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第12章 简单机械 复习课
素养目标
1.归纳掌握杠杆、滑轮、斜面、轮轴等简单机械的工作特点,会利用其中的等量关系进行简单比较和计算。
2.理解有用功、额外功、总功、机械效率,会在滑轮、斜面、杠杆等简单机械中进行机械效率的计算。
3.能够设计实验,探究杠杆的平衡条件、测量滑轮组的机械效率,会分析影响实验结果的因素。
◎重点:利用杠杆平衡条件进行分析和计算;在滑轮、斜面、杠杆中进行机械效率的计算。
思维导图
【单元达标】
达标点一 辨识杠杆的种类
例1　以下有关杠杆的应用中,属于费力杠杆的是 ( )
A.开啤酒瓶盖的起子
B.用镊子夹取砝码
C.剪铁皮的剪刀
D.自行车的刹车闸
思路导引　结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
对点自测
1.如图,工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头,使用此硬棒 ( )
A.省力且省距离
B.省力但费距离
C.费力且费距离
D.费力但省距离
【参考答案】
达标点一
例1　B
对点自测
1.B
达标点二 杠杆平衡条件的应用
例2　如图,装满物品的拉杆式旅行箱总重60 N,其重心在箱体的几何中心,图中AB与BC等长。现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面,至少用力 N,拉杆越短,所需的力越 。
思路导引　找出支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂,然后根据杠杆平衡条件F动L动=F阻L阻,变形后求解即可。
对点自测
2.图为自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是 ,当图中手对闸的作用力F=10 N时,刹车拉线受到力的大小为 N。
【参考答案】
达标点二
例2　15　大
对点自测
2.杠杆　40
达标点三 杠杆中的相关作图
例3　请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
思路导引　在通常情况下,连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段,以此为动力臂,是最长动力臂,最省力。
对点自测
3.如图所示,甲图是正在使用的核桃夹,上、下两部分都是杠杆,乙图是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出最小动力F的示意图。
·方法突破·
三步作杠杆最小动力
第一步:分析最小动力对应的动力臂具有的特点。
第二步:找到最长的动力臂(“支点O”和“动力作用点B”连接的线段是最长力臂)。
第三步,确定动力的方向,作出最长动力臂的垂线即为最小动力。
【参考答案】
达标点三
例3
对点自测
3.
达标点四 机械效率的计算
例4　如图所示,工人用300 N的拉力,把一重为500 N的货物G用滑轮组提升了3 m(忽略摩擦及绳重)。求:
(1)工人做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数);
(3)动滑轮重。
思路导引　(1)知道物体的重力和提升的高度,根据W=Gh求出工人做的有用功;(2)根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出绳子自由端拉力做的功,利用η=×100%求出滑轮组的机械效率;(3)忽略摩擦及绳重,根据F=(G+G动)求出动滑轮重。
对点自测
4.如图所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物,在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处,用时10 s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30 W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B,拉力F乙为80 N。求:
(1)甲工人做的功;
(2)该滑轮组的机械效率。
【参考答案】
达标点四
例4　解:(1)工人做的有用功:
W有=Gh=500 N×3 m=1500 J
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×3 m=6 m
绳子自由端拉力做的功:
W总=Fs=300 N×6 m=1800 J
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%
(3)忽略摩擦及绳重,由F=(G+G动)可得,动滑轮重:
G动=nF-G=2×300 N-500 N=100 N
对点自测
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
乙工人使用滑轮组将货物在同样的路面上匀速移动3 m,由图知,n=3,拉力端移动距离s乙=3s2,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=62.5%
单元实践作业
了解我国古代在机械方面的运用
查阅资料,了解我国水磨、水碓等机械,写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。

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