新人教版八年级下册物理[《简单机械》全章复习与巩固(提高)知识点整理及重点题型梳理]
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第十二章简单机械知识点整理第一节杠杆1.杠杆:能绕固定点转动的硬棒(书本定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆)。
(杠杆可以是直的,也可以是弯的)2.杠杆的五要素:(1)支点:杠杆可以绕其转动的点O;(2)动力:使杠杆转动的力F1;(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2;(4)动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离l1;(5)阻力臂:从支点O到动力F2作用线的距离l2。
3.动力和阻力的作用效果:一个力使杠杆顺时针转动,另一个力使杠杆逆时针转动。
4.力的作用线:通过力的作用点沿着力的方向或者反方向所在的直线。
5.杠杆作图:(1)画力臂:①确定支点:若没有标注字母,则在支点处标注O;②画出力的作用线:需要延长或者反向延长时,用虚线延长;③作垂线:从支点O向力的作用线作垂线。
画实线时,要求两端画箭头,中间留空用于标注力臂(不方便留空也可以不留空,标注在实线旁边也可以),感觉表示还不够明确时也可以在箭头两端加上小短线;画虚线时,用大括号标注力臂范围。
④标注:垂足位置画出直角符号,在实线或大括号中间标注力臂l1或l2;(2)画力:已知力臂画力时作力臂的垂线,用虚线画;在虚线与杠杆相交的地方为力的作用点,判断出力的方向后,沿着虚线画出力;画出力的符号F1或F2和直角符号;(3)最小动力问题:用线段连接支点O和作用点(最远),该线为最长力臂,用虚线作出力臂的垂线,在根据题意判断出力的方向后,沿着虚线画出的力,即最小动力。
6.杠杆的平衡状态:杠杆处于静止状态。
7.探究杠杆的平衡条件(1)调节杠杆两端平衡螺母使不挂钩码时,杠杆水平。
优点:①便于测量力臂(力臂在杠杆上可以直接读数);②消除杠杆自重对实验的影响。
(2)平衡螺母调节原则:左高左调;(3)左右两端挂不同的钩码的好处:使动力和阻力不相等,避免实验的偶然性。
(4)多次实验的目的:使实验结论更具有普遍性8.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂公式:F1l1=F2l29.杠杆的分类:等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆。
《简单机械》全章复习与巩固(基础)【学习目标】1.知道什么是杠杆及杠杆五要素;2.会画杠杆的力臂;3.理解杠杆的平衡条件及应用,会判断省力杠杆和费力杠杆;4.理解定滑轮、动滑轮的特点、实质及其作用;5.知道滑轮组的作用,会组装滑轮组;6.了解什么是有用功、额外功和总功,了解影响机械效率的因素;7.理解什么是机械效率,学会用机械效率的公式进行有关问题的计算,同时结合受力分析解决综合的力学问题。
【知识网络】【要点梳理】要点一、杠杆1.杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
杠杆的五要素是:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2.力臂的画法:(1)明确支点,用O表示(2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线(3)过支点O作该力的作用线的垂线(4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母L1(或L2)3.杠杆的平衡:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
要点诠释:1.杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为:F1L1= F2L2;杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
2.杠杆分类:(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
(2)费力杠杆:L1<L2,F1>F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便,也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。
第十二章简单机械12.1 杠杆1、杠杆(1)杠杆的概念:。
(2)杠杆的五要素:。
支点:;动力:;阻力:;动力臂:;阻力臂:。
说明:a、杠杆不一定是直的,但必须是硬棒;b、支点一定在杠杆上,力臂不一定在杠杆上;c、动力、阻力的作用点都在杠杆上。
(3)力臂:力的作用线到转动轴的垂直距离。
画法:①;②;③;④;⑤。
注意:力臂若画成实线,实线要在线段的两端画箭头,再标上l;虚线要用大括号括起来再标l。
2、杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下或。
探究杠杆平衡条件的实验中:(1)首先要调节使杠杆在不挂钩码时,保持,达到平衡状态。
这样做的好处是:①②。
(2)多次测量的目的是:。
(3)处理数据用力和力臂相乘而不相加是因为。
(4)结论:杠杆平衡的条件:即:。
3、做关于杠杆题时的注意事项:(1)必须先找出并确定支点(2)对力进行分析,从而确定动力和阻力(3)找出动力和阻力的作用线,确定动力臂和阻力臂。
412.2 滑轮1、滑轮:边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
2、定滑轮①定义:工作时,轴不随物体移动的滑轮。
②实质:。
③特点:使用定滑轮,但。
④绳子自由端通过的距离与重物上升高度关系:。
3、动滑轮①定义:工作时,轴随着物体移动的滑轮。
②实质:动力臂为阻力臂的杠杆。
③特点:使用动滑轮,但。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:;只忽略轮轴间的摩擦,则:。
⑤绳子自由端通过的距离与重物上升高度关系:。
4、滑轮组①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:。
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力:。
即:用滑轮组提升重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重,提升起物体的力就是物重的。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力:。
④绳子自由端通过的距离与重物上升高度关系:。
⑤组装滑轮组方法:首先根据公式求出绳子的股数,然后根据“奇动偶定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。
