資源簡介

第1講 杠桿
復(fù)習(xí)重點(diǎn)：杠桿的理解，杠桿平衡條件的理解與掌握，杠桿類型的判斷
復(fù)習(xí)難點(diǎn)：杠桿平衡條件的理解與掌握
杠桿基礎(chǔ)
1、一根硬棒，在 的作用下能繞 轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫 。
支點(diǎn)：杠桿可以繞著 的點(diǎn)
動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力
阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力
動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的距離，即 常用 表示.
阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，即 常用 表示.
2.力臂的作法：
作力臂的一般方法為：
（1）找出 并用O標(biāo)出來；
（2）通過力的作用點(diǎn)畫出力的作用線（一般用 線）；
（3）過支點(diǎn)O向力的作用線作 線，用符號標(biāo)出垂足；
（4）用花括號或兩端帶箭頭的線段標(biāo)出支點(diǎn)到垂足的距離，寫上相應(yīng)的符號（ 或 ），即為該力的力臂.
二、杠桿平衡條件
杠桿處于 狀態(tài)或繞支點(diǎn) 轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫杠桿平衡.
1.提出問題： 杠桿的平衡跟哪些因素有關(guān)？
2.猜想與假設(shè)：如果動力臂大，則平衡時(shí)動力小。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：目的：探究杠桿在什么條件下平衡。器材：杠桿和支架、鉤碼、刻度尺。
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）調(diào)節(jié)杠桿使它在 位置平衡。（2）在杠桿兩邊各掛數(shù)量不等的鉤碼，調(diào)節(jié)位置，使杠桿重新平衡。（3）把相關(guān)數(shù)據(jù)填入表格。（4）改變鉤碼個數(shù)或位置，再做兩次。
4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 3 10 2 15
2 2 7 7 2
3 3 4 4 3
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是：
用公式表示為：
6.交流與評估：實(shí)驗(yàn)前把杠桿調(diào)節(jié)在水平位置平衡，可以便于 。
三、杠桿計(jì)算
杠桿掛上砝碼恰好平衡，每個砝碼質(zhì)量相同．左右砝碼各減少一半杠桿是否還能保持平衡？
初狀態(tài)： =
變化后左右兩邊力乘力臂
（左邊） （右邊）
四、杠桿應(yīng)用
省力杠桿：省力費(fèi)距離，動力 阻力，例如 、
費(fèi)力杠桿：費(fèi)力省距離，動力 阻力，例如 、
等臂杠桿：不省力不費(fèi)距離，動力和阻力 ，例如
判斷杠桿類型的方法：
首先找到 ，分析哪個力是動力，哪個力是阻力，比較動力臂跟阻力臂的長短，確定杠桿的類型.動力臂 阻力臂，是省力杠桿。
動力臂 阻力臂，是費(fèi)力杠桿。
練習(xí)：
1．如圖所示的生活用具中，使用時(shí)屬于省力杠桿的是（　?。?br/>A．筷子 B．核桃夾
C． 鑷子 D． 面包夾
2．下列關(guān)于杠桿的說法中，錯誤的是（　?。?br/>A．杠桿可以是直的，也可以是彎的
B．動力、阻力使杠桿轉(zhuǎn)動方向相反，但他們的方向不一定相反
C．支點(diǎn)可以在杠桿的端點(diǎn)，也可以在力的作用線之間
D．杠桿的長度等于動力臂和阻力臂之和
3．為探究杠桿平衡條件，老師演示時(shí)，先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究（如圖），這樣做的目的是（　　）
A．便于直接讀出拉力的大小
B．便于同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)
C．便于正確理解力臂
D．便于測量力臂的大小
4．下列簡單機(jī)械中，屬于省力機(jī)械的是（　　）
A．滑輪 B．鑷子
C．賽艇船槳 D．鋼絲鉗
5．如圖所示，我們在拖動行李箱時(shí)一般先拉出行李箱上方的拉桿，這樣做的目的是為了（　　）
A．減小阻力臂，省力 B．增大阻力臂，省力
C．減小動力臂，省力 D．增大動力臂，省力滑輪
復(fù)習(xí)重點(diǎn)：什么是滑輪，滑輪的構(gòu)造及特點(diǎn)，滑輪組的分析及判斷，輪軸與斜面的理解與掌握
復(fù)習(xí)難點(diǎn)：滑輪組的分析及判斷，滑輪組的相關(guān)計(jì)算
一、滑輪
滑輪——邊緣有 ，能繞 轉(zhuǎn)動的 。
1、像旗桿頂部的滑輪那樣，軸固定在一個位置轉(zhuǎn)動而不隨物體移動的滑輪，叫 。
2、電動起重機(jī)的滑輪，使用時(shí)軸的位置隨被拉物體一起移動，這種滑輪稱為 。
