届九年级中考物理复习教案《简单机械》.docx

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届九年级中考物理复习教案《简单机械》

第九章简单机械知识回顾及知识深化

【教学目标】

知识与能力：

（1）认识杠杆的有关概念，能识别并区分杠杆，会进行力臂的相关作图，理解杠杆的平衡条件及其应用；

（2）知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，识别、使用和组装滑轮组；

过程与方法：

（1）理解有用功、总功和额外功，明确三者的关系。

（2）会

计算机械效率，知道测定机械效率的方法，了解提高机械效率的途径

情感态度与价值观：

1.培养学生严谨的治学态度

2.培养学生对待科学实事求是的作风。

【重点难点】

重点：

会用

计算机械效率，知道测定机械效率的方法

难点：

提高机械效率的途径

【教具准备】多媒体课件

【教学过程】知识梳理

一、杠杆

定义：

一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆．

杠杆的五要素：

_____、_____、_____、_____、_____．

杠杆的平衡：

（1）杠杆处于静止或匀速转动的状态都叫杠杆平衡

杠杆的平衡条件:

_______________.公式表示为：

____.

杠杆的分类：

（1）省力杠杆：

L1＞L2，平衡时F1＜F2．特点是省力，但费距离．

（2）费力杠杆：

L1＜L2,平衡时F1＞F2．特点是费力，但省距离．

（3）等臂杠杆：

L1＝L2,平衡时F1＝F2．特点是可以改变力的方向．

　　分别举例．

力臂：

从_____到___________的距离.最长力臂是＿＿＿＿＿＿．

　探究“杠杆的平衡条件”的实验中，开始时要把杠杆的中点支在支架上，目的是消除杠杆自身重力的影响，然后调节＿＿＿＿，使杠杆在＿＿＿＿平衡，这样做的目的是容易测出力臂的大小．

二、滑轮

定滑轮：

工作时中心轴______的滑轮，它的实质是一个_______，其特点是不能____，但可以_______．

动滑轮：

和重物________的滑轮，实质是_______________的杠杆，使用动滑轮可以省___，但不能改变动力方向，要费___．

滑轮组：

使用滑轮组时,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。

滑轮组的优点是：

省力，并可以改变力方向，但费_____,动力移动的距离s与物体升高的高度h的关系是s=__h.

注意：

我们讨论的机械分为理想机械（不计机械自重和摩擦）和实际机械，两者力之间的关系式不同，但距离和速度关系相同

三、轮轴和斜面

轮轴：

由一个轴和一个大轮组成，实质是可以连续转动的杠杆，生活中的_____、______等属于轮轴．当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，可以省____,也可以________，但费了____．

生活中的轮轴：

门把手、方向盘、螺丝刀、水龙头、扳手、自行车脚踏子和车把、手摇削笔器辘轳、辘轳等.

当把动力施加在轴上呢？

斜面：

是一种可以省____的简单机械，但却费_____，生活中的________就是利用了斜面.

几种斜面变形：

盘山公路、钻头、螺丝钉、螺旋千斤顶等.

使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等机械，有的可以省力，但同时一定费_____；有的可以省_____，但同时一定费__，总之都不能省____．

使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说使用如何机械都不省功，这个结论叫做功的原理，对于任何机械都适用．

想想议议：

1、使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械？

2、如何理解“不会少于”？

对于理想机械，使用机械所做的功就等于不用机械时所做的功；对于实际机械，使用机械所做的功就大于不用机械时所做的功．

有用功：

为了达到目的必须做的对人们有用的功.

额外功：

人们为达到目的时并不需要但又不得不做的功，一般包括克服机械自重、容器重力等所做的功和克服机械的摩擦所做的功.

总功：

等于有用功和额外功的总和，即人们在达到目的的过程中实际做的功.

例：

用水桶从井中提水的时候，人对桶做的功是______；如果不小心将桶掉到井中，从井中捞桶的时候，人对桶做的功是______.

机械效率：

______跟________的比值叫机械效率.计算公式：

________，因为_____________，所以机械效率总___1.

知识深化：

一、区分并识别三种类型的杠杆：

杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。

省力杠杆：

撬棒、钳子、独轮车、铡刀、羊角锤、酒起子等

费力杠杆：

船桨、钓鱼竿、镊子、火钳、筷子、扫帚、缝纫机脚踏板、起重机、人的前臂等

等臂杠杆：

天平、定滑轮

例1：

各式各样的剪刀都是一对对的杠杆．如图所示，

要剪开铁皮，应该用最合适，剪纸或布时，

应该用最合适．（选填对应的标号）

跟踪练习：

1、如图所示，下列属于费力杠杆的是（　）。

2、观察下图的指甲刀的结构图，其中分析正确的是（　　）

A、一个杠杆，且是省力杠杆

B、两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆

C、三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆

D、三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆

二、杠杆的平衡条件及应用:

应用杠杆平衡条件解题可分三步走:

一是依题找出杠杆的五要素：

支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,二是明确题目给出的已知条件,三是根据平衡条件F1L1=F2L2列式求解.