说明:绳子段数n:在定滑轮和动滑轮中间画一条线,将定滑轮与动滑轮分隔开,数出动滑轮上的绳子段数,即为吊着重物的绳子段数。
1、有用功:对人们有用的功。
公式:W 有用=Gh (提升重物)=W 总-W 额=ηW 总2、 额外功:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W 额= W 总-W 有用=G 动h (忽略摩擦的动滑轮、滑轮组)3、 总功:有用功加额外功或动力所做的功。
公式:W 总=W 有用+W 额=FS= W 有用/η4、 机械效率:有用功跟总功的比值。
(1)公式: (2)有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
(3)提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5、机械效率的测 ① 原 理: ②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S③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线、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:A 、动滑轮重力大小和个数多少:提升同一物体用的动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多而有用功不变,机械效率就越低。
B 、物体的重力大小:用同一滑能组所提升得重物越重,做的有用功相对就多而额外功不变,机械效率就越高。
C 、摩擦:若各种摩擦越大做的额外功就多,机械效率相对就低。
D 、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
简单机械的机械效率(1)斜面 ①W 有用=G ·h②W 额外=f ·S③W 总=F ·S=G ·h +fS(2)杠杆 ①W 有用=G 物·h②W 额外η W 有用 W 总= η W 有用 W 总 = Gh FS=③W总=F·S(3)定滑轮竖直方向提升重物(a)①W有用=Gh ②W额外:摩擦及绳重③W总=F·S=F·h(4)定滑轮水平方向拉动物体(b)①W有用=f·S物②W额外:滑轮转动摩擦③W总=F·S F=F·S物(5)动滑轮(a)及竖直方向滑轮组①W有用=G物·h ②W额外③W总=F·S=F·nh=(G物+G动)·h (n为连接动滑轮绳子段数)不计绳重和摩擦时(6)动滑轮(b)及水平方向滑轮组①W有用=fS物②W额外:绳重及滑轮转动摩擦③W总=F·S F=F·nS物(n为连接动滑轮绳子段数)注:a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分,故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率.b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功c、对于所有机械均有。
《简单机械》全章复习与巩固(提高)【知识网络】【要点梳理】要点一、杠杆1.杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
杠杆的五要素是:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2.力臂的画法:(1)明确支点,用O表示(2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线(3)过支点O作该力的作用线的垂线(4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母L1(或L2)3.杠杆的平衡:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
要点诠释:1.杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1= F2L2;杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
2.杠杆分类:(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
(2)费力杠杆:L1<L2,F1>F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便,也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。
(3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2。
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
要点二、滑轮及滑轮组1.定滑轮:如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。
定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2.动滑轮:如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
最新人教版初中物理第十二章《简单机械》知识点大全八年级物理下册·第十二章《简单机械》知识点大全知识点1:杠杆杠杆是一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点转动。
杠杆包括五个要素:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
支点表示杠杆绕着转动的点,用“O”表示;动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示;阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示;动力臂表示支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示;阻力臂表示支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示。
动力和阻力的作用点都在杠杆上,力臂的画法是作用点到力作垂线,用带双箭头的实线表示。
知识点2:杠杆平衡杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫做杠杆平衡。
杠杆平衡的条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即F1L1=F2L2.知识点3:杠杆的分类杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
