第十二章簡單機(jī)械期末大單元整合復(fù)習(xí)1.能說出人類使用的一些機(jī)械。探究杠桿的平衡條件；2.了解機(jī)械的使用對社會發(fā)展的作用；3.知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的意義和途徑。課標(biāo)要求簡單機(jī)械知識結(jié)構(gòu)制作簡易桿秤機(jī)械效率杠桿滑輪1、說出杠桿的五要素？2、說出杠桿平衡條件？3、什么是機(jī)械效率？4、實(shí)驗(yàn):探究杠桿平衡條件？【自主小結(jié)】自主總結(jié)3.杠桿平衡條件1.杠桿4.滑輪2.制作桿秤5.機(jī)械效率力

在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒桿秤的工作原理：杠桿平衡條件定滑輪：等臂杠桿動滑輪：動力臂為阻力臂2倍的杠桿功和機(jī)械能力轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)動杠桿知識整合O

支點(diǎn)到動力作用線支點(diǎn)到阻力作用線l1

l2

動力×動力臂＝阻力×阻力臂O

l1

l2

杠桿知識整合名稱力臂關(guān)系力的關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿L1___L2F1＜F2省力，_______啟瓶器、撬棒、鍘刀、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗等費(fèi)力杠桿L1

___L2F1＞F2費(fèi)力，

_______釣魚竿、筷子、鑷子等等臂杠桿L1___L2F1=F2不省力，

_______天平、定滑輪、蹺蹺板等費(fèi)距離＞＜省距離＝不省距離2.杠桿的分類杠桿知識整合深化理解硬棒;不考慮發(fā)生形變。是一種理想情況。杠桿是一種理想模型硬棒、能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，是杠桿的兩個(gè)關(guān)鍵特征。杠桿可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的理解整合杠桿深化理解杠桿五要素：支點(diǎn)O、杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)O、動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2。杠桿作圖步驟：1.找支點(diǎn)O；2.沿力的方向畫出力的作用線；3.過支點(diǎn)O畫力的作用線的垂線即為力臂；4.標(biāo)垂直符合和字母。理解整合杠桿杠桿解題技巧1、畫出杠桿示意圖；2、利用杠桿平衡條件列方程（組）特別注意：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離思維建模杠桿如圖要使杠桿AOD保持平衡，應(yīng)選擇B、C、D中哪一點(diǎn)為動力的作用點(diǎn)，且力的方向如何時(shí)將最省力？G0ADCBFBFCFD最小力的做法：垂直支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線。思維建模杠桿針對訓(xùn)練1.在下列工具中省力的是哪一組（）A.鍘刀、汽車上的剎車閘、羊角錘；B.鑷子、釣魚桿、剪子；C.鍘刀、天平、釣魚桿；D.鑷子、汽車上的剎車閘、釣魚桿。A杠桿２．（2024·北京）如圖所示，園藝工人在修剪枝條時(shí)，常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近，這樣做是為了（）A．增大動力臂，能夠省力B．增大阻力臂，方便使用C．減小動力臂，方便使用D．減小阻力臂，能夠省力針對訓(xùn)練【解析】常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近，阻力臂減小了，阻力與阻力臂的乘積減小，動力臂不變，則動力減小，能夠省力，故D符合題意，ABC不符合題意。D杠桿

4．如圖所示，分別沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠桿平衡，關(guān)于三個(gè)力的大小，下列說法正確的是（）A．沿F1方向的力最小B．沿F2方向的力最小C．沿F3方向的力最小D．三個(gè)力的大小相等BF3F1F2OL1L3L2針對訓(xùn)練【解析】最小力的做法：垂直支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)

的連線。杠桿4、如圖1，是我國春秋時(shí)期勞動人民發(fā)明的一種提水工具一桔槔，其簡化示意圖如圖2所示。該裝置工作時(shí)，可利用“墜石”的重力，幫助人們輕松地從井中提水。(1)不改變支點(diǎn)O的位置和“墜石”的重力，想要提水時(shí)更省力，可以將“墜石”懸掛點(diǎn)B適當(dāng)

