初中物理简单机械单元复习导学案.docx

1、初中物理简单机械单元复习导学案NO4：第十二章 简单机械单元复习【学习目标】1会建立本章知识结构图，能完整梳理本章知识。2理解杠杆、滑轮、轮轴、斜面特点并进行应用。3理解做功的两个必要因素，能运用公式进行计算。 4理解功率的物理意义，能运用公式进行计算。 5理解机械效率的物理意义，会计算简单机械的机械效率。【知识梳理】一、杠杆1定义：_叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2五要素组成杠杆示意图。支点：_的点。用字母O 表示。动力：_力。用字母 F1 表示。阻力：_力。用字母 F2 表示。说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点

2、在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从_到_的距离。用字母l1表示。阻力臂：从_到_的距离。用字母l2表示。画力臂方法：一找支点、二画线、三作垂线、四标签 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； 标力臂（大括号）。3研究杠杆的平衡条件：1 杠杆平衡是指：_。2 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。3 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：_。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l14应用：省力杠杆条件：_举例：_费力杠杆条件：

3、_举例：_二、滑轮1定滑轮：定义：_的滑轮。实质：定滑轮的实质是：_特点：_对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F_G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) _重物移动的距离SG(或速度vG)2动滑轮：定义：_的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的_。特点：使用动滑轮能省一半的力，但_方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则： F=_只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F=_绳子自由端移动距离等于_倍的重物移动的距离三、滑轮组： 1把定滑轮和动滑轮组装在一起，组成滑轮组，是否可以既省力又改变力的方向呢？讨论并完成：用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，能设计出几种

4、组合方式？（把方案在右框中画出并动手组装）根据组装的滑轮组，数一数钩码被几段绳子承担？ 弹簧测力计示数又是钩码重的几分之一？ 进一步分析得出：使用滑轮组时，提起重物所用的力由什么决定？_；滑轮组用几根绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的_。2.滑轮组的省力情况： 滑轮组特点：既可以 ，又可以 。3.省力公式：使用滑轮组时拉力省了几分之一，绳子自由端（拉力端）移动的距离就费了几倍。即：（不计摩擦及动滑轮重）F=，则，S绳=nh物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 方法：奇动偶定（1）若不计摩擦及动滑轮重时F= （2）若必需考虑动滑轮的重力时F=(G物+G动) 四、机

5、械效率（）1概念：有用功： 。 额外功： 总功： 。2 和 的比值叫机械效率。 3计算公式是： 。 （ 注意： 任何机械的效率都 1。）4影响机械效率大小的因素有：机械自重及 。【知识梳理】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杠杆的五要素（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

6、。（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2 ”表示。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：（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。杠杆的平衡条件： 杠杆的

7、平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。当杠杆在水平位置平衡时，力臂l1和l2恰好在杠杆上，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂长度大小了，而杠杆在倾斜位置平衡，力臂的数值就就不能从杠杆上读出。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。4杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，或F1l1=F2l2。杠杆的应用：1省力杠杆：动力臂l1阻力臂l2，则平衡时F1F2，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

8、），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F1F2，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、 其他简单机械滑轮：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。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

9、用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质：是个等臂杠杆。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，因为重物匀速上升可知，则，不省力。S=h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）。动力移动的距离与重物移动的距离相等。（如上右图所示）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）动滑轮：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如下

10、左图所示）实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（如上中图所示）图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l11=F2l2，即F12r=F2r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。特点：省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如上右图所示）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F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。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

11、着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。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。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5 s=2h s=3h s=3h s=4h s=4h s=5h A B C D E F滑轮组的组装：（1）.根据的关系，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，

12、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。轮轴：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴的装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。实质：轮轴可看作是杠杆的变形。如上图所示。特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，则动力臂l1=R，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，即F1R=F2r，Rr，F1F2，即使用轮轴可以省力，也可以改变力的方向，但却费了距离。斜面：如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；

13、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、机械效率一、知识储备一：了解功的原理、有用功、额外功和总功1功的原理内容： 。(功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用)2有用功：_。3额外功：_。4总功：_；计算公式：W总=_。5使用简单机械提升重物，有用功、总功的计算方法：有用功W有用=_，总功W总=_二、知识储备二：机械效率的计算1机械效率： _（因为有用功总小于总功，所以机械效率总_，通常用百分数表示) 公式_。2常用的机械效率计算公式：定义式：=W有用/W总 ，斜面：=_，定滑轮：=_，动滑轮：=_，滑轮组：=_三、知识储

14、备三：滑轮组和斜面机械效率的测量1测量原理：_。2测量工具：_。3滑轮组机械效率需要测量的物理量有：_；斜面机械效率需要测量的物理量有：_；4提高机械效率的方法：_等；【课堂检测】1一根粗细均匀的木棒重500 N，一头着地，求抬起另一端所需多大的力？2如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出拉力F1的力臂，并求出此状态下拉力F1_N.3作图 4如下图，分别用不同的滑轮或滑轮组匀速提起重为1800N的物体时，则F1，F2，F3，F45图4是人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是_滑轮(填“

15、定”或“动”)，使用_图中的滑轮能够省力6用如图5所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G为 N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高 m。（题型一）7如图所示，6物重50N，在水平拉力的作用下，使物体沿水平地面匀速前进拉力为10N不计绳和滑轮重，物体受到的阻力 N（题型一）8用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功是 J，总功是 J，这个动滑轮的机械效率为 9工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N向下的拉力拉过1.2m，油桶上升30cm，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为 N10用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4

16、m时，在绳的自由端所加拉力大小为40N，自由端通过的距离为12m则此过程中，有用功为 J，拉力做功的总功率为 W，滑轮组的机械效率为 【巩固提升】11站在地面上的人用滑轮组把重960N的贷物由地面匀速提升到4m的高处，所用的时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N（不计摩擦和绳重）（1）依据题意在图中画出绳子的绕法；（2）请根据已知条件设疑并解答（至少求出4个物理量）12用如图8所示的滑轮组在10s内将重物提升了10m,绳子自由端的拉力大小为200N,滑轮组的机械效率为85%,不计摩擦,求:(1)拉力的功率； (2)物体的重力； (3)动滑轮的重.13如图1所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为01ms，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为？滑轮组的机械效率为？动滑轮重？ 14小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2000，底面积为0.5m2的物体A向左匀速拉动2 m,物体A受到的摩擦力为600，作用在绳端的拉力为250，则物体A对地面的压强是_Pa；拉力做的功为_J；该装置的机械效率是_