省力杠杆的特点是L1>L2,F1<F2,能够省力但费距离,例如起瓶器、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。
费力杠杆的特点是L1<L2,F1>F2,费力但省距离,例如人的前臂、镊子、筷子、火钳、理发剪刀、钓鱼杆、船桨等。
等臂杠杆的特点是L1=L2,F1=F2,不能省力也不能省距离,但能改变力的方向,例如天平、杆秤、案秤等。
判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法是比较力臂长短、比较力的大小和比较距离的长短。
知识点4:定滑轮滑轮是变形的杠杆,使用时轮轴固定不变的滑轮叫做定滑轮。
定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
对于理想的定滑轮,若不计轮轴间摩擦,则拉力F等于重力G物,绳子自由端移动距离Sf(或速度vf)等于重物移动的距离Sg(或速度vg)。
知识点5:动滑轮使用时滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮,它的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
使用动滑轮能够省一半的力,但不能改变动力的方向。
本文介绍了简单机械中的三种重要的机械:动滑轮、滑轮组和轮轴以及斜面。
人教版2023初中物理八年级物理下册第十二章简单机械重点归纳笔记单选题1、如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是()A.F1>F2,F1移动距离多B.F1<F2,F2移动距离多C.F1所做的额外功多D.两装置的机械效率相同答案:DAB.由图可知,左侧的滑轮组,n=2,则拉力为F1=12(G+G动)F1移动距离为s1=2h右侧的滑轮组,n=3,则拉力为F2=13(G+G动)F2移动距离s2=3h因此F1>F2,F2移动距离多,故AB错误;C.不计绳重和摩擦,提动滑轮做的功为滑轮组的额外功,两个动滑轮相同,提升相同的高度,故两个滑轮组做的额外功相同,故C错误;D.不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关,与绳子的绕法无关,在提升相同物体到相同的高度,所做的有用功与额外功相同,故两装置的机械效率相同,故D正确。
故选D。
2、如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方向开门,最容易的是()A.B.C.D.答案:CABC.推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力,故AB不符合题意,故C符合题意;D.而沿门方向向外拉,力的作用线过轴的位置,相当于动力臂为0,无法推开门,故D不符合题意。
故选C。
3、如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形玻璃板平放在水平地面上,分别用竖直向上的拉力F甲、F乙拉在长短不同的两端的中央位置,使该端抬离地面,下列说法正确的是()A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂短B.F甲<F乙,因为乙方法的动力臂长C.F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍答案:D两次抬起水泥板杠杆的示意图如下图所示:两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一,根据杠杆的平衡条件F=Gl阻l动=12G所以前后两次所用的力相同,故D符合题意,ABC不符合题意。
简单机械第一节杠杆【知识点归纳】一、杠杆1、定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
(1)“硬棒”不一定是棒,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“O”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,支点是相对固定的。
(2)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”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“l1”表示。
(7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“l2”表示。
注意:①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。
②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,其力臂为零,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O;(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l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。
如图所示,以翘棒为例。
第一步:先确定支点,即杠杆绕着哪一点转动,用字母“O”表示。
如图甲所示。
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“F1”表示。
这个力F1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“F2”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“l1”“l2”,“l1”“l2”分别表示动力臂和阻力臂,如图丙所示。
人教八年级下册物理第十二章 简单机械本章知识框架第一节 杠杆(第一课时) 一、知识点1、杠杆的定义2、杠杆的五要素,会画力臂3、杠杆的平衡条件二、检测题1.1 在_____的作用下能绕着固定____________的硬棒,这根硬棒就是杠杆。
2.1杠杆的五要素:_________、_________、_________、__________、__________。
2.2力臂:支点到___________________的___________。
2.3杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥就是一个杠杆,如图所示,它的支点是________点,动力作用点是______,阻力是吊桥的____________.2.4下列说法中正确的是 ( )A .从支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂B .从支点到动力作用线的距离叫做动力臂C .力臂一定在杠杆上D .力臂的大小不可能为零2.5下列关于杠杆的一些说法中,正确的是( )A .杠杆必须是一根直棒B .杠杆一定要有支点C .动力臂就是支点到动力作用点的距离D .当力的作用线通过支点时,力臂最大2.6下列关于F 1力臂的作图中,正确的是 ( )2.7如图所示,O 点表示杠杆的支点,画出动力F 1的力臂并用字母l 1表示;画出阻力并用F 2表示.杠杆滑轮机械效率 简单机械、2.7题图2.8题图2.8如图所示,作出:(1)水桶M受到的重力示意图;(2)以O为支点,力F的力臂l 。
