中考物理《简单机械》复习教案

杠杆的平衡条件: ________________ . 公式表示为：_____ .
杠杆的分类：
(1) 省力杠杆：L1>L2，平衡时F1< F2．特点是省力，但费距离．
(2) 费力杠杆：L1 <L2, 平衡时F1>F2．特点是费力，但省距离．
(3) 等臂杠杆：L1 ＝L2, 平衡时F1＝F2．特点是可以改变力的方向．
分别举例．
力臂：从_____ 到___________ 的距离. 最长力臂是＿＿＿＿＿＿．
探究“杠杆的平衡条件”的实验中，开始时要把杠杆的中点支在支架上，目的是消除杠杆自身重力的影响，然后调节＿＿＿＿，使杠杆在＿＿＿＿平衡，这样做的目的是容易测出力臂的大小．
二、滑轮
定滑轮：工作时中心轴_______ 的滑轮，它的实质是一个__________ ，其特点是不能___ ，但可以________ ．
动滑轮：和重物_________ 的滑轮，实质是__________________ 的杠杆，使用动滑轮可以省
___，但不能改变动力方向，要费___．
滑轮组：使用滑轮组时, 滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之
一.滑轮组的优点是：省力，并可以改变力方向，但费_________ ,动力移动的距离s 与物体升高的
高度h 的关系是s=__h.
注意：我们讨论的机械分为理想机械(不计机械自重和摩擦)和实际机械，两者力之间的关系式不同，但距离和速度关系相同
三、轮轴和斜面
轮轴：
由一个轴和一个大轮组成，实质是可以连续转动的杠杆，生活中的____________ 、______ 等属于轮轴．当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，可以省_________ , 也可以_______ ，但费了_____ ．生活中的轮轴：门把手、方向盘、螺丝刀、水龙头、扳手、自行车脚踏子和车把、手摇削笔器辘轳、辘轳等.
当把动力施加在轴上呢？
斜面：
是一种可以省____ 的简单机械，但却费______ ，生活中的_________ 就是利用了斜面.
几种斜面变形：盘山公路、钻头、螺丝钉、螺旋千斤顶等.
使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等机械，有的可以省力，但同时一定费____________ ；有的可以省
_____ ，但同时一定费__，总之都不能省．
使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说使用如何机械都不省功，这个结论叫做功的原理，对于任何机械都适用．
想想议议：
1 、使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械？
2 、如何理解“不会少于”？
对于理想机械，使用机械所做的功就等于不用机械时所做的功；对于实际机械，使用机械所做的功就大于不用机械时所做的功．
有用功：为了达到目的必须做的对人们有用的功.
额外功：人们为达到目的时并不需要但又不得不做的功，一般包括克服机械自重、容器重
力等所做的功和克服机械的摩擦所做的功.
总功：等于有用功和额外功的总和，即人们在达到目的的过程中实际做的功.
例：用水桶从井中提水的时候，人对桶做的功是___________ ；如果不小心将桶掉到井中，从井
中捞桶的时候，人对桶做的功是_________ .
机械效率：_______ 跟 ________ 的比值叫机械效率. 计算公式：___________ ，因为
______________ ，所以机械效率总___1.
知识深化：
、区分并识别三种类型的杠杆：杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆.
省力杠杆：撬棒、钳子、独轮车、铡刀、羊角锤、酒起子等费力杠杆：船桨、钓鱼竿、镊子、火钳、筷子、扫帚、缝纫机脚踏板、起重机、人的前臂
等臂杠杆：天平、定滑轮
例1 ：各式各样的剪刀都是一对对的杠杆．如图所示，要剪开铁皮，应该用最合适，剪纸或布时，应该用最合适．（选填对应的标号）跟踪练习：1、如图所示，下列属于费力杠杆的是（
A 、一个杠杆，且是省力杠杆
B 、两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆
C 、三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆
2、观察下图的指甲刀的结构图，其中分析正确的是（
D 、三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆
二、杠杆的平衡条件及应用: 应用杠杆平衡条件解题可分三步走: 一是依题找出杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂, 二是明确题目给出的已知条件, 三是根据平衡条件F1L1=F2L2列式求解.