例2、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B，力F在这个过程中（）

A、变大B、变小

C、不变D、先变大后变小图

此杠杆的动力臂始终不变，阻力臂在水平位置最大，

在阻力不变的情况下，在水平位置的动力是最大的

跟踪练习：

1、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是30N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

阻力臂和动力臂都是变量，但它们的比值

不变，即动力和阻力的比值不变

2、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（）

A．增大阻力臂，减小动力移动的距离

B．减小动力臂，减小动力移动的距离

C．增大动力臂，省力

D．减小阻力臂，省力

3、如图所示，甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼，

甲对木箱做的功______乙对木箱做的功（填“大于”、

“等于”或“小于”）．

关键受力分析见图

F甲>F乙

三、杠杆的力臂作图

注意：

（1）支点只有一个，必须画在杠杆上。

（2）力臂是一个点到一条直线的距离.切记，力臂不是在力的作用线上而是垂直力的作用线.（3）若力的作用线通过支点，则其力臂为零，该力对杠杆无效果.

（一）、已知力画力臂

例3、请在图中画出动力F1的力臂L1.

先确定支点

（二）、阻力、阻力臂确定，画出最小的动力

根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变，要使动力最小，必须是动力臂最长.当动力作用点确定时，将作用点到支点的连线作为力臂是最长的

例4、如图所示，曲杆B点挂重物G，求作用于A点

且使曲杆在图示位置平衡的最小力的方向（设杆

平衡时在图示位置静止）.

跟踪练习：

1、如图所示，想用最省力的方法把—个铁桶推上台阶，请在图中画出这个力的示意图.

2、如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动.请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂.

四、定、动滑轮的判断及使用：

判断一个滑轮是什么滑轮，关键看滑轮的轴是固定不动（定）还是随物体一起运动（动），而且动滑轮要能达到最省力的效果，两股绳子一定要平行，否则力就要大一些.

例5、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出.下列说法正确的是（）

A．甲、乙安装的都是动滑轮，都能省力

B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力

C．甲安装的是动滑轮，能省力

D.乙安装的是动滑轮，能省力

注意：

1、如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（）

A．20NB．25NC．30ND．35N

有的同学认为使用一个动滑轮总能省一半的力，实际上

只有拉绳子的力的方向竖直（若滑轮水平放置，拉力

的方向是水平的）此结论才成立

2、如图所示，物体A的质量m=12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。

求：

（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；

（2）拉力F的大小；

（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功.

当动力作用在动滑轮的轴上，阻力作用在绳子自由端时，也就是动滑轮的反用，结论也恰好相反，即费力，省距离S物=2S

12N24N12J

五、滑轮组：

（一）滑轮组中绳子的股数的确定和绕制方法.

1、已知滑轮组的绕法，确定承担物重的绳子股数的方法：

在动滑轮和定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算绕在动滑轮上的绳子的股数（别忘了动滑轮钩上的那一股）。

2、设计滑轮组时绳子股数的确定：

确定绳子股数n的常用方法一般有两种：

一是利用n=s/h，此时n为整数；二是利用n=（G物+G动）/F，此时n不一定为整数，如果n为小数，应取整数，注意不能用四舍五入，必须用进一法。

3、确定滑轮组绳子固定端的方法：

先明确承担物重的绳子股数，偶数从定滑轮开始，奇数从动滑轮开始，即“奇动偶定”.

例6、利用图中的滑轮组，用240N向下的拉力将重为1000N

的物体和100N重的动滑轮匀速提升到高处（绳的自重及摩

擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法.

算出的股数不能四舍五入，要采用进一法

例7、如图所示，吊篮和动滑轮共重300牛，人重600牛，

绳重及绳与滑轮间的摩擦不计，若要人拉住绳子使吊篮停在空中，求人的拉力。

（二）竖直放置的滑轮组（克服物体的重力）

1、常用公式：

W有用=G物hW总=FSS=nhv绳=nv物

η=W有用/W总=G物h/Fs=G物/nF

W总=W有用+W额外

（以上公式适用于任何情况）

W额外=G动h

η=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）=G物h/（G物h+G动h）=G物/（G物+G动）=1/（1+G物/G动）

F=W总/S=（W有用+W额外）/nh=（G物h+G动h）/nh=（G物+G动）/n

（适用于不计摩擦和绳重）

2、影响竖直放置的滑轮组机械效率的因素

⑴物体的重力G物⑵动滑轮的重力G动⑶摩擦力f

3、提高竖直放置的滑轮组机械效率的方法

⑴G物一定时，减少G动和f（一般不考虑摩擦）

⑵滑轮组一定时，增大G物

例8、用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲．乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲．乙两个滑轮组相比较，说法正确的是（　　）

