1、中考复习之 _第十章 机械与人考点整合现实生活中的杠杆天平天平杠杆示意图杠杆示意图:F F2 2阻力阻力L L1 1动力臂动力臂L L2 2阻力臂阻力臂动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线O支点支点杠杆绕着转杠杆绕着转动的固定点动的固定点使杠杆转使杠杆转动的力动的力阻碍杠杆阻碍杠杆转动的力转动的力支点到动支点到动力作用线力作用线的距离的距离支点到阻支点到阻力作用线力作用线的距离的距离F F1 1动力动力人教版人教版动力、阻力都是杠杆受的力，动力、阻力都是杠杆受的力，作用点在杠杆上作用点在杠杆上；杠杆可直、可曲，当支点在杠杆中间时，二力同杠杆可直、可曲，当支点在杠杆中间时，二力同向；支点在杠
2、杆一端时，二力反向。向；支点在杠杆一端时，二力反向。【点拨点拨】力臂画法：力臂画法：(1)(1)找支点找支点O O；(2)(2)画力的作用线画力的作用线(虚线虚线)；(3)(3)画力臂画力臂(虚线，过支点垂直力的作用线作垂线虚线，过支点垂直力的作用线作垂线)；(4)(4)标力臂标力臂(大括号或背向箭头大括号或背向箭头)。说明说明1如下图所示如下图所示,在图中分别画出力在图中分别画出力F1和和F2对支点对支点0的力臂的力臂L1和和L2。L L2 2L L1 1杠杆作图练习l1F1l2F22 2ABL1如下图所示如下图所示,在图中分别画出力在图中分别画出力F1和和F2对支点对支点0的力臂的力臂L1
3、和和L2。人的前臂抽水机的手柄探究杠杆平衡条件实验：探究杠杆平衡条件实验：1、实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？、实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？消除杠杆自身重力对实验的影响消除杠杆自身重力对实验的影响2、怎样调节平衡螺母使杠杆平衡？、怎样调节平衡螺母使杠杆平衡？左沉右调左沉右调3、实验时为什么要使杠杆在水平位置平衡？、实验时为什么要使杠杆在水平位置平衡？使力臂落在杠杆上，便于测量力臂，减少误差使力臂落在杠杆上，便于测量力臂，减少误差4、实验时为什么要进行多次测量？、实验时为什么要进行多次测量？一次实验具有偶然性，多次实验使结论具有普遍性一次实验具有偶然性，多次实验使结论具有普遍性思
4、考：为什么实验时用支点在中间的杠杆，不用支点思考：为什么实验时用支点在中间的杠杆，不用支点在一侧的杠杆？在一侧的杠杆？实验结论：2、要使右图杠杆保持平衡、要使右图杠杆保持平衡,最省力的方向是最省力的方向是()ABCDoA3.3.一圆柱形铁桶放在水平地面上，欲使其一圆柱形铁桶放在水平地面上，欲使其C C点稍稍抬离地面，则在点稍稍抬离地面，则在B B处施加处施加一最小动力，该怎样作出？一最小动力，该怎样作出？(提示：提示：D D点是支点，点是支点，B B点是动力作用点点是动力作用点)人教版人教版 解析解析 首先将问题模型化，将铁桶看作杠杆，首先将问题模型化，将铁桶看作杠杆，D D点点是是支点支点，
5、B B点点是是动力作用点动力作用点，物体的，物体的重力看作阻力重力看作阻力，根据实际情形来确，根据实际情形来确定施加的力的方向，连接定施加的力的方向，连接BDBD两点，过两点，过B B点做连线的垂线，方向点做连线的垂线，方向斜向上，此时，阻力和阻力臂确定，动力臂最大，最省力。斜向上，此时，阻力和阻力臂确定，动力臂最大，最省力。如图所示作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C，在这个过程中的动力F（）A变大 B保持不变 C先变小后变大 D先变大后变小 如图所示，一个直杆可绕如图所示，一个直杆可绕0点转动，杆的末点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的端悬挂一
6、重物，用一个始终跟直杆垂直的力力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（）A.始终是省力杠杆始终是省力杠杆 B.始终是费力杠杆始终是费力杠杆 C.先是省力的，后是费力的先是省力的，后是费力的 D.先是费力的，后是省力的先是费力的，后是省力的 解决杠杆平衡时动力最小的问题：解决杠杆平衡时动力最小的问题：1、在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；、在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；2、动力方向应该是通过该点且和支点连线垂直的方向。、动力方向应该是通过该点且和支点连线垂直的方向。F F2
