资源简介

(共32张PPT)
简单机械
2022年版课标内容要求
1.知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
杠杆的平衡条件及其应用
[考查1] (2023南充)如图(甲)是小菁自行车的手闸,其中ABO可视为一种杠杆,简化示意图如图(乙),O为支点,F2为阻力。请在图(乙)中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂l1。
答案:如图所示
[衍生子题]
1.(2021潍坊)“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是( )
A.a B.b C.c D.d
B
2.为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器,如图所示,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施力最小的是( )
C
[考查2] 如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB。在A点悬挂物体,在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡,拉力为F。下列说法正确的是( )
A.F的大小为物重的2倍
B.物重增加5 N,F的大小也增加5 N
C.物体悬挂点右移,拉力F会增大
D.将F改为沿图中虚线方向,拉力F会减小
C
[一题多问]
若用始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OC转至OB,则在转动过程中( )
A.F不变,杠杆是省力杠杆
B.F变大,杠杆是省力杠杆
C.F不变,杠杆是费力杠杆
D.F变大,杠杆是费力杠杆
B
[考查3] (2023黑龙江)如图所示,在某轻质杠杆B点,用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物,当杠杆水平静止时,弹簧测力计示数为 10 N,若OA= 10 cm,AB=40 cm,则物体的重力大小为　 　 N,此杠杆属于　 　杠杆。
50
省力
定滑轮、动滑轮、滑轮组
[考查1] [物理与日常生活]如图所示,小明同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做时甲的树干相当于　 　(选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”)。如果不计绳重和摩擦,甲树受到500 N拉力,则小明对绳子的拉力为
　 　N,乙树受到的拉力为　 　N。
动滑轮
250
250
[考查2] 由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。一次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块A(重为G)被匀速拉升的高度为h,拉力F和配重水泥块A的运动速度分别为vF和vA,(不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮间的摩擦)。下列说法中不正确的是( )
A.M是定滑轮
B.拉力F=2G
C.vA=2vF
D.F做的功为Fh
D
机械效率的比较与计算
[考查1] 如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是( )
A.F1>F2,F1移动距离多
B.F1C.F1所做的额外功多
D.两装置的机械效率相同
D
[衍生子题]
(2023白山一模)如图所示,利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置,拉着物重相同的物体以相同的速度匀速上升,绳自由端拉力的功率分别为P甲和P乙,甲、乙两个装置的机械效率分别为η甲和η乙,若不计绳重和摩擦,则P甲　 　P乙,η甲　 　η乙。
小于
大于
C
[考查3] 工人用如图所示的装置将质量为 70 kg 的建筑材料匀速提升了6 m,用时10 s。电动机的输出功率恒定为600 W,不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)建筑材料上升的速度。
答案:(1)0.6 m/s　
(2)10 s内电动机输出的总功。
(3)动滑轮所受的重力。
解析:(2)10 s内电动机输出的总功W=Pt=600 W×10 s=6 000 J。
答案:(2)6 000 J　(3)300 N
(4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时,机械效率是90%,则该建筑材料上升的速度。
答案:(4)0.2 m/s
实验1　探究杠杆的平衡条件(2022年版课标必做实验)
例题如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
[基础练]
(1)实验前,杠杆静止在如图(甲)所示的位置,则此时杠杆处于　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量　 　(选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将螺母向　 　(选填“左”或“右”)调节。
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图(乙)所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂　 　个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆　 　(选填“左”或“右”)端将下沉。
平衡
力臂
左
2
左
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图(丙)所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐　 　(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是　 .
　。
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件:动力×　 　=　 　×阻力臂。
[拓展练]
(6)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是　 .
　。
变大
阻力和阻力臂不变,动力臂变小,
动力慢慢变大
动力臂
阻力
避免偶然性,寻找普遍
规律
(7)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成 立 于是该小组利用图(丁)所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为　 　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2,其原因可能是　 　。
2.3
大于
杠杆自重对杠杆平衡有影响
(丁)
(8)下列四个因素中,不会带来实验误差的是　 　。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(9)杠杆处于图(甲)所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验,小明认为这样操作会对实验产生以下影响:
①杠杆自身重力对实验产生影响
②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误
③无法得出杠杆平衡条件
你认为正确的是　 　。
A.①② B.①③ C.②③
A
A
(10)以上实验结束后,小明用弹簧测力计代替钩码,如图(戊)所示,保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F与其力臂l的图象如图(己)所示,由图象得每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积[如图(己)中阴影部分]　 　(选填“相等”或“不等”),其原因是　 .
　。
相等
阻力和阻力臂保
持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变
(11)实验结束后,实验小组把两个质量不等的实心铜块分别挂在另一杠杆两端,此时杠杆恰好在水平位置平衡,然后再将两个铜块同时浸没在水中,如图(庚)所示,则杠杆将　 　(选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”)。
仍然平衡
实验2　测量滑轮组的机械效率
[实验器材]滑轮若干、细绳、钩码若干、弹簧测力计、刻度尺。
[实验装置]
[设计实验]
(1)控制变量法的应用
①探究滑轮组的机械效率与物重的关系:用相同的滑轮组提升　 　的物体。
②探究滑轮组的机械效率与动滑轮个数的关系:用动滑轮个数不同的滑轮组提升　 　的物体。
(2)实验前对测量仪器进行调节,例如弹簧测力计在使用前要调零。
(3)实验时,应竖直向上　 　拉动弹簧测力计,目的是使弹簧测力计的示数稳定,便于读出拉力的大小。
(4)本实验中多次测量的目的是:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性。
不同
相同
匀速
(5)拉力方向要沿竖直方向,否则会导致拉力偏大。
(6)弹簧测力计要沿直线匀速拉动,使重物沿直线匀速上升,否则弹簧测力计的示数与绳子的拉力大小不相等。
[实验结论]
用同一滑轮组提升不同的重物,提升的重物重力越大,机械效率越　　;用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越　 　,机械效率越低。
高
重
例题小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示。
次数 物体所 受的 重力 G/ N 物体 提升 的高度 h/ m 拉力 F/ N 绳端 移动的 距离 s/ m 机械效率
η
1 1.0 0.1 0.8 0.4 31.25%
2 1.0 0.2 0.8 0.8 31.25%
3 2.0 0.1 1.2 0.4 41.67%
4 3.0 0.1 1.5
[基础练]
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=　 　m,机械效率η=　 　。
(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,提升物重越大,滑轮组的机械效率　 　。
(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的总重力为　 N。
(4)下列不影响滑轮组机械效率的因素是　 　。
A.动滑轮的重力 B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.物体上升的高度
0.4
50%
越高
2.2
C
(5)实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数,你认为他的想法　 　(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响。
[拓展练]
(6)使用滑轮组提升重物时,应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。
(7)实验中要分别记下物体和弹簧测力计的起始位置,是为了　 .
　。
不正确
摩擦力
匀速
测量物
体和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功
>
(9)在第4次实验时,如果拉力方向与竖直方向有一定夹角,那么所测得的滑轮组的机械效率将会　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(10)小明同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值ΔW=W总-W有-W轮,通过比较第1、　 　和4组的数据,发现重物的重力越大,差值ΔW　 　(选填“越大”“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释　 　。
变小
3
越大
所挂物体增多,摩擦力增大,额外功增多

展开更多......

收起↑