（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）支點(diǎn)O；針對訓(xùn)練【解析】（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，人們從井中提水時(shí)，則有將“墜石”懸掛點(diǎn)B適當(dāng)遠(yuǎn)離支點(diǎn)，在杠桿使提水時(shí)更省力。杠桿4、(2)若OA的長度為1m，OB的長度為1.5m，“墜石”的重力為100N，桶的重力為20N，不計(jì)杠桿AOB和豎桿自身重力、繩重和摩擦，若要豎直勻速提起180N的水，人還需要施加______N的拉力，此過程中，“墜石”下降的高度為3m，則“墜石”的重力做功為______J。針對訓(xùn)練【解析】（2）若要豎直勻速提起180N的水，則有“墜石”的重力做功為杠桿【原理】杠桿原理：動力×動力臂=阻力×阻力臂，

F1l1＝F2l2。m1g×L1=m2g×L?

制作簡易桿秤知識整合G秤G砣G秤G物G砣CG砣lOA＝G秤lOB當(dāng)秤盤裝一重物，秤砣移到D處，秤桿水平平衡時(shí)：

【刻度原理】O為支點(diǎn)，C為秤盤，A為定盤星（0刻度線位置），B為秤桿和秤盤的整體重心位置。當(dāng)桿秤空盤水平平衡時(shí)：

G砣lOD＝G物lOC＋G秤lOB

得到：

m物lOC＝m砣lAD因?yàn)閙砣與lOC為定值，所以m物與lAD成正比，說明桿秤的刻度是均勻的。根據(jù)此原理，可以確定桿秤的分度值，并畫出刻度線。

制作簡易桿秤知識整合1、從物理學(xué)角度來看，______（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿因動力臂比阻力臂長，可以實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”。我國傳統(tǒng)衡器“桿秤”是一種杠桿，要使如圖所示的秤桿在水平方向平衡____________端移動。

省力針對訓(xùn)練【解析】動力臂大于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件知是省力杠桿。稱量時(shí)，若秤桿右端向上翹起，說明右邊的力和力臂的乘積小于左邊的力和力臂的乘積，而左邊的力和力臂、右邊的力一定，根據(jù)杠桿平衡條件可知，應(yīng)該增大右邊的力臂，即應(yīng)將秤砣向右端移動。

應(yīng)將秤砣向右

制作簡易桿秤定滑輪定義軸固定不動的滑輪實(shí)質(zhì)

_____杠桿特點(diǎn)使用定滑輪_____省力，但是能_____力的方向等臂不能改變滑輪知識整合動滑輪定義軸隨重物一起移動的滑輪(可上下移動，也可左右移動)實(shí)質(zhì)動力臂為

_____

阻力臂的杠桿特點(diǎn)使用動滑輪能省一半的力，但

_____

改變力的方向2倍不能滑輪知識整合滑輪組定義定滑輪和動滑輪組合在一起特點(diǎn)使用滑輪組既_____又能_____力的方向省力情況忽略輪軸間的摩擦及繩子的重，則拉力F＝_______________距離關(guān)系繩子自由端移動的距離s繩與重物上升高度h的：即s繩＝_____(n為動滑輪上繩子的段數(shù))nh

省力改變知識整合滑輪1、下列各圖中利用了動滑輪的是（）D針對訓(xùn)練滑輪2、用如圖所示的四種機(jī)械提起同一重物，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，最省力的是（）D針對訓(xùn)練滑輪3、如圖所示，小明利用滑輪組來提升重物.請幫他畫出圖中滑輪組最省力的繞線方法.【解析】要使該滑輪組最省力，繩子自由端的拉力應(yīng)該向上，即n=3.F滑輪三種功

(1)有用功：無論是否使用機(jī)械必須要做的功；W有(2)額外功：并非我們需要又不得不做的功；W額(3)總功：有用功與額外功之和；W總=W有+W額機(jī)械效率