例2、如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A 拉至位置B，
力F 在这个过程中（）
A 、变大
B 、变小
C 、不变
D 、先变大后变小图此杠杆的动力臂始终不变，阻力臂在水平位置最大，在阻力不变的情况下，在水平位置的动力是最大的跟踪练习：1、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，
在A 端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是30N，保持F 的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B 位置的过程中，力F将不变（选填“变大”、“变小”或“不
变”）．阻力臂和动力臂都是变量，但它们的比值不变，即动力和阻力的比值不变2、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目
的是为了（）
A ．增大阻力臂，减小动力移动的距离
B ．减小动力臂，减小动力移动的距离
C ．增大动力臂，省力
D ．减小阻力臂，省力
3、如图所示，甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼，甲对木箱做的功乙对木箱做的功（填“大于”、
“等于”或“小于”）．
关键受力分析见图
F 甲＞F 乙
三、杠杆的力臂作图
注意：（1）支点只有一个，必须画在杠杆上. （2）力臂是一个点到一条直线的距离切记，力臂不是在力的作用线上而是垂直力的作用线. （3）若力的作用线通过支点，则其力臂为零，该力对杠杆
无效果.
（一）、已知力画力臂
例3、请在图中画出动力F1 的力臂L1.
先确定支点
（二）、阻力、阻力臂确定，画出最小的动力根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变，要使动力最小，必须是动力臂最长. 当动力作用点确定时，将作用点到支点的连线作为力臂是最长的例4、如图所示，曲杆B 点挂重物G，求作用于A点且使曲杆在图示位置平衡的最小力的方向（设杆平衡时在图示位置静止）.
跟踪练习：1、如图所示，想用最省力的方法把—个铁桶推上台阶，请在图中画出这个力的示意图.
2、如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动. 请在C 点画出这个力的示意图，并标出它的力臂.
四、定、动滑轮的判断及使用：判断一个滑轮是什么滑轮，关键看滑轮的轴是固定不动（定）还是随物体一起运动（动），而且动滑轮要能达到最省力的效果，两股绳子一定要平行，否则力就要大一些.
例5 、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出. 下列说法正确的是（）
A ．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力
B ．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C ．甲安装的是动滑轮，能省力
D. 乙安装的是动滑轮，能省力
注意：1、如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则
该同学所用拉力F 的可能值是（）
A．20N B ．25N C ．30N D ．35N 有的同学认为使用一个动滑轮总能省一半的力，实际上只有拉绳子的力的方向竖直（若滑轮水平放置，拉力的方向是水平的）此结论才成立
2、如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长. 求：
（1）物体A 与水平面间摩擦力f 的大小；
（2）拉力F 的大小；
（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功. 当动力作用在动滑轮的轴上，阻力作用在绳子自由端时，也就是动滑轮的反用，结论也恰好相反，即费力，省距离S 物=2S
12N 24N 12J
五、滑轮组：（一）滑轮组中绳子的股数的确定和绕制方法.
1 、已知滑轮组的绕法，确定承担物重的绳子股数的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条线，将它
们分开，只算绕在动滑轮上的绳子的股数（别忘了动滑轮钩上的那一股）.
2、设计滑轮组时绳子股数的确定：
确定绳子股数n的常用方法一般有两种：一是利用n=s/h ，此时n 为整数；二是利用n=（G 物+G动）/F ，此时n 不一定为整数，如果n 为小数，应取整数，注意不能用四舍五入，必须用进一法.
3、确定滑轮组绳子固定端的方法：先明确承担物重的绳子股数，偶数从定滑轮开始，奇数从动滑轮
开始，即“奇动偶定”
例6、利用图中的滑轮组，用240N 向下的拉力将重为1000N 的物体和100N重的动滑轮匀速提升到高处（绳的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法.