A、甲滑轮组最省力，机械效率也最高

B、乙滑轮组最省力，机械效率也最高

C、省力程度不同，机械效率相同

D、省力程度不同，机械效率也不同

滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关

（三）水平放置的滑轮组（克服物体与地面的摩擦）

W有用=fS物W总=FSS=nS物

η=W有用/W总=fS物/FS=f/nF

例11、如图所示，若拉力F＝900牛顿，物体A重1500牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。

当绳子自由端移动3米，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是______牛顿，物体A移动______米.

滑轮组水平使用时同样重要的是判断绳子的股数，

如果不会判断的，可将图旋转为竖直

例12、用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m，则绳子自由端移动的距离为m。

若物体与地面的摩擦力为9N，则他所做的有用功是J。

如果小勇对绳的拉力F=4N，该滑轮组的机械效率为___

0.61.875%

六、斜面

常用公式：

W有用=G物hW总=FLW额外=fLη=W有用/W总=G物h/FL

推导η=W有用/W总=（W总-W额外）/W总

=（FL-fL）/FL=（F-f）/F=1-f/F

例13、如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：

（1）运动过程中克服物体的重力做的功；

（2）斜面的机械效率；

（3）推力F的大小．

（1）400J

（2）80％（3）50N

总功无法用W总=FL计算，必须用W总=W有用+W额外

跟踪练习：

如图所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度匀速拉上来，求：

（1）所需拉力F；

（2）机械的总功率；

（3）物体与斜面之间的摩擦力.

思维误区

上题中将物体匀速直线推上斜面，会有同学认为f=F,因为我们讲过匀速直线物体受平衡力，二力平衡的条件是二力大小相等。

这种错误的原因在于把物体理所当然得沿水平移动了，正确的解法应先求

W额外，再利用W额外=fL，求f

机械效率与功、功率的区分：

三者是完全不同的物理量，做功多可能有用功多，也可能额外功多，无法说明有用功占总功的比例大，即机械效率高；同样，功率大，只能说明做功快，做什么功快都可以，与机械效率无关.可以说，只要是说明机械效率与功，与功率的关系的表述，毫不客气，是错误的.可以用做题的正确率与做题的多少、做题的快慢类比.

例14、下列说法正确的是（）

A．机械效率越高的机械做功越快B．机械效率越高的机械做功越多

C．功率越大的机械做功越快D．功率越大的机械做功越多

跟踪练习：

如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，则（　）

A、此滑轮组的机械效率为75%

B、物体上升的过程中机械能总量不变

C、拉力所做的总功为2800J

D、此人的功率为40W

八、理想机械与实际机械：

这是本章比较纠结的问题，什么时候考虑额外功，讲究机械效率，什么时候又不用考虑，真得分得清清楚楚才行.要分清，必须认真审题，明确题是要“理想”还是“实际”.

理想机械：

W有用=W总

实际机械：

W有用>W总W总=W有用+W额外

例15、某斜面长6m，用1400N的力将重2800N的物体从斜面底端推到顶端，不计摩擦，求斜面的高度是多少？

理想斜面公式：

FL=Gh

如果斜面与物体间的摩擦为f，则：

W总=FL=W额外+W有用=fL+Gh；

这样F做功就大于直接对物体做功Gh

跟踪练习：

1、、如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g＝10N/kg）．

（1）人的拉力的功率多大？

（2）被吊起的重物质量多大？

（3）按题意画出滑轮组的绕绳．

在有关滑轮组的题目中，无论“理想”还是“实际”永远成立的是S=nh，n也可以利用这个关系式求

2、一个工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力为600N，绳子自由端4s内拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：

⑴机械效率

⑵若用此滑轮组提升3200N的货物，

所需拉力为多少？

第二问很容易利用第一问所得的机械效率解答，没有注意

到提升重物增大时，滑轮组的机械效率也增大了，求G动是

关键

九、实验探究：

例16、小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验：

（1）实验时，小明先调节杠杆在水平位置平衡，你认

为这样做的好处是________.

