2019-2020学年八年级物理第十二章:简单机械考点讲解与剖析
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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。
2019-2020学年八年级物理下册第十二章《简单机械》复习讲学稿(新版)新人
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③有用功、额外功、总功(理解)
记
下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验.(每个钩码重5N
)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当
杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时
(选填“左”或“右”)
所示:
仍要保持杠杆在水平位置平衡,
填“变大”、“变小”或“不变”)
在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了
个定滑轮测定前4
实验次数
0.3
0.5 0.1
据应为
_________
组数据可知,同
的(填“正确”.你是用
________
斜面沿斜面拉
F/N
5.6
次实验中,斜面的机械效率为
、是探究斜面机械效率与斜面倾斜角度的关系.由表中数据可知,在斜面粗糙程。
初二物理第十二章简单机械知识归纳总结及解析一、选择题1.如图所示,重为G的物体在拉力F的作用下,以速度v匀速运动距离为s,已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一,不计绳重、轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是()A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为FvC.额外功为1n(2nF﹣G)s D.滑轮组的机械效率为2GF2.某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a 所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。
已知物体的质量为450g,所用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为3.2N.g取10N/kg。
在0~2s的过程中,下列说法中正确的是()A.物体上升的速度为0.1m/s B.机械提升动滑轮做的功0.2JC.滑轮组的机械效率为90% D.拉力F的功率为0.64W3.如图所示,不计绳子的质量和一切摩擦作用,整个系统处于静止平衡状态。
重物G1=100N,每一个滑轮重力均为20N,则下列说法正确的是()A.b处绳子的拉力为50NB.G2=280NC.e处绳子的拉力为140ND.G2=200N4.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。
已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。
若人以0.6m/s 的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。
人拉货物的过程中,分析正确的是()A.货物移动距离为20m B.工人的拉力为400NC.工人做的有用功为4D.工人拉力的功率为360W3.610J5.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是A.功率大的机械,机械效率一定高B.机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大C.机械做功时,工作时间越短,功率一定越大D.利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功6.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列说法中正确的是A.将支点两侧钩码都向右移动一格,杠杆仍平衡B.在支点两边的钩码下各增加一个钩码,杠杆仍平衡C.将支点左边加上二个钩码,右边加上一个钩码,杠杆仍平衡D.将支点左边的钩码向左移动两格,将支点右侧的钩码向右移动一格,杠杆仍平衡7.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦).下列说法错误的是()A.F2的功率为0.6WB.弹簧测力计读数为9NC.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F2,物体A可能向左运动8.如图所示,斜面长s=4m,高h=2m,用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,则()A.斜面的机械效率是75% B.物体所受的额外功为20JC.物体所受的摩擦力等于拉力 D.斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关9.如图所示,物体A所受重力为G A,在水平向左的拉力F的作用下沿水平面向左做匀速直线运动.物体A所受的支持力为N,物体A与水平面间的摩擦力为f ,绳子对物体A水平向右的拉力为F1.物体B所受重力为G B,绳子对物体B竖直向上的拉力为F2,忽略绳子质量及滑轮轴处摩擦,下列说法正确的是A.F与f是一对平衡力B.F1、f之和与F大小相等C.G B与F2是一对相互作用力D.G A与N是一对相互作用力10.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为20N.在把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100JB.甲滑轮组所做的有用功为200J ,乙滑轮组所做的有用功为300JC.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等D.甲、乙两滑轮组的机械效率不相等二、填空题11.如图所示的两种情况中,OB=AB,物体均重为G,两轻质杠杆均处于水平平衡状态,比较力F、'F的大小,满足关系式 __________。
