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第12章 簡單機械 復習課
素養目標
1.歸納掌握杠桿、滑輪、斜面、輪軸等簡單機械的工作特點,會利用其中的等量關系進行簡單比較和計算。
2.理解有用功、額外功、總功、機械效率,會在滑輪、斜面、杠桿等簡單機械中進行機械效率的計算。
3.能夠設計實驗,探究杠桿的平衡條件、測量滑輪組的機械效率,會分析影響實驗結果的因素。
◎重點:利用杠桿平衡條件進行分析和計算;在滑輪、斜面、杠桿中進行機械效率的計算。
思維導圖
【單元達標】
達標點一 辨識杠桿的種類
例1　以下有關杠桿的應用中,屬于費力杠桿的是 ( )
A.開啤酒瓶蓋的起子
B.用鑷子夾取砝碼
C.剪鐵皮的剪刀
D.自行車的剎車閘
思路導引　結合生活經驗,先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
對點自測
1.如圖,工人師傅正在使用一根硬棒撬動石頭,使用此硬棒 ( )
A.省力且省距離
B.省力但費距離
C.費力且費距離
D.費力但省距離
【參考答案】
達標點一
例1　B
對點自測
1.B
達標點二 杠桿平衡條件的應用
例2　如圖,裝滿物品的拉桿式旅行箱總重60 N,其重心在箱體的幾何中心,圖中AB與BC等長。現將平放在水平地面上的該旅行箱的C端抬離地面,至少用力 N,拉桿越短,所需的力越 。
思路導引　找出支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂,然后根據杠桿平衡條件F動L動=F阻L阻,變形后求解即可。
對點自測
2.圖為自行車手閘示意圖,手閘是一個簡單機械,這種簡單機械的名稱是 ,當圖中手對閘的作用力F=10 N時,剎車拉線受到力的大小為 N。
【參考答案】
達標點二
例2　15　大
對點自測
2.杠桿　40
達標點三 杠桿中的相關作圖
例3　請在圖中畫出使杠桿ABC保持平衡的最小動力F1及其力臂L1的示意圖。
思路導引　在通常情況下,連接杠桿支點和動力作用點這兩點所得到的線段,以此為動力臂,是最長動力臂,最省力。
對點自測
3.如圖所示,甲圖是正在使用的核桃夾,上、下兩部分都是杠桿,乙圖是上半部分杠桿的示意圖。請在A點畫出最小動力F的示意圖。
·方法突破·
三步作杠桿最小動力
第一步:分析最小動力對應的動力臂具有的特點。
第二步:找到最長的動力臂(“支點O”和“動力作用點B”連接的線段是最長力臂)。
第三步,確定動力的方向,作出最長動力臂的垂線即為最小動力。
【參考答案】
達標點三
例3
對點自測
3.
達標點四 機械效率的計算
例4　如圖所示,工人用300 N的拉力,把一重為500 N的貨物G用滑輪組提升了3 m(忽略摩擦及繩重)。求:
(1)工人做的有用功;
(2)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數);
(3)動滑輪重。
思路導引　(1)知道物體的重力和提升的高度,根據W=Gh求出工人做的有用功;(2)根據圖示滑輪組可知繩子的有效股數,根據s=nh求出繩子自由端移動的距離,利用W=Fs求出繩子自由端拉力做的功,利用η=×100%求出滑輪組的機械效率;(3)忽略摩擦及繩重,根據F=(G+G動)求出動滑輪重。
對點自測
4.如圖所示,甲工人用水平推力F甲推動重為750 N的貨物,在水平路面上勻速移動2 m至倉庫門口A處,用時10 s,此過程中甲工人做功的功率P甲=30 W;乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速移動3 m到達指定位置B,拉力F乙為80 N。求:
(1)甲工人做的功;
(2)該滑輪組的機械效率。
【參考答案】
達標點四
例4　解:(1)工人做的有用功:
W有=Gh=500 N×3 m=1500 J
(2)由圖可知,滑輪組繩子的有效股數n=2,則繩子自由端移動的距離:s=nh=2×3 m=6 m
繩子自由端拉力做的功:
W總=Fs=300 N×6 m=1800 J
滑輪組的機械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%
(3)忽略摩擦及繩重,由F=(G+G動)可得,動滑輪重:
G動=nF-G=2×300 N-500 N=100 N
對點自測
4.解:(1)甲工人做的功
W甲=P甲t=30 W×10 s=300 J
(2)由W=Fs可得甲工人的推力:
F甲===150 N
f=F甲=150 N
乙工人使用滑輪組將貨物在同樣的路面上勻速移動3 m,由圖知,n=3,拉力端移動距離s乙=3s2,
滑輪組的機械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=62.5%
單元實踐作業
了解我國古代在機械方面的運用
查閱資料,了解我國水磨、水碓等機械,寫一篇弘揚中華優秀傳統文化的調查報告。

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