3.1杠杆平衡状态:杠杆在动力和阻力共同作用下处于_______________状态或_________________状态。
杠杆平衡条件内容:___________________________________________________。
杠杆平衡条件公式: __________________。
3.2开瓶时使用的开瓶器(图a),可以简化成不计重力的省力杠杆(图b),0为支点.若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直,且AO=6 cm,BO=1 cm,F1=25 N,则F2=____________N.3.2题图 3.3题图3.3在探究“杠杆的平衡条件”实验中:(1)首先,调节杠杆两端的___________,使杠杆两端不挂钩码时,保持水平并静止,达到__________状态.(2)如图所示,杠杆每格长度相同,杠杆的a处已挂着2个0.5 N的钩码,要使杠杆平衡,则应在杠杆的____________处,挂上____________个0.5 N的钩码.3.4在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。
新人教版八年级下册初中物理重难点突破知识点梳理及重点题型巩固练习《简单机械》全章复习与巩固(提高)【学习目标】1.知道什么是杠杆及杠杆五要素;2.会画杠杆的力臂;3.理解杠杆的平衡条件及应用,会判断省力杠杆和费力杠杆;4.理解定滑轮、动滑轮的特点、实质及其作用;5.知道滑轮组的作用,会组装滑轮组;6.了解什么是有用功、额外功和总功,了解影响机械效率的因素;7.理解什么是机械效率,学会用机械效率的公式进行有关问题的计算,同时结合受力分析解决综合的力学问题。
【知识网络】【要点梳理】要点一、杠杆1.杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
杠杆的五要素是:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。
2.力臂的画法:(1)明确支点,用O表示(2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线(3)过支点O作该力的作用线的垂线(4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母L1(或L2)3.杠杆的平衡:杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动,杠杆就处于平衡状态。
要点诠释:1.杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1= F2L2;杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。
2.杠杆分类:(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。
如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。
(2)费力杠杆:L1<L2,F1>F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便,也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。
(3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2。
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
要点二、滑轮及滑轮组1.定滑轮:如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。
定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2.动滑轮:如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
3.定滑轮和动滑轮的作用:使用定滑轮虽然不能省力,但可以改变用力方向,给工作带来方便。
使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。
4.滑轮组:由定滑轮和动滑轮组装起来的,既可省力又可以改变用力方向,但费距离。
我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组,可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上,再由里向外顺次绕线。
要点诠释:1.忽略绳重和摩擦,滑轮组绳子自由端的拉力:G GFn+=动物;2.物体上升的高度与绳子自由端移动的距离的关系:s nh=;3.时间t内,物体上升高度h,绳子自由端移动的距离s;物体移动的速度hvt=物,绳子自由端移动的速度s nh v t t==自;所以物体上升的速度与绳子自由端移动的速度关系:v nv =自物。
要点三、机械效率1.机械效率:有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2. 公式为:3.推导式:(1)竖直方向匀速提升物体时,滑轮组的机械效率:W G h G W FsnFη===有物物总,忽略绳重和摩擦,G G F n+=动物,滑轮组的机械效率:W G G W nFG G η===+有物物总动物。
(2)水平方向匀速拉物体时如图所示,滑轮组的机械效率:W fh f W Fs nFη===有总。
(3)斜面的机械效率:W G h G hW Fl G h fl η===+有物物总物,要点诠释:1.机械效率是有用功在总功中所占的比例,其大小是由有用功和总功共同决定的,在比较机械效率大小时,可采用控制变量法,W有相同时,W总越大,η越小;W总相同时,W有越大,η越大。
2.判断有用功和额外功,必须抓住工作的目的,为完成目的必须做的功就是有用功,而不得不做但对我们没有用的功就是额外功。
并要注意工作目的改变了,有用功和额外功也要发生变化。
3.提高机械的机械效率的方法:改进机械结构,尽量减小机械自重,合理使用机械,按规定进行保养以减小摩擦。