八年级物理下册第十二章简单机械知识点总结(超全)单选题1、下列图中的工具在使用时能起到“省距离”作用的是()A.镊子B.老虎钳C.起瓶器D.铁丝剪答案:AA.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,能起到“省距离”作用,故A符合题意;B.老虎钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不能起到“省距离”作用,故B不符合题意;C.起瓶器在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不能起到“省距离”作用,故C不符合题意;D.铁丝剪在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不能起到“省距离”作用,故D不符合题意。
故选A。
2、如图所示,用F=12N的拉力竖直向上匀速提升木块,2s内木块升高的高度为0.1m,木块重力G=30N,在此过程中下列判断正确的是()A.拉力F做功为1.2JB.滑轮组做的有用功为3JC.滑轮组机械效率为40%D.拉力F做功的功率为0.6W答案:BAB.滑轮组做的有用功为W有用=Gh=30N×0.1m=3J由图可知,动滑轮上的绳子段数n=3,则绳端的移动距离s=nh=3h=3×0.1m=0.3m拉力F做功为W总=Fs=12N×0.3m=3.6J故A错误,B正确;C.机械效率η=W有用W总×100%=3J3.6J×100%≈83.3%故C错误;D.拉力F做功的功率P=W总t=3.6J2s=1.2W故D错误。
故选B。
3、如图所示的各种工具,正常使用时省力的是()A.定滑轮B.动滑轮C.筷子D.船桨答案:BA.定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时既不省力,也不省距离,故A不符合题意;B.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,若不计轮重和摩擦,可以省一半的力,故B符合题意;C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;D.船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
4、为了将一物块送到高处,小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。
八年级下册物理第12章简单机械知识点第一节杠杆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。
l一个物体可以成为杠杆,必须满足两个条件① 受到力的作用;② 能绕固定点转动。
杠杆的形状是任意的。
2.杠杆的五要素:l支点:杠杆绕着转动的点。
一般用O表示。
l动力:使杠杆转动的力。
一般用F1表示。
l阻力:阻碍杠杆转动的力。
一般用F2表示。
l动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
一般用l1表示。
l阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
一般用l2表示。
3.杠杆示意图的画法:① 确定支点;② 确定动力和阻力,画力的作用线;③过支点做力的作用线的垂线,支点和垂足之间的距离即为力臂;④ 标各个垂直符号和大括号及物理量。
4.画图技巧l画力臂时,如果力的作用线太短,用虚线将力的作用线延长。
l线段长度必须体现力的大小。
l力臂不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离。
l杠杆是受力物体,动力作用点、阻力作用点必须画在杠杆上。
l力的作用线过支点,力臂为0,不会影响杠杆转动。
l阻力方向:与阻力作用点将要运动的方向相反l当动力、阻力在支点两侧时,它们的方向大致相同;当动力、阻力在支点同侧时,它们的方向大致相反。
5.探究:杠杆的平衡条件杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力作用下静止或绕支点匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
【实验设计】如图,调节杠杆两端的螺母(和天平的调节方法相同),使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆保持水平并静止。
记下动力、阻力,测量动力臂和阻力臂。
改变力和力臂的数值,再做两次实验。
【实验结论】杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【注意事项】①实验时使杠杆在水平位置静止的目的便于在杠杆上测量力臂的大小。
② 多次实验的原因:寻求普遍规律③ 不同物理量之间不能进行加、减运算。
④平衡螺母只能在实验前调整,那边高向那边调⑤随意加砝码时,那边乘积大哪边低。
八年级物理下册第十二章简单机械知识点梳理单选题1、物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度,现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中,可能正确的是()A.B.C.D.答案:CA.物重为G,动滑轮重力为G动,人对机械施加的力为F,动滑轮上绳子的段数为n。
不计绳重和摩擦,整个过程只克服动滑轮重力做额外功。
则机械效益MA=GF=G1n(G+G动)=nGG+G动=n1+G动G由以上关系式可知,MA与G不成正比,故A错误;B.由A推导的关系式可知,物体重力G增大时,机械效益MA也随之增大,但随着物重G增大,MA应变化得越来越慢,故B错误;CD.由MA=GF可知F=G MA滑轮组的机械效率η=GnF=GnGMA=MAn由以上关系式可知η与MA成正比,故C正确,D错误。
故选C。
2、如图所示,重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面,向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中,下列说法正确的是()A.绳子自由端移动距离为4mB.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120NC.额外功的功率为12WD.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低答案:CA.物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离s=3s物=3×2m=6m故A错误;B.拉力做功为W 总=Fs =100N×6m=600J由η=W 有用W 总得有用功W 有用=ηW 总=60%×600J=360J由W 有用=fs 物求得物体与地面间的滑动摩擦力f =W 有用s 物=360J 2m =180N故B 错误;C .拉力做的额外功W 额=W 总-W 有用=600J-360J=240J额外功的功率P =W 额外t =240J 20s =12W故C 正确;D .如果增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦力,增大了有用功,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故D 错误。