將有用功與總功的比值；

規(guī)律有用功總是小于總功，所以機(jī)械效率總是小于1方法改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理輕巧.在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機(jī)械處于良好的狀態(tài)機(jī)械效率深化理解有用功:為完成做功的目的而必須做的功。額外功：為完成做功的目的，對我們沒有用，但又不得不要做的功。理解整合總功:使用機(jī)械時(shí)，動力做的功。機(jī)械效率示意圖有用功額外功總功機(jī)械效率

杠桿

W有＝Gh（F2L2）

G：物體重力

h：重物提升高

杠桿重和摩擦W總=W有用＋W額W總＝FS（F1L1）F：動力S:動力距離

滑輪組豎直提升重物

W有＝GhG：被提升物重h：重物提升高W額＝G動hG動：動滑輪重h：重物提升高W總=W有用＋W額W總＝FSF：繩自由端拉力S:繩自由端距離

思維建模機(jī)械效率示意圖有用功額外功總功機(jī)械效率滑輪組水平移動重物

W有＝fS物f：物體受的摩擦力S物：物體距離

繩和滑輪摩擦W總=W有用＋W額W總＝FS

斜面

W有＝GhG：被提升物重h:斜面的高W額＝fSf：物體與斜面的摩擦力S:斜面的長W總=W有用＋W額W總＝FSF：繩自由端拉力S:斜面的長思維建模機(jī)械效率1、現(xiàn)實(shí)中,關(guān)于機(jī)械效率，以下說法正確的是（)A、機(jī)械效率總小于1；B、單位時(shí)間里做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高；C、做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高；D、省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高。A針對訓(xùn)練機(jī)械效率2、如圖所示的滑輪組勻速提升物體．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距離為30厘米,則有用功為多少焦耳?該滑輪組的機(jī)械效率為多少?F解:由題h=S=10cm13W有=Gh=240N×0.1m=24JW總=FS=100N×0.3m=30Jη==×100%=80%

W有W總24J30J

機(jī)械效率針對訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)整合探究杠桿平衡條件測滑輪組機(jī)械效率裝置圖科學(xué)思維控制變量法原理實(shí)驗(yàn)整合實(shí)驗(yàn)整合探究杠桿平衡條件測滑輪組機(jī)械效率裝置圖操作要領(lǐng)使杠桿在水平位置平衡固定一側(cè)的力和力臂，改變另一側(cè)的力和力臂緩慢拉測力計(jì)讀數(shù)，改變鉤碼數(shù)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)整合實(shí)驗(yàn)整合探究杠桿平衡條件測滑輪組機(jī)械效率裝置圖結(jié)論F1l1＝F2l2滑輪組的機(jī)械效率與重物的重力和動滑輪的重力有關(guān)實(shí)驗(yàn)整合1、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是__________2、用杠桿重心作為支點(diǎn)的原因是：____________________。3、實(shí)驗(yàn)前需調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡（左高左調(diào)）的目的是：

________________。4、彈簧測力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測力計(jì)示數(shù)的變____。F1L1＝F2L2消除杠桿自重對實(shí)驗(yàn)的影響便于測量力臂大實(shí)驗(yàn)整合1、在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示：(1)把鉤碼掛在杠桿兩邊，改變鉤碼的位置，使杠桿在________位置平衡。

(2)用圖上的符號，寫出杠桿的平衡條件是____________。針對訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)整合(3)根據(jù)杠桿的平衡條件，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，填寫下表中的空格。

動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm26

45

2.56

2.01.964.0實(shí)驗(yàn)整合針對訓(xùn)練解析

(1)為了方便測量力臂，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。(2)杠桿的平衡條件是動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即

F1l1＝F2l2。(3)利用杠桿平衡條件計(jì)算即可。答案

(1)水平(2)F1l1＝F2l2

(3)3

3

3.92實(shí)驗(yàn)整合針對訓(xùn)練2、如圖，物體重G=500N，滑輪重10N，當(dāng)物體勻速上升時(shí)，拉力F為_______N，若繩子自由端向上拉動0.5米，則物體向上移動________m。針對訓(xùn)練2550.25實(shí)驗(yàn)整合