4.需要注意的几个问题:(1)机械效率只有大小没有单位;(2)由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1,通常用百分数表示;(3)机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一;机械效率越高,做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
【典型例题】类型一、杠杆的分类1.(2016春•盐城校级月考)以下几种杠杆类工具,在正常使用时属于省力杠杆的是()A.筷子 B.笤帚 C.镊子 D.钢丝钳【答案】D【解析】A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;B、笤帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;C、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故选D。
【总结升华】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
举一反三:【变式】如图所示,是一人划行独木舟的情景。
手中的船桨从物理的角度来看,实质上是杠杆。
(选填“省力”、“费力”或“等臂”)【答案】费力类型二、杠杆的平衡条件2.如图是用羊角锤起钉子的过程,其中O点是支点。
请作出作用在A点的最小的力F,并完成杠杆示意图。
【思路点拨】由杠杆的平衡条件可知:当阻力、阻力臂一定时,动力臂越大,则动力越小;因此解答此题,只需找出最大的动力臂,然后作动力臂的垂线即可。
【答案与解析】1.确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;2.连接支点与动力作用点,即连接AO,得到最长的线段;3.经过动力作用点做出与该线段垂直的直线。
【总结升华】此题主要考查了杠杆中最小的力的问题,将所学的物理知识与生活实际联系在起来。
举一反三:【变式】如图所示,唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶,请你在图中画出这个力的示意图。
【答案与解析】在处理此类杠杆中最小力的问题时,可按以下步骤进行:①确定支点和动力作用点;②过动力作用点做出与动力臂垂直的直线,即动力作用线。
3.假期里明明和他爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。
活动的要求是:家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平平衡。
(1)若明明和爸爸的体重分别为350N和700N,明明站在左侧离中央支点3m处,明明的爸爸应站在哪一侧?应离中央支点多远才能使木板水平平衡?(2)若明明和他爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,明明的速度是0.4m/s ,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?【思路点拨】(1)知道明明对杠杆施加的动力(明明的重力)、爸爸对杠杆施加的阻力(爸爸的重力)、动力臂根据杠杆平衡条件求出阻力臂。
(2)明明和爸爸相向而行,动力、阻力不变,力臂同时减小,减小的量为vt ,再次利用杠杆平衡条件求爸爸的速度。
【答案与解析】(1)明明和爸爸对杠杆施加的力分别为F 1=350N ,F 2=700N ,F 1的力臂L 1=3m , 根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2, 即:350N×3m=700N×L 2, 所以,L 2=1.5m ,答:爸爸站在距离支点1.5m 的另一侧。
(2)设:明明和爸爸匀速行走的速度分别为v 1和v 2, 行走时间为t ,要保证杠杆水平平衡, 则有F 1(L 1-v 1t )=F 2(L 2-v 2t )350N (3m-0.4m/s×t)=700N (1.5m-v 2t ) 解得:v 2=0.2m/s 。
答:明明和爸爸匀速相向行走,明明的速度是0.4m/s ,爸爸的速度是0.2m/s 才能使木板水平平衡不被破坏。
【总结升华】本题考查了学生对速度公式、杠杆平衡条件掌握和运用,难点在第二问,要使木板水平平衡不被破坏,两边的力和力臂的乘积要相等,这是本题的关键。
举一反三:【变式】如图所示,一个厚度均匀的薄木板长2m ,木块右端用一根绳子悬挂。
绳子所能承受的最大拉力为10N 。
一个大小不计的木块重40N ,它从木块左边的O 点开始以0.2m/s 的速度向木板右端匀速移动,求:木块运动多长时间绳子断裂?(木板重力不计)。
【答案与解析】根据杠杆的平衡条件:1122F L F L =,可得:12121020.540F NL L m m F N==⨯=; 由公式sv t=,可得:0.5 2.50.2/s m t s v m s ===。
类型三、滑轮4.如图所示,重为500N 的某人站在重为350N 的木板上,木板成水平状态,整个装置在空中保持静止,每个滑轮自重为50N ,不计摩擦和绳重,则人对木板的压力大小为 N 。
【答案】300N【解析】方法一:(1)对人、板、滑轮1受力分析图1:2F G G G =++人板轮,可得:F=450N ; (2)对滑轮1受力分析图2:12F T G =+轮,可得:14505020022F G F N NT N --====轮2; (3)对人受力分析图3:G T F =+人支,可得:500200300F G T N N N =-=-=人支; 因为人受到的支持力和人对板的压力是一对相互作用力大小相等,所以人对板的压力是300N 。
方法二:人的重力500N+木板的重力350N+下面的滑轮的重力50N=900N ,读图可知,这900N 都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等。
因此,上面滑轮右侧的拉力为450N ,减去下面滑轮的自重50N ,等于400N .这400N 又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为200N 。
于是得出,人对木板的压力=人的重力500N-绳子拉人手的力200N=300N 。
【总结升华】认真读图,找出各力的分担关系,依次推理,最后就可以判断每一段绳子处的力的大小了。
举一反三:【变式】如图所示,作用在滑轮组上的力F=2N ,弹簧测力计A 的示数为 N ,弹簧测力计B 的示数为 N 。
【答案】4;6类型四、机械效率5.为了将放置在水平地面上、重G=100N 的重物提升到高处。
小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。
当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F 拉绳时,重物的速度υ和上升的高度h 随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m 2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。