算出的股数不能四舍五入，要采用进一法
例7 、如图所示，吊篮和动滑轮共重300 牛，人重600 牛，绳重及绳与滑轮间的摩擦不计，若要人拉住绳子使吊篮停在空中，求人的拉力. （二）竖直放置的滑轮组（克服物体的重力）
1、常用公式：
W有用=G物h W 总=FS S =nh v 绳=nv 物η=W有用/W总=G物h/Fs =G 物/nF W总=W有用+W额外
（以上公式适用于任何情况）
W 额外=G动h
η=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）=G物h/（G 物h+G动h）=G物/（G 物+G 动）=1/（1+G 物/G 动）
F = W 总/S =（W 有用+W额外）/nh = （
G 物h+G动h）/nh =（G 物+G动）/n
（适用于不计摩擦和绳重）
2、影响竖直放置的滑轮组机械效率的因素
⑴ 物体的重力G 物⑵ 动滑轮的重力G 动⑶ 摩擦力f
3、提高竖直放置的滑轮组机械效率的方法
⑴ G 物一定时，减少G 动和f （一般不考虑摩擦）
⑵ 滑轮组一定时，增大G 物
例8 、用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲．乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲．乙两个滑轮组相比较，说法正确的是（）
A 、甲滑轮组最省力，机械效率也最高
B 、乙滑轮组最省力，机械效率也最高
C 、省力程度不同，机械效率相同
D 、省力程度不同，机械效率也不同滑轮组的
机械效率与绳子的绕法无关
（三）水平放置的滑轮组（克服物体与地面的摩擦）
W 有用=fS 物W 总=FS S =nS 物
η=W有用/W总=fS 物/FS =f/nF
例11、如图所示，若拉力F＝900 牛顿，物体A重1500牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦. 当绳子自由端移动3 米，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是牛顿，物体A 移动__ 米.
滑轮组水平使用时同样重要的是判断绳子的股数，
如果不会判断的，可将图旋转为竖直
0.6 1.8 75%
六、斜面
常用公式： W 有用 =G 物 h W 总=FL W W 有
η=W 有用 /W 总=G 物 h/FL
推导 η=W 有用 /W 总=(W 总-W 额外)/W 总
=(FL-fL)/FL=(F-f)/F =1-f/F
例 13、如图所示，斜面长 S=10m ，高 h=4m ．用沿斜面方向的推力 F ，将一个重为 100N 的物 体由斜面底端 A 匀速推到顶端 B ．运动过程中物体克服摩擦力做了 100J 的功．求：
(1) 运动过程中克服物体的重力做的功；
(2) 斜面的机械效率；
(3) 推力 F 的大小．
(1)400J (2)80 ％ (3)50N
总功无法用 W 总=FL 计算，必须用 W 总=W 有用 +W 额外
3)物体与斜面之间的摩擦力 .
思维误区 上题中将物体匀速直线推上斜面，会有同学认为 f=F , 因为我们讲过匀速直线物体受 平衡力，二力平衡的条件是二力大小相等 . 这种错误的原因在于把物体理所当然得沿水平移动 了 ，正确的解法应先求
W 额外，再利用 W 额外=fL ，求 f
机械效率与功、功率的区分：
例1 示滑轮组拉着物体匀速前进了 若物体与地面的摩擦力为 9N ，则他所做的有用功是
___
轮组的机械效率为
0.2m ，则绳子自由端移动的距离为
m. J. 如果小勇对绳的拉力 F=4N ，该滑 额外=fL
跟踪练习：如图所示，物重 将重物沿斜面以 G 为 20__N ，斜面长 5m ，高 3m ，斜面和滑轮组装置的总机械效
0.2m/s 的速度匀速拉上来，求：
(1)所需拉力 F ；
(2)机械的总功率；
三者是完全不同的物理量，做功多可能有用功多，也可能额外功多，无法说明有用功占总功的比例大，即机械效率高；同样，功率大，只能说明做功快，做什么功快都可以，与机械效率无关. 可以说，只要是说明机械效率与功，与功率的关系的表述，毫不客气，是错误的可以用做题的正确率与做题的多少、做题的快慢类比.
例14、下列说法正确的是（）
A ．机械效率越高的机械做功越快
B ．机械效率越高的机械做功越多
C ．功率越大的机械做功越快
D ．功率越大的机械做功越多。