二、定滑輪動滑輪構(gòu)造特點(diǎn)
(1)定滑輪可以看出是一種變形的杠桿，由下圖1右圖可知，定滑輪在使用時(shí)，相當(dāng)于一個________杠桿，因此拉力和重力的關(guān)系是________，即使用定滑輪________，但可以改變 。s= h，V= V物。
(2)動滑輪在使用時(shí)，同樣可以當(dāng)成杠桿。圖2左圖杠桿的支點(diǎn)在哪里？由圖2右圖可知，動滑輪在使用時(shí)，相當(dāng)于一個___________杠桿，因此拉力和重力的關(guān)系是___________。即使用動滑輪____________，但不可以改變 。且s= h，V= V物。
滑輪組
1、有效繩數(shù)n：動滑輪和重物由繩子承擔(dān)的段數(shù)。拉力從定滑輪出來的繩子段數(shù) 有效繩數(shù)，從動滑輪出來的繩子段數(shù) 有效繩數(shù)。
2、不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦?xí)r，作用在繩子自由端的拉力F與物體的重力G的關(guān)系：甲圖F= G；乙圖F= G；有效繩數(shù)為n時(shí)，F(xiàn)= G。
不計(jì)繩重和摩擦，計(jì)滑輪重時(shí)，作用在繩子自由端的拉力F與物體的重力G和動滑輪自重G動的關(guān)系：甲圖F= G+G動；
乙圖F= G+G動；有效繩數(shù)為n時(shí)，F(xiàn)= G+G動。
3、繩子自由端移動的距離S與物體上升的高度h之間的關(guān)系：甲圖S= h；乙圖S= h；有效繩數(shù)為n時(shí)，S= h
4、繩子自由端移動的速度v與物體上升的速度v物之間的關(guān)系：甲圖v= v物；乙圖v= v物；有效繩數(shù)為n時(shí)，v= v物。
不計(jì)繩重和摩擦，計(jì)滑輪重時(shí)，滑輪組做的有用功 ；滑輪組的總功W總= =
輪軸和斜面
1、輪軸：由一個軸和一個大輪組成能繞共同的軸線轉(zhuǎn)動的簡單機(jī)械。
杠桿平衡條件可知 = ，R＞r，F(xiàn)1＜F2，所以輪軸省力.
例如：
斜面
有用功：
總功：
理想情況下斜面公式：
，h斜面是一種省力的簡單機(jī)械，斜面的傾角越小越 ，可見在高度一定的情況下，斜面越 越省力.
例如：
練習(xí)：
1．（3分）如圖所示，人對繩的拉力都是F，將各重物勻速提起。不計(jì)動滑輪重，物重最大的是（　?。?br/>A． B． C． D．
2．（3分）用定滑輪拉物體，不計(jì)摩擦，當(dāng)沿不同方向?qū)⑽矬w拉起時(shí)，拉力分別為F1、F2、F3，如圖所示，則這三個力之間的大小關(guān)系正確的是（　?。?br/>A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＝F2＝F3 D．無法判斷
3．（3分）如圖所示下列簡單機(jī)械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當(dāng)提起同一重物時(shí)，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（3分）某同學(xué)使用圖中裝置探究滑輪組，物體重30N，下面說法錯誤的是（　?。?br/>A．該滑輪組由一個定滑輪和一個動滑輪組成，既可以省力，又可以改變力的方向
B．若不考慮繩重、滑輪重及摩擦，要提起重物，拉力至少為10N
C．若將重物提升3cm，繩子自由端需要移動9cm
D．實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)勻速提升物體，所用拉力大于10N
5．（3分）盤山公路是在高山上修建的公路，彎彎曲曲，如圖所示。要研究汽車在它上面運(yùn)動時(shí)的做功和受力情況，物理學(xué)中把它抽象為一種模型，此模型是（　?。?br/>A．杠桿 B．斜面 C．定滑輪 D．動滑輪
6．（3分）如圖所示，動滑輪重2N，彈簧秤的示數(shù)為10N，則拉力F和物體的重為（　?。?br/>A．20N，18N B．10N，18N C．18N，10N D．20N，20N
圖1
圖2機(jī)械效率
復(fù)習(xí)重點(diǎn)：機(jī)械效率的理解與掌握，相關(guān)機(jī)械機(jī)械效率的計(jì)算的掌握
復(fù)習(xí)難點(diǎn)：相關(guān)機(jī)械機(jī)械效率的計(jì)算的掌握
機(jī)械效率基礎(chǔ)η（依塔）
有用功W有：克服物體重力 做的功
額外功W額：使用一些機(jī)械，克服這些 必要機(jī)械所做的功
總功W總：總共做的 。
問：往樓上運(yùn)3堆米，使用桶好還是使用袋子好，還是拿手往上運(yùn)好？
使用桶或袋子需要克服它們自身的 相當(dāng)于增加了 功
機(jī)械效率： 和 的比值叫機(jī)械效率。用_______表示總功，_______表示有用功，________表示機(jī)械效率。計(jì)算機(jī)械效率的表達(dá)式是：機(jī)械效率η= = ，η 的高低是機(jī)械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志之一。