1、肱二頭肌收縮產(chǎn)生的力使前臂骨骼繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，此時(shí)前臂骨骼可以看成一個(gè)杠桿模型，簡稱前臂杠桿。手提重物時(shí)(如圖所示)，對前臂杠桿的分析錯誤的是(

)。A.前臂杠桿是省力杠桿B.肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn)C.肱二頭肌對前臂杠桿的牽引力是動力D.前臂保持水平時(shí)，阻力臂最長練習(xí)與應(yīng)用A解析

用手提起物體時(shí)，人的前臂相當(dāng)于一個(gè)杠桿，肱二頭肌給橈骨的力F1是動力，重物給前臂的力F2是阻力，杠桿圍繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，因此支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處。用手向上舉物體時(shí)，動力臂小于阻力臂，因此前臂是一個(gè)費(fèi)力杠桿；前臂保持水平時(shí)，阻力F2到支點(diǎn)的作用線的距離最遠(yuǎn)，即阻力臂最長。答案

A練習(xí)與應(yīng)用2、中國空間站利用電動機(jī)帶動機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)抓住、拉回、鎖死等功能，機(jī)械臂的功能類似于人的手臂。下列工具在使用時(shí)與機(jī)械臂工作時(shí)屬于同一類杠桿的是(

)。A.食品夾

B.羊角錘

C.核桃夾

D.獨(dú)輪車

A練習(xí)與應(yīng)用

3、畫出杠桿AB在圖示位置靜止時(shí)作用在A端的最小力F的方向及其力臂l1。解析

使用杠桿時(shí)，若阻力和阻力臂一定時(shí)，動力臂越長，越省力。因此解答此題，只需找出使動力臂最長的動力作用點(diǎn)，然后作動力臂的垂線即可。練習(xí)與應(yīng)用4、桿秤是我國古老且至今仍在使用的一種衡量工具，如圖的桿秤可視為杠桿，提鈕處為支點(diǎn)O，若不計(jì)其自重，當(dāng)在掛鉤懸掛被稱物體后處于平衡狀態(tài)，已知CO2厘米，OD20厘米，秤砣的重力為10牛，求：（1）被稱物體的重力；（2）若這桿秤所能測物體的最大重力為200牛，求OB的長度。

【答案】（1）100N；（2）40cm練習(xí)與應(yīng)用【詳解】（1）由杠桿平衡條件可知G物體OC=G秤砣OD即

G物體×2cm=10N×2cm解得G物體=100N（2）由杠桿平衡條件可知G最大OC=G秤砣OB即200N×2cm=10N×OBOB=4cm答：（1）被稱物體的重力為100N；（2）OB的長度為40cm。練習(xí)與應(yīng)用5、如圖用同一滑輪組分別將兩個(gè)不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是（）①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升A做的有用功較多A．只有①③B．只有②④C．只有②③D．只有①④練習(xí)與應(yīng)用B6、使用下面的滑輪組，用拉力F勻速拉動重物水平移動的距離為L，機(jī)械效率等于什么？FGfGL練習(xí)與應(yīng)用7、(1)實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向_____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡．你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中讓杠桿在水平位置平衡的好處是_________．便于測力臂右練習(xí)與應(yīng)用(2)在圖甲中的A點(diǎn)懸掛4個(gè)鉤碼，要使杠桿仍保持水平位置平衡，需在B點(diǎn)懸掛_____個(gè)鉤碼．3練習(xí)與應(yīng)用（3）如圖乙所示，取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉，仍使杠桿水平位置平衡，測力計(jì)的拉力為_____N；若在C點(diǎn)改變彈簧測力計(jì)拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平位置平衡，則測力計(jì)的讀數(shù)將______(選填“變大”“變小”