第十二讲简单机械
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初中物理第十二章简单机械知识点大全第十二章是初中物理中的一个重要章节,介绍了简单机械的基本原理和应用。
以下是关于简单机械的一些重要知识点:1.简单机械的概念:简单机械是由几个零件构成的机械装置,它们能够改变力的方向、大小或作用点的位置。
2.机械优势的概念:机械优势是指在简单机械中,输入的力与输出的力之间的比值。
机械优势大于1时,可以实现力的增大;机械优势小于1时,可以实现力的减小。
3.杠杆的原理和应用:杠杆是加固在支点上的一个刚体,可以改变力的方向和大小。
根据支点位置的不同,杠杆分为一类、二类和三类杠杆。
4.原理:一类杠杆的支点在力的中间,输入力和输出力在杠杆两侧,用于改变力的方向。
5.应用:剪刀、夹子等。
6.原理:二类杠杆的支点在杠杆的一端,输入力和输出力在支点的两侧,用于实现力的增大。
7.应用:蹬车、拨火棍等。
8.原理:三类杠杆的支点在杠杆的一端,输入力和输出力在支点的同一侧,用于实现力的减小。
9.应用:手臂、夹子等。
10.轮轴原理和应用:轮轴是由圆盘和固定在轮轴上的轴组成的。
通过旋转轮轴,可以改变力的方向。
11.绳索原理和应用:通过拉动绳子,可以改变力的方向和大小。
12.摩擦力的概念:摩擦力是物体之间由于接触面之间的相互作用力产生的阻碍运动的力。
13.静摩擦力和动摩擦力的区别:物体在静止时,摩擦力称为静摩擦力;物体在运动时,摩擦力称为动摩擦力。
静摩擦力的大小与物体间的接触面积、物体间的粗糙度和物体的压力有关。
14.塞5560与斯福韦茨定律的关系:斯福韦茨定律表明,静摩擦力的大小与接触面和物体压力的乘积成正比。
15.斜面的概念和原理:斜面是一个倾斜的平面,可以通过减小物体所受重力的大小来实现力的减小。
16.水平摩擦力的概念和计算:当物体在水平表面上滑动时,所受到的摩擦力与物体的垂直压力成正比。
摩擦力的大小可以通过涂抹润滑剂来减小,或者通过增加物体与表面间的粗糙度来增大。
17.斜面摩擦力的概念和计算:当物体在斜面上滑动时,斜面的摩擦力是由垂直于斜面的力和平行于斜面的力合成而成。
第十二章简单机械说课稿九年级备课组目录说考纲说近几年青岛中考及预测说教材分析重点与难点说教法与学法说课时安排课时板书设计一.青考解读三.教材简析重点与难点《简单机械》是新人教版八年级物理(下册)第12章内容。
本章内容是第7、8章关于力的作用效果和平衡知识的延续;是对第11章功的认识的深化。
本章许多考点是中考常考内容,简单机械更是力学综合计算的必要载体。
本章先介绍杠杆和滑轮,从是否省力、省距离、改变力的方向等方面认识简单机械的优点和缺点;再学习“机械效率”,从功的原理和机械效率角度继续认识简单机械。
重点1.两个三级探究实验2.杠杆示意图,滑轮组受力分析(整体法和隔离法)3.杠杆分类及比较,滑轮分类及比较4.杠杆原理的理解和计算,滑轮组的有关计算难点1.杠杆示意图2.滑轮组受力分析(整体法和隔离法)3.杠杆原理的理解和计算,功的原理的理解,滑轮组的有关计算。
四.说教法学法根据考试要求和学生现有能力水平,本章中主要采用以下三种教学方法:(1)整分合补测五环教学法(2)分层次教学法(3)实验探究法结合教材内容特点和教学目标,本章采用以下的学法指导:(1)探究法观察法(2)讨论法(3)分析归纳法目的:培养学生物理学习习惯和自主学习意识。
五.课时安排板书设计本章复习可分为两课时。
第一课时复习内容包括杠杆和滑轮。
本课时的两个内容具体包括:(一)杠杆:1、什么是杠杆及杠杆示意图;2、探究杠杆的平衡条件;3、生活中的杠杆(二)滑轮:1、探究定滑轮和动滑轮的特点;2、探究滑轮组的特点。
通过本课时的复习,加深对物理来源于生活的认识,整合力与简单机械知识联系,渗透对功的原理和机械效率的理解,并能解决生产、生活中的简单的实际问题。
第一课时板书设计一、杠杆的概念在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。
杠杆示意图力臂画法四步二、杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂或写为:F1L1=F2L2三、生活中的杠杆1、省力杠杆:特点2、费力杠杆:3、等臂杠杆:四、滑轮1、定滑轮:特点2、动滑轮:3、滑轮组:公式第二课时复习内容包括功的原理和机械效率。
第十二章简单机械教案.docx第十二章第1节杠杆一、教学目标(一)知识与技能1认识杠杆,知道杠杆的几个概念,会确认并画出力臂;2知道杠杆平衡条件;3了解杠杆的一些应用。
(二)过程与方法1通过观察和实验,了解杠杆中的几个概念。
2经历探究杠杆平衡条件的过程,进一步学会提出问题,分析归纳实验数据。
(三)情感、态度与价值观1关心社会生产、生活,保持对自然的好奇心,并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2逐步建立辩证唯物主义的世界观。
二、学重难点重点:引导学生通过探究得出杠杆平衡条件。
难点:1理解力臂概念、画法。
2杠杆平衡条件的运用。
