初中物理第十二章簡單機械單元復(fù)習導(dǎo)學案

1、NO4第十二章簡單機械單元復(fù)習【學習目標】1 .會建立本章知識結(jié)構(gòu)圖，能完整梳理本章知識。2 .理解杠桿、滑輪、輪軸、斜面特點并進行應(yīng)用。3 .理解做功的兩個必要因素，能運用公式進行計算。4 .理解功率的物理意義，能運用公式進行計算。5 .理解機械效率的物理意義，會計算簡單機械的機械效率?！局R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，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、 鐵鍬。支點：的點。用字母O表示。動力：力。用字母 F i表示。阻力：力。用字母F2表示 說明動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上動力、阻力的方向

2、不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反動力臂：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、二畫線、三作垂線、四標簽找支點O;畫力的作用線（虛線）；畫力臂（虛線，過支點垂 直力的作用線作垂線）； 標力臂（大括號）。3 .研究杠桿的平衡條件:杠桿平衡是指：實驗前：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： 費力杠桿條件：舉例：二、滑輪1 .定滑輪： 定義：的滑輪。

3、實質(zhì)：定滑輪的實質(zhì)是： 特點： 對理想的定滑輪（不計輪軸問摩擦）F G繩子自由端移動距離 Sf（或速度Vf） 重物移動的距離Sg（或速度Vg）2 .動滑輪： 定義二 的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質(zhì): 動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂 2倍的 o特點：使用動滑 輪能省一半的力，但 方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F=只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=繩子自由端移動距離等于三、滑輪組 ：倍的重物移動的距離4 / 131 .把定滑輪和動滑輪組裝在一起，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：用一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組，能設(shè)計由幾種組合方式？（把方案在右框

4、中畫由并動手組裝）根據(jù)組裝的滑輪組， 數(shù)一數(shù)鉤碼被幾段繩子承擔？ 彈簧測力計示數(shù)又是鉤碼重的幾分之一 ？進一步分析得由：使用滑輪組時，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：既可以 ,又 可以。3 .省力公式：使用滑輪組時拉力省了幾分之一，繩子自由端（拉力端）移動的距離就費了幾倍。即：（不計摩擦及動滑輪重）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：奇動偶1（1）若不計摩擦及動滑輪重時 F=1G物 n（2）若必需考慮動滑輪的重力時F=1（G物+G動）n四、機

5、械效率（刀）1 .概念：有用功：-額外功：總功：一2 . 和 的比值叫機械效率。3 .計算公式是： 。（注意：任何機械的效率都 o）4 .影響機械效率大小的因素有：機械自重及 ?！局R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轉(zhuǎn)動，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：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，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)動時，支點是相對固定的。（2）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“ F2

6、”表示。（ 4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用“l(fā)1 ”表示。（ 5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用“l(fā)2 ”表示。注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個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)動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫阻力。力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為零，對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。3杠桿示意圖的畫法：（ 1 ）根據(jù)題意先確定支點O； （ 2）確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；（ 3）從支點向力的作用線畫垂線，并用l1 和 l2分別表示動力臂和阻力臂

7、。杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件實驗（ 1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當杠桿在水平位置平衡時，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，我們才能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡。（ 2）在實驗過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因為實驗過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母就會破壞原有的平衡。4.杠桿的平衡條件：動力x動力臂 =阻力x阻力臂，或 Fil產(chǎn)F2I2。杠桿的應(yīng)用：1 .省力杠桿：動力臂 ll阻力臂12,則平衡時FlVF2,這

8、種杠桿使用時可省力（即用較小的動力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。2 .費力杠桿：動力臂li阻力臂12 ,則平衡時FiF2,這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比阻力作用點少移動距離）。3 .等臂杠桿：動力臂 l尸阻力臂12,則平衡時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，也不費力，即不省距離也不費距離。既省力又省距離的杠桿時不存在的。二、 其他簡單機械滑輪：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。因為滑輪可以連續(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滑輪。定滑輪： 工作時， 中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪。實質(zhì)： 是個等臂杠桿。軸心O點固定不動為支點，具動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，因為重物勻速上升可知，則，不省力?？蓜覵=h特點：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）能得到一個與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）動力移動的距離與重物移動的距離相等。（如上右圖所示） 對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉 力都等于物體的重力

