使用 圖中的滑輪能夠省力.6 .用如圖5所示滑輪組提起重物，不計(jì)動(dòng)滑輪自重和摩擦， 若拉力F為50N, 則物重 G為 N ,若繩子的自由端向上拉0.6m,則重物升高m （題型一）7 .如圖所示，6物重50N,在水平拉力F的作

16、用下，使物體 A沿水平地面勻速前進(jìn).拉力F為10N.不計(jì)繩和滑輪重，物體受到的阻力N .（題型一）8 .用一個(gè)動(dòng)滑輪把重為 200N的貨物勻速提高4m,所用的拉力是125N,則 有用功是J，總功是J ,這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為.9 .工人用一根杠桿提升一桶油，他用250N向下的拉力拉過1.2m,油桶上升30cm,若杠桿的機(jī)械效率為 90%則油桶重為N .10 .用一個(gè)滑輪組在6s內(nèi)把84N的重物勻速提升4m時(shí)，在繩的自由端所加 拉力大小為40N,自由端通過的距離為 12m則此過程中，有用功為 J , 拉力做功的總功率為W ,滑輪組的機(jī)械效率為 【鞏固提升】11 .站在地面上的人用滑輪組把重960N的貸物由地面勻速提升到 4m的高處,所用的時(shí)間是8s,人作用在繩子自由端的拉力為600N.(不計(jì)摩擦和繩 重)(1)依據(jù)題意在圖中畫由繩子的繞法;(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答.(至少求生4個(gè)物理量)12 .用如圖8所示的滑輪組在10s內(nèi)將重物提升了 10m,繩子自由端的拉力大小為200