三、实验器材及教学媒体的选择与使用铁架台,木棍,砖块,绳子,弹簧测力计,钩码,杠杆原理演示器,三角板,多媒体设备等。
四、教学过程(一)创设情景,引入新课1用古埃及人搬运巨石修建金字塔的故事导入;2出示砖块、铁架台、木棍、细绳等,请同学上台模拟古埃及人搬运巨石修建金字塔的情景。
(二)认识杠杆用同学上台模拟的实物,介绍支点O、动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2(三)杠杆力臂的画法:杠杆力臂的画法在中考中都偶有出现,因此有必要向学生讲明力臂画法。
首先从杠杆五要素中的力臂要素中找出力臂画法的关键字:点到线的距离然后总结出力臂的画法:1、点(找到支点O)2、线(找到力的作用线并考虑延长或反向延长)3、垂直(过支点O作力的作用线的垂线,垂线段即为力臂)。
练习1:羊角锤拔钉子收渔网天平(四)探究:杠杆平衡条件1用上图实物,演示并讲解什么叫杠杆平衡。
2提出问题:如果将支点右移,观察L1、L2如何变化?F1又会如何变化?反之,又会怎样变化呢?3探究:杠杆平衡条件(1)参照教材图1.21-2,引导学生思考:为什么要使杠杆在水平位置平衡?(2)为什么要改变几次钩码重和位置(F1、F2以及L1、L2)?(3)分组合作探究,教师巡回指导。
(4)学生填写数据,并引导学生仔细分析实验数据,找出规律。
中考物理第十二章简单机械(讲义及答案)附解析一、选择题1.如图,保持F的方向竖直向上不变,将杆由A位置匀速转动到B位置,在这个过程中F 将()A.先变大后变小B.始终变大C.始终变小D.始终不变2.用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙3.在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。
当电动机用800N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/kg。
则下列说法中正确的是()A.建筑材料的质量为2160kgB.电动机对钢丝绳做的功为1600JC.钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/sD.电动机对钢丝绳做功的功率为240W4.如图所示,一轻质杠杆支在支架上,OA=20cm,G1为边长是5cm的正方体,G2重为20N,当OC=10cm时,此时G1对地面的压强为2×104Pa,现用一水平拉力,使G2以2cm/s 的速度向右匀速速运动,当G1对地面的压力恰好为0时,经过的时间是( )A.25s B.30s C.35s D.40s5.关于定滑轮、动滑轮,以下说法不正确的是A.使用定滑轮虽然不省力,但可以改变力的方向B.定滑轮实质是等臂杠杆,而动滑轮实质是不等臂杠杆C.又省力又少移动距离的动滑轮是无法实现的D.使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,只能省一半力6.如图所示,边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边,在BB′边上施加一个力F 使其绕DD′边转动掉落于河水中,它漂浮时露出水面的高度为h,水的密度为ρ,则下列说法中不正确的是A.物块的密度为a haρ-()B.物块的重力为(a﹣h)ρgaC.物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg(a﹣h)D.为了使物块掉落于河水中,力F至少是2 2a h a g ρ-()7.如图,粗细均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O'两个支点上.已知AO、O'B长度均为0.25m。
知识点1:杠杆1.概念:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆;2.五要素:一点支点、二力动力、阻力、两力臂动力臂、阻力臂;1支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示;2动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示;3阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示;4动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示;5阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示;补充:1动力和阻力的作用点都在杠杆上;2力臂的画法:作用点到力作垂线,用带双箭头的实线表示;知识点2:杠杆平衡1.概念:杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡;4.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式表达为:F1L1=F2L2;知识点3:杠杆的分类1.