7、2F F1 1 L L1 1L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这是省力杠杆这是省力杠杆杠杆的分类杠杆的分类省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆虽然省力，但费了距离F F2 2F F1 1 L L1 1L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这是费力杠杆这是费力杠杆费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆虽然费了力，但可以省距离F F2 2F F1 1 L L1 1 L L2 2O O由由 F F1 1L L1
8、1=F=F2 2L L2 2LL1 1=L L2 2FF1 1=F F2 2这是等臂杠杆这是等臂杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆不省力，也不省距离如图甲，托盘天平是实验室里常用来测量的工具托盘天平上的横梁可以看成一个等臂杠杆，刀口处实际上就是支点，图乙是简化后的示意图（1）请在图乙上画出动力、动力臂、阻力、阻力臂（2）试证明：当天平水平平衡时，左盘中物体的质量等于右盘中砝码的质量，即：m物=m码证明：杠杆在水平位置平衡，所以F1l1=F2l2，m物gl1=m码gl2，因为l1=l2，所以，m物=m码1、定滑轮定滑轮工作时滑轮的轴固定不动工作时滑轮的轴固定不动结构特点：结构特点：是一个是一
9、个等臂杠杆等臂杠杆实质：实质：作用：作用：可改变用力的方向但不省力可改变用力的方向但不省力注意：注意：s绳绳=h物物v绳绳=v物物滑轮改变拉力的方改变拉力的方向，会改变拉向，会改变拉力的大小吗？力的大小吗？定滑轮：定滑轮：2、动滑轮动滑轮工作时滑轮的轴随重物一起上升工作时滑轮的轴随重物一起上升结构特点：结构特点：是一个是一个动力臂为阻力臂二倍动力臂为阻力臂二倍的省力的省力杠杆杠杆实质：实质：作用：作用：在竖直方向上可以省一半力，但不在竖直方向上可以省一半力，但不能改变用力的方向。能改变用力的方向。F1l2l1F2L1=2l2F1=F221动滑轮：动滑轮：改变拉力改变拉力的方向，的方向，会改变拉
10、会改变拉力的大小力的大小吗？吗？l1 2l2F1l2l1F2F1l2l1F2F1l1=F2l2F1 1/2F2v如图如图5 5所示甲、乙两个装置，已知：所示甲、乙两个装置，已知：A A 重重100100牛，牛，A A在地面上滑动时所受的摩擦力为在地面上滑动时所受的摩擦力为4040牛牛（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使A A向右匀速向右匀速滑动，拉力滑动，拉力F F甲甲=牛，牛，F F乙乙=牛牛 3、滑轮组、滑轮组：滑轮组：滑轮组：由动滑轮和定滑轮组合而成的装置关于滑轮组的几个物理量关于滑轮组的几个物理量（1 1）承重绳子承重绳子股股数数n n：等于与动滑轮接触的等于与
11、动滑轮接触的绳子股数绳子股数 n=FF奇动奇动 偶定偶定例题：一条绳子只能承受例题：一条绳子只能承受3000N的力，你怎样组的力，你怎样组装滑轮才能把装滑轮才能把104N的物体拉起来？（用的滑轮个的物体拉起来？（用的滑轮个数最少，滑轮重，绳重和摩擦都不计）数最少，滑轮重，绳重和摩擦都不计）知识纵横如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，中，不考虑轮重，不考虑轮重，图可省图可省一半力一半力，图，图最最费力费力，图和图，图和图用用力大小一样力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c )(a)(d)2、如图所示，物体、如图所示，物体A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下匀速匀速前进，此时
