第十一章：簡(jiǎn)單機(jī)械本章知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)思維導(dǎo)圖中考大綱要求1.知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件。2.知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。3.了解人類(lèi)使用機(jī)械的歷史發(fā)展過(guò)程。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。【山西中考考情】年份考察知識(shí)點(diǎn)題型/分值2022杠桿力臂作圖作圖題/2分2021杠桿力臂作圖作圖題/2分2020滑輪、機(jī)械效率選擇題/32019杠桿建模及計(jì)算綜合應(yīng)用/32018杠桿中畫(huà)動(dòng)力的示意圖綜合應(yīng)用/22017杠桿類(lèi)型的判斷選擇題/3§11.1杠桿【知識(shí)點(diǎn)講解】【知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充筆記】1.定義：一根在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。一根硬棒能成為杠桿要具備兩個(gè)條件：有力的作用；能繞某固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)條件缺一不可，杠桿的形狀可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的，支點(diǎn)可以在杠桿的一端，也可以在杠桿上的其它位置處。2.杠桿的五要素（1）：杠桿繞著固定轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母“”表示。（2）：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，常用字母“”表示。（3）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，常用字母“”表示。（4）：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離，常用字母“”表示。（5）：支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離，常用字母“”表示。3.杠桿示意圖的畫(huà)法：（1）；（2）；（3）；【考點(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【例題1】如圖是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖。其中手柄AOB是一個(gè)杠桿，杠桿在動(dòng)力F1的作用下繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿在B點(diǎn)受到阻力的示意圖和F1的力臂?！纠}2】如圖所示，輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)掛一重物G，繩受的拉力為F2，O為杠桿的支點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)诟軛U的端點(diǎn)B處畫(huà)出使杠桿保持靜止的最小的力F1的示意圖，并作出F2的力臂l2。【練習(xí)1】如圖是簡(jiǎn)易起重機(jī)，OA是吊臂，它是一個(gè)杠桿，可以繞O點(diǎn)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，地面上的卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子將重物提起。畫(huà)出杠桿OA的動(dòng)力臂L1和阻力F2、阻力臂L2。【練習(xí)2】如圖所示，用一根硬棒通過(guò)支點(diǎn)O撬起石頭，畫(huà)出石頭所受重力G的示意圖，以及力F的力臂l?！揪毩?xí)3】如圖甲所示是一種紅酒開(kāi)瓶器，圖乙是其簡(jiǎn)化的示意圖，O是支點(diǎn)，是瓶塞作用在B點(diǎn)的阻力。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出阻力臂，并畫(huà)出作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力及動(dòng)力臂。【解題方法與思路】§11.2杠桿分類(lèi)物理量杠桿力臂力特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿L1＞L2F1＜F2費(fèi)力杠桿L1＜L2F1＞F2等臂杠桿L1=L2F1=F2既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的?！究键c(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】如圖是杠桿原理在生活中的應(yīng)用，能省距離的是（） 用羊角錘起釘子 B．用撬棒撬石頭 C．用啟子起瓶蓋 D．用釣魚(yú)竿釣魚(yú)【例題2】下列工具屬于費(fèi)力杠桿的是（）。A．.羊角錘 B．筷子 C．起瓶器 D．鋼絲鉗【例題3】撬棒是人們?cè)趧趧?dòng)中應(yīng)用杠桿原理的工具。如圖所示是工人利用撬棒撬動(dòng)大石頭的情景，撬棒上O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)。下列分析正確的是（）。A．此時(shí)撬棒為等臂杠桿；B．應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力；C．力F的作用點(diǎn)靠近O點(diǎn)會(huì)更省力；D．應(yīng)用此撬棒的主要目的是省距離【例題4】下圖是杠桿原理在生活中的應(yīng)用，能省距離的是（）?！揪毩?xí)1】杠桿是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列杠桿在正常使用時(shí)能夠省力的是（）。A．船槳B．托盤(pán)天平C．筷子D．