2022年中考物理二轮专题课件《简单机械和机械效率》

这是一份2022年中考物理二轮专题课件《简单机械和机械效率》，共47页。PPT课件主要包含了复习目标，复习重点，复习难点，目标3，高频考点，杠杆类型的判断，测量滑轮组的机械效率，命题趋势，知识架构，简单机械和机械效率等内容，欢迎下载使用。
1、知道杠杆，能画出力臂，能区分三种杠杆
2、知道各种滑轮的实质和特点
3、知道机械效率，并会计算滑轮组和斜面的机械效率
主要以选择题的形式考查杠杆的类型、杠杆平衡条件等；以作图的形式考查力臂、动力、阻力以及最小动力的画法；以实验探究题的形式考查探究平衡条件及测量机械效率。
杠杆平衡条件的应用：力臂及最小动力的画法
通过实验，探究杠杆的平衡条件
杠杆的动态平衡及其计算
计算某种简单机械的机械效率
1.定义：如右图所示，一根硬棒，在力的作用下能绕着___________转动，这根硬棒就是杠杆．2.五要素 (如图)(1)_____________：杠杆可以绕其转动的点O．(2)_____________：使杠杆转动的力F1．(3)_____________：阻碍杠杆转动的力F2．(4)动力臂：从支点Ｏ到__________________的距离l1． (5)阻力臂：从支点Ｏ到__________________的距离l2．
动力×动力臂=阻力× 阻力臂
F1×l1=F2×l2
托盘天平、定滑轮、跷跷板等
动力臂______阻力臂
电工钳、瓶盖起子、独轮车、撬棒、羊角锤等
动力臂_____阻力臂
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
5.实验：“探究杠杆平衡条件”
（1）某同学在调节杠杆水平位置平衡时，发现杠杆的右端翘起，如图所示，他可以调节右端的螺母，使它向______（填“左”或“右”）移动，或者调节左端螺母，使它向______移动。使杠杆在_______位置平衡，其目的是为了____________________________。
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的______或在杠杆上的______，使杠杆____________________________。
（3）该同学在实验中得出三组数据（见表）,试根据它的实验结果归纳出杠杆的平衡条件是_______________________________（用文字表达）。
1.杠杆的平衡状态：___________________
消除杠杆自重对实验的影响
左高向左调；右高向右调
动力×动力臂=阻力×阻力臂
2.实验：探究杠杆的平衡条件：
①杠杆支点位于中点的目的：______________________________。
②实验前要调节杠杆在水平位置平衡
目的：___________________________
方法：_________________________
平衡后的杠杆，和天平一样在实验过程中不能再调节平衡螺母
③实验过程中要改变钩码的数量和位置多次实验
目的：_________________________
④结论：______________________________； 表达式：_____________
6.杠杆平衡条件的应用
（1）杠杆平衡时求最小力
方法指导：此类问题中一般F2×l2为定值，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得F1＝F2l2/ l1 可知要使动力最小，必须使动力臂L1最大，具体方法如下：
①找力的作用点：在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；并连接支点和力的作用点作为最长的力臂。
②找力的作用线：过力的作用点作最长力臂的垂线作为动力的作用线
确定力的方向：与阻力让杠杆转动的方向相反并标出相应符号。
（2）杠杆的动态平衡及其计算
方法指导：此类问题首先找出题中关键词，确定某些物理量的数量特征及方向特征以及动态中的变化量，然后根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2 得F1＝F2l2/ l1 进而确定所求力的大小变化以及判断杠杆是否平衡。
A．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。
（2021·河南）如图工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）。
A．省力且省距离B．省力但费距离C．费力且费距离D．费力但省距离
一根硬棒撬动石头，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故CD错误；AB．省力但是费距离，故A错误；B正确。故选B。
杠杆转动过程中克服自身重力做功，质地均匀的木杆其重力的作用点在木杆的中点，方向始终竖直向下。当木杆由OA位置转动到水平位置的过程中，木杆重力不变，其力臂变大，力F的力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，力F变大；当杠杆从水平位置转动到OB位置，木杆重力不变，其力臂变小，力F的力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，力F变小。故力F先变大后变小。故A正确；BCD错误。故选A。
（2021·四川凉山彝族自治州）一天，小敏同妈妈上街去买菜，看到用杆秤称土豆的情景如图所示，对此现象分析正确的是（ ）。
A．杆秤平衡时，秤砣的质量跟秤盘中土豆的质量相等；B．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定大于秤砣所受的合力；C．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定等于秤砣所受的合力；D．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定小于秤砣所受的合力
A．杆秤平衡的条件是，秤砣的质量乘以右边力臂跟秤盘中土豆的质量乘以左边力臂相等，由于左边力臂比右边力臂短，所以秤砣的质量不等于土豆的质量，故A错误；BCD．杆秤平衡时，无论是土豆还是秤砣，都处于平衡状态，因此合力都为零，故C正确，BD错误；故选C。
（2021·山东潍坊市）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）。
A．aB．b C．c D．d
根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
（2021·辽宁）如图是小明用一根木棒撬动水平地面上石头的情景，为了更省力，小明应沿_______（填“竖直”或“垂直木棒”）方向向下压木棒。若想省更多的力，小明可以将作为支点的石块O向______（填“左”或“右”）适当移动。
垂直木棒方向压，因为这样动力臂最长，动力才最小，最省力。若想省更多的力，减小阻力臂，增大动力臂，故将支点向右适当移动。
（2021·黑龙江中考真题）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则F的力臂应是_______cm，最小的力F是_______N。
连接OB，以这条线段作为该力的力臂时力臂最长、力最小，所以力F的力臂就是图中的OB，根据勾股定理，直角边OA为40cm，AB为30cm，则斜边OB为50cm。物体的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知G×OC=F×OB
由图可知，杠杆AOB的O为杠杆支点，已知杠杆的动力臂L1，要让杠杆在水平位置平衡，则F1的方向应向下，且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上，故可以作出动力F1；重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂直于杠杆向下，如图所示：
（2020·贵州黔东南）如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。
B点离支点最远，故最长的力臂为OB即为力臂l1，过B点作垂直于OB的作用力F1，为使杠杆平衡，力F1的方向向上；如图所示：
（2021·四川广安市）如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂l；