12、物体前进，此时物体A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG12Ff因为因为所以所以f=2F=120N120N要用滑轮组将陷在泥中的小汽车拉出来，要用滑轮组将陷在泥中的小汽车拉出来，试在图中画出最省力的绳子的绕法？试在图中画出最省力的绳子的绕法？名称名称斜面斜面示意示意图图定义定义 斜面是一种可以斜面是一种可以_的简单机械，但必须多移动的简单机械，但必须多移动_。人教版人教版省力省力距离距离原理原理FLFLGhGh，由公式知，斜，由公式知，斜面面_越省力越省力应用应用螺旋、楼梯、盘山公路螺旋、楼梯、盘山公路越长越长
13、4 4、斜面、斜面功：功：1、定义、定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做：力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功机械功，简称功2、功的计算、功的计算：v、公式：、公式：W=FSv、单位：焦耳、单位：焦耳 J 1J=1 N m 3、对物体做功有两个必要条件：对物体做功有两个必要条件：一是物体要受力的作用一是物体要受力的作用二是物体要在二是物体要在力的方向上力的方向上通过一定的通过一定的距离距离在下图的四种情境中，人对物体做功的是在下图的四种情境中，人对物体做功的是 ()小孩沿斜面用力推重为小孩沿斜面用力推重为100N的车，车在的车，车在50N的推力作用下沿的推力作用下沿斜面
14、运动了斜面运动了5m的距离，小车的高度下降了的距离，小车的高度下降了2m，问问（1）推力做了多少功；）推力做了多少功；（2）重力做了多少功；）重力做了多少功；（3）支持力做了多少功？）支持力做了多少功？1505250WFsNmJ21002200WGhNmJ支持力做功为支持力做功为0J1、物理意义：用来表示做功快慢的物理量、物理意义：用来表示做功快慢的物理量功率功率2、定义：单位时间内所做的功叫做功率。、定义：单位时间内所做的功叫做功率。3、计算：、计算：wptwFspFvtt推导式4、功率的单位：、功率的单位：1w=1J/S某台机器的功率是500W，它所表达的物理意义是：每秒内做功为每秒内做功
15、为500焦焦物理物理新课标（新课标（RJRJ）功率的测量功率的测量 例例2如图如图111所示，粗略测量小明同学引体向上运所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是动的功率时，下列物理量不需要测量的是()A小明的质量小明的质量 B单杠的高度单杠的高度 C每次身体上升的高度每次身体上升的高度 D做引体向上的时间做引体向上的时间B图图111五、机械效率五、机械效率1、功的原理是什么？、功的原理是什么？使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。不用机械用机械WW理想机械理想机械 W用机械用机械=W不用机械不用机械实际机械实际机械 W用机械用机械 W不用机械不用机械因此，实际
16、机械的机械效率总因此，实际机械的机械效率总1原因原因机械自重机械自重机械间摩擦力机械间摩擦力下列关于机械效率的说法中正确的是下列关于机械效率的说法中正确的是 （）A.A.做功多的机械，机械效率就高。做功多的机械，机械效率就高。B.B.单位时间内做的功越多，机械效单位时间内做的功越多，机械效 率就越高。率就越高。C.C.使用机械的目的是为了提高机械使用机械的目的是为了提高机械 效率，省功。效率，省功。D.D.使用任何机械，他的机械效率都使用任何机械，他的机械效率都 小于小于1 1新课标新课标例例2.2.20112011河北河北 如下表所示是小明测一滑轮组如下表所示是小明测一滑轮组机械效率时收集的
17、有关数据。机械效率时收集的有关数据。(1)(1)请在图请在图K29K293 3中画出实验中滑轮组的绕绳方法。中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)(2)将表格中的数据补充完整。将表格中的数据补充完整。66.7%新课标新课标(3)(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮自重所做的额外升的物重增加时，除克服动滑轮自重所做的额外功外，其他额外功将功外，其他额外功将_(_(选填选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”)。进一步分析可知，在动滑。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与轮和绳重一定的情况下，
