初中物理第十二章简单机械单元复习导学案Word文档格式.docx

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说明动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

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

④动力臂：

从_____到___________的距离。

用字母l1表示。

⑤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

⑴找支点O；

⑵画力的作用线（虚线）；

⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；

⑷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/l1

4．应用：

省力杠杆条件：

____________________举例：

____________________

费力杠杆条件：

二、滑轮

1．定滑轮：

①定义：

________________的滑轮。

②实质：

定滑轮的实质是：

____________

③特点：

______________________________④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：

（可上下移动，也可左右移动）②实质：

动滑轮的实质是：

动力臂为阻力臂2倍的___________。

使用动滑轮能省一半的力，但______________方向。

④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、机械效率（η）

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。

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。

（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：

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。

杠杆的平衡条件：

杠杆的平衡条件实验

（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、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。

（如下左图所示）

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F1·

2r=F2·

r，得出

，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则

。

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。

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。

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

（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=2n=3n=3n=4n=4n=5

s=2hs=3hs=3hs=4hs=4hs=5h

ABCDEF

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，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。

轮轴可看作是杠杆的变形。

如上图所示。

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，∵R＞r，∴F1＜F2，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）；

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：

①定义式：

η=W有用/W总，②斜面：

η=____________，③定滑轮：

η=________________，④动滑轮：

η=_________________，⑤滑轮组：

η=_______________

三、知识储备三：

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500N，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＝　　　，F4＝　　　

5．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“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Ｆ的作用下，使物体Ａ沿水平地面匀速前进．拉力Ｆ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N．

10．用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4m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0．1m／s，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2000Ｎ，底面积为0.5m2的物体A向左匀速拉动2m,物体A受到的摩擦力为600Ｎ，作用在绳端的拉力为250Ｎ，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_____