首先作力F的力的作用线，过支点O作力F的力的作用线的垂线，标注垂直符号和力臂l，如图所示：
（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 ______N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是 ______（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2l2，其原因可能是 _________________________________________。
（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 ______（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：______。
杠杆自重对杠杆平衡有影响
（1）物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的合力为0，物体处于平衡状态，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态。[2]如图甲所示，杠杆向右偏，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向右侧调节。（2）如图乙所示，设每个钩码重力为G，杠杆上的每个小格长度为x，杠杆左端力和力臂的乘积为2G×6x=12Gx杠杆右端力和力臂的乘积为2G×6x=12Gx此时杠杆平衡。如图丙所示，若推动右侧钩码的悬线，杠杆右端的力臂减小，力和力臂的乘积减小，杠杆的左端下沉。（3）一次实验具有偶然性，故在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。（4）如图丁所示，弹簧测力计的分度值为0.1N，此时弹簧测力计示数为2.3N。[6][7]由于杠杆自重对杠杆平衡的影响，以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是大于F2l2。（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此时的动力臂小于阻力臂，杠杆属于费力杠杆，费力杠杆可以省距离，在生活中的应用包括：钓鱼竿，镊子，筷子等。
4、滑轮、滑轮组自由端拉力F与重物G力的大小和移动距离
n 为与动滑轮相连绳子股数
5、滑轮、滑轮组自由端拉力F与重物G拉力（摩擦力）的大小和移动距离
6.判断承担滑轮组的动滑轮和物体总重绳子股数的方法
7.其他简单机械：轮轴和斜面也属于简单机械，并且都是______力机械，该类机械在使用时一定会______距离
遮住定滑轮，数动滑轮上绳子的股数
绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图
中物体的重力：GA=F乙图中物体的重力：GB=2F-G动A物体上升的高度：hA=s
（2021·内蒙古中考真题）升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，如图所示，关于旗杆上端定滑轮的作用，说法正确的是（ ）。
A．省力B．省功C．费力D．改变力的方向
ACD．旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，故旗杆上端定滑轮的作用是改变力的方向；使用定滑轮不能省力，但不是为了费力，故D正确，AC错误；B．使用任何机械都不省功，故使用定滑轮不能省功，故B错误。故选D。
（2021·甘肃兰州市）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）。
A．电动机对绳的拉力为12N；B．绳子自由端的移动速度为0.2m/s；C．滑轮组的机械效率为80%；D．有用功的功率为8W
先确定有三股绳子承担动滑轮和重物则：
绳子自由端的移动速度为0.2m/s
1.有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用______表示．
2.额外功：使用机械时，并非我们需要但又不得不做的功，用______表示．
3.总功：有用功与额外功之和是总共做的功，用Ｗ总表示，________________．
4.机械效率：__________跟______的比值．用______表示．
5.公式：____________.
6.规律：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是________的．
7.提高机械效率的方法
滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等．
斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等 ．
8、机械效率的计算方法：
①确定做有用功的力（直接对物体做功的力）
②确定做总功的力（通过机械做功的力）
③确定动滑轮上绳子的股数
④分别确定各力移动的距离，根据公式进行相应的计算
某小组在“测滑轮组机械效率“的实验中，实验装置如图所示.(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________．(2)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计.
(3)分析表中数据可知第4次实验是用________(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验，请将表中的两个数据填写完整.(4)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关. (填实验次数的序号) (5)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高. (填实验次数的序号)(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：__________________________________________________________________________.
不同滑轮组提升同一重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高　
(7)该小组同学利用图甲的滑轮组提升相同的物体时，增加物体匀速上升的速度，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(8)不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是________N.(9)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数. 你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到________________对滑轮组机械效率的影响. (10)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与物重的关系．请你对小明同学的观点进行评估：_______________________.______________________________
没有控制动滑轮重力不变，
（2021·广西南宁市）图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有______段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。
（2020•湘潭）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　 　运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　 　N。（2）第2次实验时所做的有用功为　 　J，滑轮组的机械效率是　 。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　 　（选填“有关“或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　 　。A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度