撬棍【練習(xí)2】如圖為工地搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車(chē)，人抬起車(chē)把時(shí)，車(chē)體可以看成個(gè)杠桿，關(guān)于這個(gè)杠桿下列說(shuō)法正確的是（）。A.手握的位置靠近把手末端時(shí)更費(fèi)力；B.磚頭的位置遠(yuǎn)離車(chē)輪時(shí)抬起更省力；C.輪子的中心是杠桿的支點(diǎn)；D.圖中拉力F大于重力G§11.3杠桿的平衡條件【知識(shí)點(diǎn)講解】【知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充筆記】1.杠桿的平衡條件（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡了。（2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)圖（4）圖（5）1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒(méi)有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。（3）杠桿的平衡條件：，即?！究键c(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】如圖所示，某同學(xué)用完全相同的鉤碼驗(yàn)證杠桿的平衡條件。杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點(diǎn)處掛__________個(gè)鉤碼；如果A、B兩處再各掛一個(gè)鉤碼，杠桿的__________（選填“左”或“右”）端會(huì)下沉?！纠}2】如圖是小明“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)：(1)在水平靜止的杠桿上A、B處，掛5個(gè)質(zhì)量均為50g的鉤碼，如圖甲所示，杠桿平衡。他猜想杠桿的平衡條件是：動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂：(2)改變鉤碼數(shù)量與位置，數(shù)據(jù)記錄如下表，分析表中數(shù)據(jù)，杠桿平衡條件應(yīng)為_(kāi)_________。實(shí)驗(yàn)次數(shù)左側(cè)鉤碼數(shù)（個(gè)）左側(cè)鉤碼距離支點(diǎn)O（格）右側(cè)鉤碼數(shù)（個(gè)）右側(cè)鉤碼距離支點(diǎn)O（格）123322163232634(3)某次實(shí)驗(yàn)如圖乙，使杠桿恢復(fù)水平平衡的最簡(jiǎn)單操作是________________。(4)圖丙是小明驗(yàn)證結(jié)論的實(shí)驗(yàn)，E點(diǎn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是________N（g取10N/kg）?！纠}3】如圖（a）所示的杠桿是平衡的，在此杠桿支點(diǎn)兩側(cè)的物體下方分別加掛一個(gè)相同的物體，如圖（b）所示，以下說(shuō)法中正確的是（）A．杠桿仍然平衡 B．杠桿右端下沉 C．杠桿左端下沉 D．物重未知，無(wú)法判斷【練習(xí)1】如圖所示是吊車(chē)吊起貨物的示意圖，已知AB=4m，BC=6m。吊臂是一個(gè)杠桿，當(dāng)?shù)醣鄣踔?t的貨物處于靜止?fàn)顟B(tài)，杠桿的支點(diǎn)是__________（選填“A”、“B”或“C”）點(diǎn)，伸縮撐桿對(duì)吊臂的支持力大小為_(kāi)_________N。（g=10N/kg）【練習(xí)2】在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：每格長(zhǎng)度等距的杠桿?支架?彈簧測(cè)力計(jì)?刻度尺?細(xì)線(xiàn)?每個(gè)重力都為0.5N的鉤碼若干個(gè)。(1)實(shí)驗(yàn)前將杠桿中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置靜止的目的是：______和消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；(2)如甲圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)?若從杠桿的兩側(cè)同時(shí)減掉一個(gè)鉤碼，那么杠桿的______（選填“右”或“左”）端下沉；(3)在乙圖中，將彈簧測(cè)力計(jì)由豎直方向旋轉(zhuǎn)至沿虛線(xiàn)方向，如果要繼續(xù)保持杠桿在水平方向靜止，測(cè)力計(jì)的示數(shù)要______（選填“變小”“不變”或“變大”）；(4)如果忽略杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則在丙圖中要使杠桿在水平位置保持平衡，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的最小拉力為_(kāi)_____?§11.4定滑輪和動(dòng)滑輪【知識(shí)點(diǎn)講解】【知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充筆記】2.定滑輪（1）定義：工作時(shí)，中間的軸的滑輪叫定滑輪。（2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。（3）特點(diǎn)：，但可改變力的。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離。3.動(dòng)滑輪（1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫。（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂的杠桿。（3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的倍。【考點(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】如圖所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪使重10N的物體在5s內(nèi)勻速升高0.2m，繩子自由端所用的拉力F為6N．求：（1）繩子自由端移動(dòng)的速度。（2）拉力F做的功?！