中考物理高分一轮单元复习14《简单机械机械效率》课件（含答案）

这是一份中考物理高分一轮单元复习14《简单机械机械效率》课件（含答案），共60页。PPT课件主要包含了固定点，动力作用线，阻力作用线，平衡螺母，水平位置，竖直方向，杠杆的分类，费距离，力的方向，s2h等内容，欢迎下载使用。
1.探究：杠杆平衡条件
得到杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性
具有偶然性,不能得出普遍规律
(注:均不计绳重及绳与滑轮间摩擦,考虑轮重)
[点拨] 滑轮组相关规律总结:(1)均是对动滑轮的受力分析。(2)省力情况:①F= G物(不考虑动滑轮重、绳重及摩擦);②F= (G物+G动)(考虑动滑轮重),其中n为动滑轮上承担物重的绳子股数。(3)n的判断方法:只看动滑轮,即数直接与动滑轮相连的绳子的股数就是n的值。其中绳子自由端方向向上的要数上,如图14-1甲、乙;而自由端方向向下的没有与动滑轮相连,不要数,如图丙。
(4)滑轮组水平放置: ①省力情况为F= f,如图14-2所示,当匀速拉动物体时,F= f,f为物体受到的滑动摩擦力。 ②移动速度v绳=nv物,v绳为绳子自由端移动的速度,v物为物体移动的速度,n为绳子股数。③运动距离:若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s绳=nh。
知识纵横 简单机械的三种功和机械效率
(注:不计水的阻力、绳与滑轮间的摩擦及绳重)
例1 [画力臂及力] 画出图14-3甲中杠杆的动力臂和阻力臂;图乙中已知动力臂l1,请画出杠杆的动力F1。
变式1画出下列杠杆的动力臂与阻力臂。
例2 [最小动力问题] 画出图14-5中羊角锤撬钉子时的支点O,并画出最小的动力F。
变式2如图14-6所示,要把球滚上台阶,请画出所用的最小的力的方向及作用点。
变式3为使杠杆ON能在图14-7所示位置保持静止,需在M点施加一个力F。请画出物体A对杆的拉力的力臂和在M点对杆的最小拉力F的示意图。
［答案］如图所示［解析］ 由杠杆平衡的条件知,动力臂最大时,拉力F最小。由题图可知,当作用在M点的力与杠杆垂直时,力臂最大,作用力最小。
例3 [判断杠杆的类型] [2018·河南] 下列工具中,使用时属于费力杠杆的是(　　)
［答案］B［解析］使用羊角锤、瓶盖起子是为了省力,动力臂大于阻力臂,故羊角锤、瓶盖起子是省力杠杆;天平使用时,两力臂相等,是等臂杠杆;筷子使用时相当于杠杆,支点是B选项图中右端与手接触处,手指对筷子的力是动力,食物对筷子的力是阻力,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选B。
变式4根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能。要剪断铁丝等较硬的物体,图14-9中的四种剪刀应选择(　　)
变式5观察图14-10所示的指甲刀的结构图,下列分析正确的是(　　)A.一个杠杆,且是省力杠杆B.两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆C.三个杠杆,一个省力杠杆,两个费力杠杆D.三个杠杆,一个费力杠杆,两个省力杠杆
例4[杠杆的动态平衡问题] 如图14-11所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是(　　)A.杠杆仍能平衡B.杠杆不能平衡,右端下沉C.杠杆不能平衡,左端下沉D.无法判断
变式6如图14-12所示,一杠杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中杠杆(　　)A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆C.先是省力的,后是费力的D.先是费力的,后是省力的
变式7图14-13是吊车起吊货物时的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起。下列说法正确的是(　　)A.吊臂是一省力杠杆,但要费距离B.吊臂是一个费力杠杆,但可以省功C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小
例5[杠杆的简单计算] 如图14-14所示,将边长为10 cm的正方体合金块用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30 N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103 Pa。已知OB=3OA,g取10 N/kg。(1)画出F2的力臂l2。(2)求合金块的质量。(3)求F2的大小。
(2)求合金块的质量。
变式8俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图14-15所示是小红同学做俯卧撑时的示意图。小红重600 N,1 min钟内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高50 cm。小红身体可视为杠杆,O为支点,A'为重心,OA=1 m,B到O点的距离OB=1.5 m。(1)求地面对手的支持力。(2)若每个手掌的面积为0.016 m2,求双手对地面的压强。(3)求1 min内小红所做的功。(4)小红做功的功率。
(2)若每个手掌的面积为0.016 m2,求双手对地面的压强。
(3)求1 min内小红所做的功。
(4)小红做功的功率。
变式9 [2017·重庆A卷] 图14-16甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5 m,距右端l2=0.2 m。在杠杆左端悬挂质量为2 kg的物体A,右端挂边长为0.1 m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20 N。(g取10 N/kg)(1)求此时杠杆左端所受的拉力。(2)求正方体B的密度。(3)若B所处地面为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103 Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,则物体A的重力至少为多少?
解:(1)此时杠杆左端所受的拉力大小为物体A的重力,则F左=GA=mAg=2 kg×10 N/kg=20 N。
(2)求正方体B的密度。
(3)若B所处地面为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103 Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,则物体A的重力至少为多少?
(3)若B所处地面为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103 Pa,则此处地面能承受的最大压力为F最大=pS=4×103 Pa×0.1 m×0.1 m=40 N,则B对杠杆右侧的拉力最小为F右'=GB-F最大=70 N-40 N=30 N,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力最小时,有F最小×l1=F右'×l2,即F最小×0.5 m=30 N×0.2 m,解得F最小=12 N,则物体A的重力至少为12 N。
例6用图14-17所示的装置提升同一重物,若不计滑轮自重、绳重及摩擦,则最省力的是(　　)
例7一个重260 N的涂料桶放在水平地面上,涂料桶与地面的接触面积为0.1 m2,工人用如图14-18所示的滑轮组,在20 s内将涂料桶提高了5 m,工人对绳子自由端施加的拉力F为150 N。求:(1)涂料桶放在水平地面上时,对地面的压强。(2)拉力F所做的功。(3)拉力F做功的功率。
(2)拉力F所做的功。
(3)拉力F做功的功率。
变式1如图14-19所示的装置中,物体B和动滑轮总重10 N,且恰好匀速下降。则物体A受到的摩擦力的方向和大小为(　　)A.水平向右　5 NB.水平向右　10 NC.水平向左　10 ND.水平向左　5 N
变式2用滑轮组匀速提升重物,当绳子的自由端被拉下2 m时,物体升高了0.5 m,被提升的重物的质量为20 kg。若不计动滑轮重和摩擦阻力,则拉绳子的力应为(g=9.8 N/kg)(　　)A.40 NB.49 NC.98 ND.5 N
变式3把质量相等的A、B两物体挂在如图14-20所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后(　　)A.A上升B.A下降C.A、B均静止D.无法判断
例8如图14-21所示,斜面高为1 m、长为4 m,用沿斜面向上大小为75 N的拉力F,将重为200 N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端,下列关于做功的判断正确的是(　　)A.木箱受到的重力做功大小为800 JB.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100 JC.木箱受到拉力做功的大小为125 JD.木箱受到斜面的支持力做功大小为200 J
变式如图14-22所示,用弹簧测力计拉着重物A分别在两个光滑而坡度不同的斜面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数分别为F1、F2,则F1、F2的大小为(　　)A.F1>F2B.F1