省力杠杆:其特点是L1>L2,F1<F2,省力但费距离;举例:起瓶器、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等2.费力杠杆:其特点是L1<L2,F1>F2,费力但省距离;距离:人的前臂、镊子、筷子、火钳、理发剪刀、钓鱼杆、船桨等;3.等臂杠杆:其特点是L1=L2,F1=F2,不省力也不省距离,能改变力的方向;举例:天平、杆秤、案秤等;通俗的讲:省事的大多是费力的,比如吃饭的筷子,火钳等;省气的大多是省力杠杆,比如钢丝钳等;4.判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法:1比较力臂长短;2比较力的大小;3比较距离的长短;知识点4:定滑轮常见的简单机械有:杠杆、滑轮、轮轴、斜面等;滑轮是变形的杠杆1.概念:使用时轮轴固定不变的滑轮叫定滑轮;2.实质:等臂杠杆;3.特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向;4.对理想的定滑轮:若不计轮轴间摩擦,则拉力F=G物;绳子自由端移动距离S F或速度v F等于重物移动的距离S G或速度v G知识点5:动滑轮1.概念:使用时滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮;可上下移动,也可左右移动2.实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆;3.特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向;4.理想的动滑轮:若不计轴间摩擦和动滑轮重力,则拉力F=1/2G物;若只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1/2G物 + G动;绳子自由端移动距离S F或v F=2倍的重物移动的距离S G或v G知识点6:滑轮组1.概念:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组;2.特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向;3.理想的滑轮组:若不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力拉力F=1/n G物;只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1/nG物 + G动;绳子自由端移动距离S F或v F=n倍的重物移动的距离S G或v G;4.组装滑轮组方法:首先根据公式n=G物 + G动/ F求出绳子的股数;然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮;知识点7:轮轴和斜面其他简单机械1.轮轴:由轮和轴组成,能绕共同轴线轮与轴的叫做轮轴,半径较大者是,半径较小的是;特点:当动力作用在轮上,则轮轴为省力杠杆;动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆;举例:门把手、汽车方向盘、扳手等;2.斜面:斜面是一种,可用于克服垂直提升重物之困难;特点:省力但是费距离;距离比和力比都取决于倾角:斜面与平面的倾角越小,斜面较长,则省力越大,但费距离;斜面与平面的倾角越大,斜面较短,则省力越小,但省距离;举例:盘山公路、搬运滚筒、斜面传送带等;补充:在不计算任何阻力时,斜面的为100%,如果很小,则可达到很高的效率;即用F1表示力,s表示斜面长,h表示斜面高,为G;不计无用时,根据功的原理,可得:F1s=Gh;知识点8:有用功、额外功和总功1.有用功:1概念:达到一定目的必须做的对人们有用的功叫做有用功,用W有用表示;2公式:W有用=Gh提升重物=W总-W额=ηW总斜面:W有用=Gh2.额外功:1定义:并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功, 用W额表示;2公式:W额=W总-W有用=G动h忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组斜面:W额=fL3.总功:1概念:有用功与额外功的和叫做总功;2公式:W总=W有用+W额=FS=W有用/η=P总t斜面:W总=fL+Gh=FL知识点9:机械效率1.概念:有用功跟总功的比值叫做机械效率;2.公式:η= W有用/ W总斜面:η=W有用/W总=Gh/FL G为,h为斜面竖直高度,F为拉力大小,L为斜面长度;定滑轮:η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/Fh=G/F动滑轮:η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/F2h=G/2F滑轮组:η=W有用/W总=Gh/FS= Gh/Fnh=G/nF3.