（2）小华将四个重力

均为0.5N的钩码挂在杠杆左端后，又将弹簧测力计钩

在杠杆A处的细线上（如图所示）.要使杠杆在水平位置

平衡，且弹簧测力计的示数最小，则小华应沿_________方向拉弹簧测力计.在此情况下，小华读出弹簧测力计示数为4.2N.小明和小华对实验数据分析后得到的结论是：

在误差允许的范围内，动力×动力臂=阻力×阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理？

____________；简述理由：

__________________________________________________________.

跟踪练习：

1、为探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，小明利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、方木块、小车等

器材设计了如图所示的实验装置．请你回答：

（1）实验中如何改变斜面的倾斜程度．

（2）为了分析数据得出结论，请你帮他设计出记录数据的实验表格．

（3）在这个探究实验中，需要计算的物理量有哪些，并根据所测物理量写出表达式．

重点知识及易错题讲解

1、如图所示，用F=50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中（）

A．拉力F做了150J的功B．拉力F做了300J的功

C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功

2、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，如图所示。

一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（）

A.L始终在增加，FL始终在增加

B.L始终在增加，FL始终在减小

C.L先增加后减小，FL始终在减小

D.L先减小后增加，FL先减小后增加

3、如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，则（　　）

A、此滑轮组的机械效率为75%

B、物体上升的过程中机械能总量不变

C、拉力所做的总功为2800JD、此人的功率为40W

4、在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组，则正确的是（　　）

A.η组＜η动＜η定B.η定＜η动＜η组

C.η动＜η定＜η组D.η定＜η组＜η动

【作业设计】预计完成时间15分钟

必做题：

考纲P821——12题

选作题：

1、某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示.他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为______N.

2、用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙

两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不

计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力______

乙所用的拉力；甲滑轮组的效率乙滑轮组

的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）.

3、如图所示，当人曲臂将重物端起时,人的前臂

可以看作一个杠杆。

请在示意图上画出F1和F2的力臂。

【板书设计】

第九章简单机械知识回顾及深化

一、杠杆

杠杆的平衡：

（1）杠杆处于静止或匀速转动的状态都叫杠杆平衡

公式表示为：

F1L1=F2L2

杠杆的分类

（1）省力杠杆：

L1＞L2，平衡时F1＜F2．特点是省力，但费距离．

（2）费力杠杆：

L1＜L2,平衡时F1＞F2．特点是费力，但省距离．

（3）等臂杠杆：

L1＝L2,平衡时F1＝F2．特点是可以改变力的方向．

二、滑轮

定滑轮：

实质是等臂杠杆

动滑轮：

实质是省力的杠杆

滑轮组：

省力，并可以改变力方向，但费距离。

动力移动的距离s与物体升高的高度h的关系是s=nh.

三、轮轴和斜面

轮轴：

生活中的轮轴：

门把手、方向盘、螺丝刀、水龙头、扳手、自行车脚踏子和车把、手摇削笔器辘轳、辘轳等.

斜面：

是一种可以省力的简单机械，但却费距离。

几种斜面变形：

盘山公路、钻头、螺丝钉、螺旋千斤顶等.

功的原理：

使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是说使用如何机械都不省功，对于任何机械都适用．

注意：

对于理想机械，使用机械所做的功就等于不用机械时所做的功；对于实际机械，使用机械所做的功就大于不用机械时所做的功．

知识深化

（一）竖直放置的滑轮组（克服物体的重力）1、常用公式：

W有用=G物hW总=FSS=nhv绳=nv物

η=W有用/W总=G物h/Fs=G物/nF

W总=W有用+W额外

（以上公式适用于任何情况）W额外=G动h

η=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）=G物h/（G物h+G动h）=G物/（G物+G动）=1/（1+G物/G动）

F=W总/S=（W有用+W额外）/nh=（G物h+G动h）/nh=（G物+G动）/n

（适用于不计摩擦和绳重）

（二）水平放置的滑轮组（克服物体与地面的摩擦）

W有用=fS物W总=FSS=nS物

η=W有用/W总=fS物/FS=f/nF

（三）斜面

常用公式：

W有用=G物hW总=FLW额外=fL

η=W有用/W总=G物h/FL

推导η=W有用/W总=（W总-W额外）/W总=（FL-fL）/FL=（F-f）/F=1-f/F

【作业设计】预计完成时间15分钟

必做题：

1、如图所示，用F=50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中（）

A．拉力F做了150J的功B．拉力F做了300J的功

C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功

2、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，如图所示。

一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（）

A.L始终在增加，FL始终在增加

B.L始终在增加，FL始终在减小

C.L先增加后减小，FL始终在减小

D.L先减小后增加，FL先减小后增加

3、如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，则（　　）

A、此滑轮组的机械效率为75%

B、物体上升的过程中机械能总量不变C、拉力所做的总功为2800JD、此人的功率为40W

4、在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组，则正确的是（　　）

A.η组＜η动＜η定B.η定＜η动＜η组

C.η动＜η定＜η组D.η定＜η组＜η动

选作题：

1、某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示.他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为______N.

7、用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙

两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不

计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力______

乙所用的拉力；甲滑轮组的效率乙滑轮组

的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）.

8、如图所示，当人曲臂将重物端起时,人的前臂

可以看作