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。
第十二章:简单机械单元讲、析与提高对本章知识点进行提炼、总结和详解一、杠杆1.杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,这根硬棒就叫杠杆。
(1)“硬棒”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。
如图(1)所示。
图(1)杠杆图(2)杠杆的七要素2.杠杆的七要素(如图(2)所示)(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;(2)动力:使杠杆转动的力叫动力,用“F1”表示;(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫阻力,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;l”表示;(6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“1l”表示。
(7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“2注意: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。
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(如图(3)所示):(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;第一步:先确定支点,即杠杆绕着某点转动,用字母“O”表示。
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。
甲乙丙图(3)杠杆的示意图4.杠杆的平衡条件(1)杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件实验图(4)图(5)(1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
如图(5)所示,当杠杆在水平位置平衡时,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂实物大小了,而图(4)杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有图(5)方便。
由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。
(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。
因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡。
(3)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1l1=F2l2。
5.杠杆的应用(1)省力杠杆:动力臂l1>阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大)。
(2)费力杠杆:动力臂l1<阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做费力杠杆。
使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)。
(3)等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。
使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距离也不费距离。
既省力又省距离的杠杆时不存在的。
二、滑轮1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
如图(1)所示。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
图(1)滑轮图(2)定滑轮图(3)等臂杠杆图(4)h=S2.定滑轮(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
如图(2)所示。
(2)实质:是个等臂杠杆。
(如图(3)所示)。
轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件可知,因为重物匀速上升时不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中(3)中F1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G上升的力)。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。
(如图(4)所示)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G。
(不计绳重和摩擦)3.动滑轮(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
(如图(5)所示)图(5)动滑轮 图(6)动力臂是阻力臂2倍 图(7) (2)实质:是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
如图(6)所示,图中O 可看作是一个能运动的支点,其动力臂l 1=2r ,阻力臂l 2=r ,根据杠杆平衡条件:F 1l 1=F 2l 2,即F 1·2r=F 2·r ,得出2121F F =,当重物竖直匀速向上时,F 2=G ,则G F 211=。
(3)特点:省一半力,但不能改变力的方向。
(4)动力移动的距离是重物移动距离的2倍,如图(7)所示。