补充:1机械效率是个无量纲的单位;2有用功总小于总功,所以机械效率总小于1;机械效率通常用百分数表示;举例:某滑轮机械效率为60%,表示有用功占总功的60%;3大量实验表明,使用机械时,人们所做功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是使用任何机械都不省功;这个结论叫做功的原理;4例题:使用任何机械都不能省功,为什么人们还要使用机械呢答:虽然使用机械不能省功,但使用机械有许多好处:a.使用机械可以改变动力的大小、方向和动力作用点移动的距离;b.使用机械可以改变做功的快慢;c.使用机械还可以比较方便地完成人们不便直接完成的工作.4.提高机械效率的方法:1若有用功不变,可以通过减小,减少机械自重,减少机械的摩擦来增大机械效率;举例:用轻便的塑料桶打水;2若额外功不变,可以通过增大有用功来提高机械效率;举例:在研究滑轮组的机械效率时,我们会发现同一个滑轮组,提起的重物越重,机械效率越高,就是这个道理;3在增大有用功的同时,减小额外功;知识点10:机械效率的测量1.原理:η=W有用/W总=Gh/FS2.应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S;3.器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计;4.步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变;5.结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:1动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多;2提升重物越重,做的有用功相对就越多;3摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就越多;4绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率;因为重物上升的高度和绳子移动的距离的比值是固定的。
7.
第十二讲简单机械
一、选择题
1. (2016,桂林)如图所示的简单机械,属
于省力杠杆的是
2. (2016,宁夏)如图所示,启瓶器开启瓶盖时,可以看作是
A •以
B .以
C.以 D .以
3. (2016,枣庄)在生产生活中,利用如图所示的简单机械时,
C
D
B 、
C 两点施加力 F 1、F 2, A 4. (2015,广州)AC 硬棒质量忽略不计, 00 '线,棒在如图所示位置处于静止状态,则 A. F K F 2 C. F 1力臂小于S 1
在棒的
C
F 2的方向沿
L
第4题图 B. F 1= F 2
D. F 2方向沿OO'
F F,
线向下
F , 乙 第5题图 5•如图,用同一滑轮匀速提升同一重物 (不计摩擦),图中 关系正确的是B F 1、F 2、F 3、F 4之间的大小 A . F 1= F 2 B. C. F 1= F 3 D. 6.如图所示,在竖直向上大小为10 N 的力F 的作用下,重物A 沿竖直方向匀速上升. 知重物A 上升速度为0.2 m/s ,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小 和滑轮上升的速度分别为 F 3= F 4 F 2= F 4 A. C. 20 N ; 0.4
m/s
5 N ; 0.4 m/s
20 N ; 0.1 m/s
5 N; 0.1 m/s
第6题图
* 1■口 • TL'
J F
1 0
/ ty
第7题图
(2016,滨州)(多选)在探究杠杆平衡条件的时候,小明在均匀木板中间挖孔,孔中插
一金属杆,固定在铁架台上,木板可以围绕中间自由转动.
每个钩码的质量为 200 g, A 、B 、
A 为支点的费力杠杆
A 为支点的省力杠杆
B 为支点的费力杠杆
B 为支点的省力杠杆
C
A D
7.
C 、
D 、
E 、
F 为挂钩,已知 AB = BO= OC = CD , ABOCD 的连线与 EDF 的连线垂直.现在 B 处挂两个钩码,D 处挂一个钩码,木板在水平位置平衡 (如图所示)•下列做法能使木板重 新平衡的是BCD
A .在
B 、D 两处各加挂一个钩码
B .在B 处加挂2个钩码,D 处加挂一个钩码 C. B 处挂两个钩码不变,把 D 处一个钩码挂在 E 处 D . B 处挂两个钩码不变,把 D 处一个钩码挂在 F 处
& (2016 ,黄冈)在道路条件不允许的情况下, 军车通常采用如下方法原地掉头, 先将千 斤顶放在车底部合适的位置将军车顶起来,然后推动军车绕千斤顶转动即可实现原地掉头 (如图),下列有关分析正确的是
B
A .千斤顶应放在车底部靠近车轮的位置
B •千斤顶应放在车所受重
力的作用线上
C.只要在车前部推就最省力 D .只要在车上离千斤顶最远的地方推就最省力 二、填空题
9. (2016,聊城)如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个 “省力”或“费力”)杠杆.若旅行箱内装满物体且质量分布均匀, 其总重为 杆拉出的长度是箱体长度的二分之一, 要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,
的拉力F 为_70_N.