18、该滑轮组的机械效率与_和和_有关。有关。(4)(4)第一次实验中，钩码上升第一次实验中，钩码上升0.1 m0.1 m所用的时间所用的时间为为1.5 s1.5 s，则动力的功率为，则动力的功率为_W W。物重物重变大变大摩擦摩擦0.14人教版人教版例例5 5探究探究“斜面的机械效率斜面的机械效率”的实的实验装置如图所示，某实验小组提出了验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关关”的猜想，下表是该小组根据此猜想的猜想，下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：进行实验所记录的数据：斜面斜面倾斜倾斜程度程度小车小车A A重重G G/N/N
19、斜面斜面高度高度h h/m/m沿斜沿斜面拉面拉力力F F/N/N斜面长斜面长s s/m/m有用功有用功W W有用有用/J/J总功总功W W总总/J J机械机械效率效率较缓较缓5.05.00.10.11.51.50.50.50.50.50.750.7566.67%66.67%较陡较陡5.05.00.20.22.52.50.50.51 11.251.25最陡最陡5.05.00.30.33.43.40.50.51.71.788.24%88.24%(1)(1)请将表格中空格处的数据填写完整。请将表格中空格处的数据填写完整。80%1.5人教版人教版(3)(3)分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面
20、，分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越越长越_(_(选填选填“省力省力”或或“费力费力”)”)；斜面在我们生活中；斜面在我们生活中的应用有的应用有_(_(只写出一条即可只写出一条即可)。盘山公路盘山公路省力省力(2)(2)由以上表格小明得出由以上表格小明得出“斜面越陡，机械效率越高斜面越陡，机械效率越高”的的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：_；_；_。物体的重力物体的重力斜面的长度斜面的长度斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度人教版人教版例例6 6用如图所示实验装置测量杠杆用如图所示实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉的机械
21、效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。钩码缓缓上升。(1)(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F F为为_N_N，钩码总重，钩码总重G G为为1.0 N1.0 N，钩码上升高度，钩码上升高度h h为为0.1 m0.1 m，测力计移动距离测力计移动距离s s为为0.3 m0.3 m，则杠杆的机械效率为，则杠杆的机械效率为_%_%。请 写 出 使 用 该 杠 杆 做 额 外 功 的 一 个 原 因：请 写 出 使 用 该 杠 杆 做 额 外 功 的 一 个 原 因：_。
22、(2)(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A A、B B两点，测量两点，测量并计算得到如下表所示的两组数据：并计算得到如下表所示的两组数据：0.566.7由于使用杠杆时需要克服杠杆自重由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力克服摩擦力)等做功等做功人教版人教版 次数次数钩码悬钩码悬挂点挂点钩码总钩码总重重G G/N/N钩码钩码移动移动距离距离h h/m/m拉力拉力F F/N/N测力测力移动移动距离距离s s/m/m机械效机械效率率/%/%1 1A A点点1.51.