对于动滑轮来说:1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;2)动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动,动力F 1的方向与并排绳子平行,不计动滑轮重、绳重和摩擦。
4.滑轮组(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
(2)特点:可以省力,也可以改变力的方向。
使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即物G nF 1=(条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。
注意:如果不忽略动滑轮的重量则:()滑物G G nF +=1。
(3)动力移动的距离S 和重物移动的距离h 的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n 段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n 倍,即S=nh 。
如下图(8)所示。
(n 表示承担物重绳子的段数)(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系:物绳nV V =。
n=2,s=2hn=3,s=3h n=3,s=3h n=4,s=4h n=4,s=4h n=5,s=5h 总G F 21= 总G F 31= 总G F 31= 总G F 41= 总G F 41= 总G F 51= A B C DE F 图(8)滑轮组(4)滑轮组的组装:1)根据G nF 1=的关系,求出动滑轮上绳子的段数n ;2)确定动滑轮的个数;3)根据施力方向的要求,确定定滑轮个数。
确定定滑轮个数的原则是:一个动滑轮应配置一个定滑轮,当动滑轮上为偶数段绳子时,可减少一个定滑轮,但若要求改变力的作用方向时,则应在增加一个定滑轮。
在确定了动、定滑轮个数后,绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则,由内向外缠绕滑轮。
5.如图(9)所示,斜面是一种可以省力的简单机械,但却费距离。
图(9)斜面6.当斜面高度h 一定时,斜面L 越长,越省力(即F 越小);当斜面长L 相同时,斜面高h 越小,越省力(即F 越小);当斜面L 越长,斜面高h 越小时,越省力(即F 越小)。
三、机械效率1.有用功:对机械、活动有用的功。
公式:W 有用=Gh (提升重物)=W 总-W 额=ηW 总;斜面:W 有用= Gh 。
2.额外功:并非需要但又不得不做的功。
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=fL 。
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/η;斜面:W 总= fL+Gh=FL 。
4.机械效率:有用功跟总功的比值。
机械效率计算公式:%100⨯=总有用W W η。
5.滑轮组的机械效率(不计滑轮重以及摩擦时)(1)滑轮组(竖直方向提升物体):FSGh =η(G 为物重,h 为物体提升高度,F 为拉力,S 为绳子自由端走的距离)。
(2)滑轮组(水平方向拉动物体):FS fl =η(f 为摩擦力,l 为物体移动距离,F 为拉力,S 为绳子自由端走的距离)。
6.斜面的机械效率:FS Gh =η(h 为斜面高,S 为斜面长,G 为物重,F 为沿斜面对物体的拉力)。
对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析1.杠杆杠杆属于主要知识点,同时也是中考中经常考试的内容。
在本节中,主要知识点有杠杆的七要素、杠杆平衡条件、杠杆的示意图和杠杆的应用,希望在复习中做到有的放矢。
纵观历年中考,对“杠杆”考查主要有以下几个方面:(1)杠杆应用类:判断属于省力杠杆还是费力杠杆;(2)杠杆平衡条件类:利用杠杆平衡条件分析、解答实际问题;(3)作图类:以画出力臂较多,考查学生对力臂概念的理解;(4)计算类:根据杠杆平衡条件进行简单计算,主要应用公式2l2=F1l1F。
杠杆在中考中出现的概率很高,主要题型以选择题为主,填空题、作图题和计算题也有出现,但出现概率较选择题要低。
选择题以判断杠杆类型、杠杆应用和杠杆平衡条件居多;填空题以考查杠杆基本概念居多;作图题一般情况下和其他作图题结合,一般考查杠杆七要素居多。
典例一:(2019·武威)如图所示是羊角锤的示意图,请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F 1的示意图。
【解析】由杠杆的平衡条件F 1L 1=F 2L 2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。
连接支点和力的作用点A 即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。
求最小的力是常见的题型,关键是找到最大的动力臂,一般来说,支点与动力作用点的连线就是最大的动力臂。
【答案】由杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力;由图知,O为支点,A点离支点最远,则连接支点O和羊角锤的末端A即是最长的动力臂,过A点作垂直于动力臂向右的力F1.如下图所示。
典例二:(2019·河北)如图所示,一轻质杠杆AB.长1m,支点在它中点O.将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点,已知OC:OB=1:2,M的边长l=0.1m。
(1)在图中画出N受力的示意图。
(2)求此时M对地面的压强。
(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h时,M 对地面的压强减小了60Pa,求h为多少。
【解析】本题是一道纯力学综合应用题,涉及到力的示意图的画法,压强的计算、以及杠杆平衡条件的应用等,关键要会正确受力分析,学会利用方程进行解题,难度较大。
(1)对N进行受力分析,由于N在空中处于静止状态,受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力,根据力的示意图的画法即可得出答案;(2)根据杠杆平衡条件、力作用的相互性及力的平衡条件求出M对地面的压力,利用数学知识求出受力面积,最后根据p=求出此时M对地面的压强;(3)先求出M剩余的重力,再求出剩余的压强和面积,进而得出压力,根据力作用的相互性几以及杠杆平衡条件表示出M受到的拉力,最后利用力的平衡条件求出h。