箱it
L 第10题图
10. (2016,钦州)如图所示,物体重G= 50 N ,在F = 5 N 的拉力作用下向左匀速运动, 若不计细绳与滑轮的摩擦,则物体受到地面摩擦力的大小为
_10_N ,方向向_右_.
11. (2016,成都)如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起.使用定滑轮 可以_改变动力的方向_(选填“省力”“省距离”或“改变动力的方向”);吊桥可以看作杠 杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力. (选填“变大”“变小”或“不变”).
12. (2016,衢州)如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆本身质量和
摩擦忽略不计,固定装置未画出,
0为支点,OA = OD = 3OB = 0.6 m , CD = 0.2 m .在做背
景的白纸上作有以 0为圆心,半径为 0.2 m 的圆,在A 点挂5 N 的重物G,要使杠杆水平 平衡,则作用在B 点竖直向下的力 F B 应为_15_N,撤去F B 后,按图示方向分别施加 两个力,且每次都使杠杆在水平位置平衡,则 F C 、F D 大小关系为_F C = F_D _.
三、作图题
13. (2016,随州)中国人是使用筷子的专家,如图将 AB 这支筷子作为杠杆分析, 为支点,食指指头对筷子上的 M 点的压力F M (垂直于筷子)是动力,食物对筷子上的 挤压力F N (垂直于筷子)是阻力.画出F M 、F N 和阻力臂L N .
_省力_(选
填
210 N,轻质拉
第9题图 在拉起吊桥的过程中,阻力臂大小
第12题图
F c 、F D O 点 N 点的
第11题图
四、实验探究题
15. (2016,宿迁)小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中,
所用的
器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码 若干个.
(1) 实验前,将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平 平衡;这样做的好处是便于在杠杆上直接测量
_力臂_.
(2) 实验过程中,将钩码悬挂于图中 A 点,保持阻力、阻力臂不变,在
支点
O 右侧不同
位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力 (动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂 L 1和
对应的动力F 1,并记录在表中.请根据表中数据,在坐标系中绘制出 图象可
知,当L 1
为0.6 m 时,F 1为_0.5_N.
(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向 时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是
_拉力的力臂变小_.
五、综合应用题
16. (2016,河北)如图所示,将边长为 10 cm 的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的 A 点处,在B 点施加力F 1= 30 N 时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好 为0.撤去F 1,在B 点施加F 2时,合金块对地面的压强为 1.2X 103
Pa(OB = 3OA ,g 取10
N/kg).
(1) 画出F 2的力臂. (2) 求合金块的质量. (3) 求F 2的大小.
s
1
14. (2016,东营)如图所示,某人在 if
A 处提起物体,请在图中画出最省力的绳子绕法.
L i 与F i 的图象,根据
次数 动力 F 1/N 动力臂 L 1/m 1 0.75 0.40 2 1.00 0.30 3 1.50 0.20 4
2.00 0.15 5
3.00
0.10
(2)在B 点施加力F i = 30 N 时,杠杆在水平位置平 0,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直 并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件 即G OA= 30 N - 3OA ,解得G = 90 N ,合金块的质量
m= KO^N/kg = 9
⑶从图中可以看出,拉力 F
2的力臂为L 2
= 2OB ,撤去
施加F 2时,合金块对地面的压强为 1.2 X 103
Pa,对合金块的受力分析可知,重力 受的拉力F A 和地面支持力F N 的和,
而支持力与合金块对地面的压力是相互作用
力, 金块受到的支持力 F N = pS= 1.2 X 103
PaX 0.1 mX 0.1 m= 12 N ,则拉力 F A =
G — F N = 90 N —
1 1
12 N = 78 N,根据杠杆平衡条件 F 2L 2= F A - OA ,即 F 2 - -OB = 78 N --OB ,解得 F 2= 52 N
(1)如图所示:
衡,合金块对水平地面的压强恰好为 向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,
F i L i = F 2L 2 可得,
G - OA = F i - OB , F i , 在 B 点
G 等于所 此时合。