初中物理:《简单机械》考点梳理+试题,都是考试重点!
●阅读应当成为吸引学生爱好的最重要的发源地。我的教育信念的真理之一,便是无比相信书的教育力量。——苏霍姆林斯基今天给大家带来——初中阶段物理考试常考的《简单机械》考点梳理,总结得很全面,中学生快来收走吧!
一、思维导图
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二、知识点过关
知识点一:杠杆
1.杠杆的定义
在力的作用下能绕着 固定点转动的 硬棒,叫做杠杆。(如跷跷板)
【注意】杠杆可以是直的,也可以是弯,可以是各种各样的形状,但是它一定是 硬棒。
2.杠杆五要素
①支点:杠杆 绕着转动的固定点,用O表示。
②动力: 使杠杆转动的力,用F 1 表示。
③阻力: 阻碍杠杆转动的力,用F 2 表示。
④动力臂:从支点到 动力作用线的距离,用l 1 表示。
⑤阻力臂:从支点到 阻力作用线的距离,用l 2 表示。 (力的作用线:通过力的作用点,沿力的方向所画的一条直线)
【注意】支点一定在杠杆上,而力臂不一定在杠杆上;动力和阻力的作用点都在杠杆上;力臂是支点到力的作用线的距离,而不是到作用点的距离。(认真区别 作用线与 作用点)
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关于杠杆,下列说法中正确的是()
A.杠杆一定是直的
B.使用杠杆时可以省力同时又省距离
C.动力臂一定等于支点到动力作用点的距离
D.动力臂不仅与动力作用点的位置有关,而且还跟动力的方向有关
3.力臂的画法
一定点(支点),二画线(力的作用线),三从点(支点)向线(力的作用线)引垂线,支点到 垂足的距离即为力臂,并表上相应的符号(l 1 或l 2 )。如下图:
一定点
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二画线
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三引垂线
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如图甲所示,用钢丝钳剪铁丝时,钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,其中一个杠杆如图乙所示。请在图乙中:
(1)画出动力F 1 的力臂;
(2)从A、B两点中选择更省力的位置,在该点处画出阻力F 2 的示意图。
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4.杠杆的平衡条件
含义:在力的作用下,如果杠杆处于静止状态或缓慢匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
杠杆平衡条件:动力 X 动力臂 = 阻力 X 阻力臂(F 1 l 1 = F 2 l 2 )
在探究“杠杆的平衡条件”实验中,小华利用杠杆、细线、钩码等器材进行探究:
(1)调节杠杆平衡时,根据生活经验,需要保持杠杆在 位置平衡。从实验的角度来讲,杠杆在这个位置平衡是为了方便读取 。
(2)如图所示在杠杆左侧的A点挂上两个钩码,为了使杠杆保持平衡,在杠杆的右侧挂钩码时,是先确定细线位置再挂钩码还是先挂钩码再确定细线位置? 。理由是 。
(3)操作完成后,杠杆在如图所示的位置重新平衡。小华多次在左右两侧各加挂等量钩码,并保持细线位置不变,发现杠杆每次都能平衡。通过记录上述实验数据,得出杠杆的平衡条件是:“只有支点左右两侧的力臂和力的大小相等,杠杆才能平衡”。
请你分析这一过程得出的结论是否可信? (选填:“是”或“否”),理由是 。
5.杠杆的分类
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆。即: l 1=l 2F 1=F 2。(如:托盘天平)
省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。即:l 1 >l 2 F 1 <F 2 。(如:核桃夹) 特点:省力但费距离
费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。即:l 1 <l 2 F 1 >F 2 。(如:镊子) 特点:费力但省距离
如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是()
A.瓶盖起子
B.剪铁皮的剪刀
C.撬棒
D.船桨
知识点二:滑轮
1.定滑轮与动滑轮
定滑轮:工作时,轴不随物体运动。(实质等臂杠杆)
特点:① 可以改变力的方向,但是不省力。若不考虑绳重和摩擦时,利用定滑轮提起重为G的物体时,拉力F=G。② 不省距离,若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=h。
动滑轮:工作时,轴随物体一起移动。(实质省力杠杆)
特点:① 能省力,但不能改变力的方向,若不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时,利用动滑轮提起重为G的物体时,拉力F=G/2。② 费距离,若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=2h。
借助简单机械将同一重物提升(忽略滑轮重、绳重及摩擦),如图装置中最省力的是()
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5.滑轮组
定义:定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组。
特点:既能省力又能改变力的方向
滑轮组省力F、移动距离s及速度v情况:
竖直滑轮:
情况一:不考虑动滑轮重、绳重及摩擦:F=G 物 /n ,s=nh,v 绳 =nv 物 。
情况二:不考虑绳重及摩擦:
F=(G 物 +G 动 )/n ,s=nh,v 绳 =nv 物 。
水平滑轮:
不考虑滑轮及绳子的摩擦:F=f/n(f为物体受到的滑动摩擦力),s=ns 物 ,v 绳 =nv 物 。
【注意】n为动滑轮上绳子的股数, 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即为n的值。
滑轮组的绕线方式:
从 钩子出发,上下交替,从里向外(绳子在受力的时候处于拉直的状态,所以在画绕线方式的时候一定要用刻度尺画)
如有一物体放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组利用300N的力将重物匀速提到楼上,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
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知识点三:机械效率
1.有用功(W 有 ): 对人们有用的功 (有用功就是为了达到某一目的而必须做的功;做功中,有用功越大越好)
2.额外功(W 额 ): 人们不需要,但是又不得不做的功。
3.总功(W 总 ): 有用功与额外功之和(W 总 = W 有 + W 额 )
4.机械效率:有用功与总功的比值,叫做机械效率。(机械效率必然小于1)
【注意】①机械效率的高低只能说明有用功在总功所占比例的大小,与是否省力、做功多少无关;②功率大,机械效率 不一定高;机械效率高,功率 不一定大,请大家不要混为一团!
(多选题)火神山建设工地上,工人师傅用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图所示,用它们来提升同一重物,甲滑轮组将重物举高1m,乙滑轮组将重物举高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是()
A.甲滑轮组拉力大,做的额外功少
B.乙滑轮组省力,所以它的机械效率高
C.乙滑轮组将重物举得高,所以它的机械效率高
D.乙滑轮组做的有用功多,但甲、乙机械效率相等
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在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,康维佳用滑轮组作了3组实验,实验数据记录如下
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(1)根据实验数据请在图中完成滑轮组的绕线。
(2)实验过程中,应竖直向上 拉动绳子自由端的弹簧测力计。
(3)在进行第3组数据测量时,滑轮组的机械效率为 。
(4)分析表中数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高。
(5)在进行第2组数据测量时,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 W,滑轮组做的额外功为 J。
如图所示,沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N,升高的高度为0.5m,AB的长度为1m,求:(g=10N/kg)
(1)拉力做的有用功:
(2)斜面的机械效率;
(3)物体受到的摩擦力。
(4)请提出提高该斜面效率的方法: 。
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