二、機(jī)械效率應(yīng)用
1、滑輪組的機(jī)械效率η
不考慮繩自重和與滑輪組的摩擦，動滑輪自重為G動，物重為G，拉力為 ，重物上升高度為h（實(shí)際上動滑輪上升高度也為 ），繩子自由端移動距離為 ,滑輪組的有用功為 ，額外功為 ，總功為 ，機(jī)械效率η= ；滑輪組的有效繩數(shù)為n時(shí)，S= h，F(xiàn)= （G+ ），總功又可以表示為 ，故滑輪組的機(jī)械效率η= = ，由公式可知，當(dāng)物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越 ，動滑輪自重越小，滑輪組的機(jī)械效率越
2、斜面的機(jī)械效率
斜面的有用功W有=
總功W總= ，
阻力為f時(shí)，額外功W額為 ，斜面的機(jī)械效率η= =
三、機(jī)械效率延伸
1、提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械 、減小機(jī)件間的 。
2、由于W有 W總，故機(jī)械效率η的范圍是 ，機(jī)械效率高說明有用功在總功中所占比例較 。
例題：利用一個動滑輪將重70N的物體勻速提高6m，設(shè)動滑輪重10N，繩重和摩擦不計(jì)，則利用動滑輪所做的額外功是_____________，總功是___________，這個滑輪組的機(jī)械效率是___________。
規(guī)律總結(jié)
計(jì)算滑輪組機(jī)械效率，分清物體上升 最為重要。
練習(xí)：
1．（3分）如圖所示，卡車的車廂高1.5m，工人師傅將一塊5m長的木板搭在地面與車廂之間構(gòu)成斜面，然后站在車上用400N的拉力將重為1000N的木箱勻速拉上車廂。下列說法正確的是（　?。?br/>A．工人所做的總功為5000J
B．木箱與斜面之間的摩擦力為400N
C．斜面的機(jī)械效率為75%
D．工人將木箱加速拉上車廂所做的總功不變
2．（3分）質(zhì)量相同的小紅、小明和小亮三位同學(xué)用了如圖所示的三種方法將沙子從一樓運(yùn)上三樓，小紅用桶提著上樓，小明用滑輪提升，小亮用滑輪提升口袋的方法。由圖中提供的信息，判斷以下說法正確的是（　　）
A．小紅同學(xué)做的有用功為900J
B．小明同學(xué)使用的滑輪是定滑輪
C．小亮同學(xué)的方法機(jī)械效率最低
D．三位同學(xué)的有用功相同
3．（3分）關(guān)于機(jī)械效率，下列說法正確的是（　?。?br/>A．做功越多，機(jī)械效率越高
B．做的有用功多，機(jī)械效率一定高
C．機(jī)械效率高的機(jī)器，功率不一定高
D．通過改進(jìn)技術(shù)，機(jī)械效率可達(dá)到100%
4．（3分）如圖所示是工人師傅往高處運(yùn)送貨物的兩種方法。物重均為500N，滑輪重均為10N，不計(jì)摩擦和繩重，下列說法正確的是（　　）
A．甲圖中的拉力等于乙圖中的拉力
B．甲圖做的功大于乙圖做的功
C．甲圖中的功率小于乙圖中的功率
D．甲圖中的機(jī)械效率大于乙圖中的機(jī)械效率
5．（3分）如圖所示是工人師傅往高處運(yùn)送貨物的兩種方法。物重均為500N，滑輪重均為10N，不計(jì)摩擦和繩重，下列說法正確的是（　?。?br/>A．甲圖中的拉力等于乙圖中的拉力
B．甲圖中的拉力小于乙圖中的拉力
C．甲圖中的機(jī)械效率小于乙圖中的機(jī)械效率
D．甲圖中的機(jī)械效率大于乙圖中的機(jī)械效率
6．（3分）一個滑輪組經(jīng)改進(jìn)提高了機(jī)械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)前相比較（　　）
A．總功不變，有用功增加了
B．總功不變，額外功減小了
C．有用功不變，總功減小了
D．以上說法都不對
7.（12分）在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：
次　數(shù) 鉤碼總重/N 鉤碼上升的距離/cm 彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N 彈簧測力計(jì)上升的距離/cm 機(jī)械效率
第1次 2 5 1 15 66.7%
第2次 4 5 1.7 15 \
第3次 6 5 \ 15 83.3%
（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該使鉤碼　 　（選填“快速”或“緩慢”）上升；
（2）進(jìn)行第2次測量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率約為　 ?。ūＡ羧挥行?shù)字）；
（3）進(jìn)行第3次測量時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)為　 　N，滑輪組做的有用功是　 　J，滑輪組做的總功是　 　J；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械效率與　 　有關(guān)。

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