23、50.100.100.70.70.300.3071.471.42 2B B点点2.02.00.150.151.21.20.300.3083.383.3根据表中数据，能否得出根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码杠杆的机械效率与所挂钩码的重力有关，钩码越重其效率越高的重力有关，钩码越重其效率越高”的结论？的结论？答：答：_；请简要说明两条理由：；请简要说明两条理由：_。不能不能两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实两次实验时钩码没有挂在同一位置仅根据一次对比实验得出结论是不可靠的验得出结论是不可靠的计算计算各种机械各种机械效率的几个常用公式效率的几个常用公式FSGhww总有用f
24、wSwF S有用总自 自nFGnhFGhFSGhww总有用动动额有用有用总有用GGGhGGhGhwwwww（竖直方向）（竖直方向）（水平方向）（水平方向）（所有情况）（所有情况）（不计绳重及摩擦）（不计绳重及摩擦）2 2机械能的分类及各自的影响因素机械能的分类及各自的影响因素3.3.机械能守恒定律机械能守恒定律在只有动能和势能的相互转化过程中，机械能的总量保持在只有动能和势能的相互转化过程中，机械能的总量保持_。弹性形变弹性形变 运动运动质量质量速度速度被举高被举高质量质量高度高度不变不变机械能及其转化机械能及其转化1 1认识认识“能能”物体能够物体能够_，表明这个物体具有能量，能量，表明这个
25、物体具有能量，能量的单位是的单位是_。对外做功对外做功焦耳焦耳归纳结论：归纳结论：质量相同时，速度的物体具有的动能质量相同时，速度的物体具有的动能大大大大比较右图两个实比较右图两个实验得出：验得出：比较右图两个实比较右图两个实验得出：验得出：速度相同时，质量的物体能做的功多，速度相同时，质量的物体能做的功多，这表明它具有的动能这表明它具有的动能大大大大结论：结论：1.质量相同时，速度质量相同时，速度 的物体具有的动能的物体具有的动能 。2.速度相同时，质量速度相同时，质量 的物体具有的动能的物体具有的动能 。3.物体的动能与物体的物体的动能与物体的 和和 有关，有关，越越大，大，越大，物体具有
26、的动能就越大。越大，物体具有的动能就越大。越大越大越大越大质量速度速度速度质量一、判断动能变化情况1、一辆汽车加速运动，它的动能、一辆汽车加速运动，它的动能 。2、火车进站时做减速运动，它的动能、火车进站时做减速运动，它的动能 ；停；停止后，它的动能等于止后，它的动能等于 。3、速度相同的汽车与火车、速度相同的汽车与火车_的动能较大。的动能较大。4、一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的、一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能动能 。二、比较动能大小汽车空载和满载时以相同速度前进：汽车空载和满载时以相同速度前进：动能大。动能大。某同学慢跑和快跑时：某同学慢跑和快跑时：动能大。动能大。ABC
27、质量相同时质量相同时,物体被举得越物体被举得越高高重力势能越大重力势能越大被举高度相同时被举高度相同时,物体的质量越物体的质量越大大重力势重力势能越大能越大(1)比较图中A、B两个实验可得(2)比较图中、两个实验可得：AC在右图所示的实验中结论：结论：1.质量相同时，处在质量相同时，处在 位置的重物重力势能位置的重物重力势能 。2.处在同一高度的不同重物，质量处在同一高度的不同重物，质量 ，它所具有的，它所具有的重力势能重力势能 。3.物体被举得物体被举得 ，质量，质量 ，它具有的重力势，它具有的重力势能就越大。能就越大。越高越高越大越大越大越大能量的转化小球撞击实验弹簧振子实验现象：实验现象
28、：运动运动的小球能够推动静止放置在水平木板上的的小球能够推动静止放置在水平木板上的木块前进。木块前进。被被压缩压缩的弹簧能够使静止的弹珠运动。的弹簧能够使静止的弹珠运动。滚摆蹦蹦杆（跳跳棒）摆轮下降的时候重力势能转换为了动能；上升时，动能转换为了重力势能。往下运动时，动能和重力势能转换为了弹性势能；蹦蹦杆向上运动的时候，就是弹性势能转换为了动能和重力势能能量转化举例能量转化举例单摆单摆左左中间：中间：_转化为转化为_；中间中间右：右：_转化为转化为_人造地球人造地球卫星卫星近地点近地点远地点：远地点：_转化为转化为_；远地点远地点近地点：近地点：_转化为转化为_近近地点时动能最大，远地点时地点时动能最大，远地点时_最大最大重力势能重力势能重力势能重力势能动能动能动能动能重力势能重力势能动能动能重力势能重力势能重力势能重力势能动能动能