纠}2】研究定滑輪的特點(diǎn)：(1)在研究使用定滑輪是否省力時(shí)，用如圖甲所示裝置勻速提升重物，需要測(cè)量的物理量是______和______。(2)如圖乙所示，分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，則三個(gè)力的大小關(guān)系是______。(3)旗桿頂部有一個(gè)定滑輪，給我們升國(guó)旗帶來(lái)了便利。這是利用定滑輪______的特點(diǎn)?！?1.5滑輪組【知識(shí)點(diǎn)講解】【知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充筆記】1.定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成的叫滑輪組。2.特點(diǎn)：既能省力又能改變力的方向，但是要費(fèi)距離。3.特點(diǎn)：可以，也可以改變力的。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。4.動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的倍，即S=nh。5.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：?！究键c(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】如圖所示，下列簡(jiǎn)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．【例題2】(多選）如圖所示，某建筑工人利用滑輪組提升水平面上重900N、底面積為200cm2的方形貨箱，貨箱20s內(nèi)勻速上升4m，工人所用拉力F為400N（不計(jì)繩重和摩擦），則（）。A.人拉繩子的速度為0.2m/s；B.動(dòng)滑輪的重力為300N；C.此段時(shí)間內(nèi)，拉力F做功為3600J；D.當(dāng)滑輪組對(duì)貨箱的拉力為零時(shí)，貨箱對(duì)地面的壓強(qiáng)為4.5×104Pa

§11.6機(jī)械效率【知識(shí)點(diǎn)講解】【知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充筆記】1.有用功(W有）：人們?yōu)榱诉_(dá)到工作目的的必須要做的功。2.額外功(W額）：利用機(jī)械時(shí)不想需要但不得不做的功。3.總功(W總）：外力所做的功，即有用功和額外功的總和。即W總=W有+W額。4.定義：機(jī)械效率是有用功與總功的比值，分析判定一個(gè)機(jī)械的機(jī)械效率高低要分析兩個(gè)因素：有用功與總功。任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于1.5.計(jì)算公式:η=×100％。6.提高機(jī)械效率的途徑：盡可能增加提升物體的重力；減輕機(jī)械的自身重量；合理地減少部件間的有害摩擦。7.特點(diǎn)：機(jī)械效率總是小于1.【考點(diǎn)鏈接題型講解與練習(xí)】【解題方法與思路】【例題1】生產(chǎn)生活中常常會(huì)用到各種機(jī)械設(shè)備，下列說(shuō)法中不正確的是（）。任何機(jī)械設(shè)備的效率總小于1 B.減小機(jī)械內(nèi)部摩擦可以提高其效率C.提高機(jī)械設(shè)備的效率可以節(jié)能減排 D.用機(jī)械設(shè)備做功越快，其效率越高【例題2】如圖所示，人用滑輪組拉著重810N的物體使其沿豎直方向以0.1m/s的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)了5s，人對(duì)繩子向下的拉力為300N．求：（1）物體上升的高度；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）拉力的功率。【例題3】如圖所示，物體重210N，動(dòng)滑輪重25N。工人用125N的拉力將物體勻速提升3m，用了10s，此過(guò)程中有用功是_____J，拉力的功率是_____W，滑輪的機(jī)械效率是_____，克服動(dòng)滑輪重所做的額外功占總功的______%?！纠}4】如圖，是一位同學(xué)組裝的提升重物裝置，他用100N的拉力F，在10s內(nèi)把重150N的重物G提升4m，則此過(guò)程中（）。A.該滑輪組的效率為75%；B.他做的總功為1200J；C.他做的有用功為800J；D.他對(duì)滑輪組做功的功率為60W【練習(xí)1】測(cè)量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為N。（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J，滑輪組的機(jī)械效率是。（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度（選填“有關(guān)“或“無(wú)關(guān)”）。（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度【練習(xí)2】如圖所示是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），其中所需動(dòng)力最小的是（）。A．；B．；C．；D．【練習(xí)3】建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動(dòng)了2m，所用的拉力大小為375N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()。①繩子自由端沿水平方向移動(dòng)4m；②物體受到的拉力為750N；③拉力F的功率為37.5W；④滑輪組的機(jī)械效率為80%A．只有①和②；B．只有②和③；C．只有③和④；D．只有①和④【練習(xí)4】如圖所示，用一個(gè)重為18N的動(dòng)滑輪來(lái)提升物體，若物體勻速上升過(guò)程中豎直向上的拉力F＝30N（不計(jì)摩擦和繩重），則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為_(kāi)_______。【權(quán)威真題再現(xiàn)】【2022.山西.21】如圖甲所示，清明假期，亮亮同學(xué)回到老家，看到工程隊(duì)正