10、G （不計繩重和摩擦）動滑輪：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪。（如下左圖所示）實質(zhì)：是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。（如上中圖所示）圖中O可看作是一個能運動的支點，具動力臂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,當重物豎直勻速向Fi -G上時，F(xiàn)2=G,則 2 。特點：省一半力，但不能改變力的方向動力移動的距離是重物移動距離的2倍。（如上右圖所示）對于動滑輪來說：（1）動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；（2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力Fi的方向與并排繩子平行；不計動滑輪重、繩

11、重和摩擦?；喗M：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。特點：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，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：不計動滑輪、繩重和摩擦）。動力移動的距離s和重物移動的距離 h的關(guān)系是：使用滑輪組時，滑輪組用 n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的 n倍, 即s=nho如下圖所示。（n表示承擔物重繩子的段數(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，求生動滑輪上繩子的段數(shù)n;(2)確定動滑輪的個數(shù);(3)根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個數(shù)。確定定滑輪個數(shù)的原則是:一個動滑輪應(yīng)配置一個定滑輪，當動滑輪上為偶數(shù)段繩子時，可減少一個定 滑輪，但若要求改變力的作用方向時，則應(yīng)在增加一個定滑輪。在確定了動、 定滑輪個數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動、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實質(zhì)：輪軸可看作是杠桿的變形。 如上圖所示。特點：當把動力施加在輪上,阻力施加在軸上，則動力臂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，但卻費了距離。斜面：如圖所示斜面是一種可以省力的簡單機械，但卻 費距離。當斜面高度h 一定時，斜面L越長，越省力(即 F越小)；當斜面長L相同 時，斜面高h越小，越省力(即F越小)；當斜面L越長，斜面高h越小時， 越省力（即F越小）。三、機械效率一、知識儲備一 ：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 一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用）2 .有用功：o3 .額外功：o4 .總功：;計算公式：W總=。5 .使用簡單機械提升重物，有用功、總功的計算

14、方法：有用功W有用=,總功W總=二、知識儲備二：機械效率的計算1 .機械效率： （因為有用功總小于總功，所以 機械效率總 ,通常用百分數(shù)表示） 公式 O2 .常用的機械效率計算公式：定義式：刀=W有用/W總，斜面：刀= , 定滑輪：X = , 動滑輪：Y =, 滑輪組： X =三、知識儲備三：滑輪組和斜面機械效率的測量1 .測量原理：。2 .測量工具：。3 .滑輪組機械效率需要測量的物理量有： ;斜面 機械效率需要測量的物理量有：;4 .提高機械效率的方法：等；【課堂檢測】1 . 一根粗細均勻的木棒重 500 N, 一頭著地，求抬起另一端所需多大的力?2 .如圖所示，不計重力的杠桿 OB可繞O

15、點轉(zhuǎn)動，重為6N的物體P懸桂在 杠桿的中點A處，拉力Fi與杠桿成300角，杠桿在水平位置保持平衡。請 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，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”）,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，不計動滑輪自重和摩擦， 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.拉力F為10N.不計繩和滑輪重，物體受到的阻力N .（題型一）8 .用一個動滑輪把重為 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 ,這個動滑輪的機械效率為.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,若杠桿的機械效率為 90%則油桶重為N .10 .用一個滑輪組在6s內(nèi)把84N的重物勻速提升4m時，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,所用的時間是8s,人作用在繩子自由端的拉力為600N.(不計摩擦和繩 重)(1)依據(jù)題意在圖中畫由繩子的繞法;(2)請根據(jù)已知條件設(shè)疑并解答.(至少求生4個物理量)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