文档内容
本章复习和总结
教 1.认识杠杆,知道杠杆的的种类及其应用,理解杠杆的平衡条件.
学 2.知道滑轮、斜面等简单机械的特点,会使用简单机械改变力的大小和方向.
目 3.理解什么是机械效率,能正确分析简单机械的机械效率,并能进行功、功率、机
标 械效率的综合计算.
1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统复习
教 本章知识.
学 2.引导分析法:通过引导学生对典型事例的分析,帮助学生进一步理解物理概念、
方 规律,锻炼学生分析问题、解决问题的能力.
法 3.讲练结合法:通过典型习题的讲练,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方
法与技巧.
教具 教学
多媒体课件 1课时
准备 课时
巩固 教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选
复习 部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
杠杆及其平衡条件
例题1 小强在探究“杠杆的平衡条件”时:
(1)为了便于测量力臂,他先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平
衡;
(2)下表是小强的实验记录,在这两组数据中,他发现实验序号为 的一组
数据是错误的.经检查,结果是测量阻力臂时读错了,阻力臂的实际值应为
m;通过探究,小强得到杠杆的平衡条件是 .
本
答案:(1)水平 (2)1 0.6 Fl=Fl(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
章 11 22
例题2 如图所示,不计重力的杠杆OB可绕O点转动,重为6N的物体P悬挂在杠
总
杆的中点A处,拉力F 与杠杆成30°角,杠杆在水平位置保持平衡.此状态下拉力
节 1
F= N.试作出F 的力臂l.
1 1 1
解析:过支点O向动力F 的作用线(需要延长)作垂线,垂线段即是动力臂l,由
1 1
直角三角形的性质,知道 ,又知阻力臂 ,所以动力臂等于阻
力臂,根据杠杆的平衡条件Fl=Fl,有F=F=6N.
11 22 1 2
答案:6 如图所示.滑轮和其他简单机械
例题3 如图所示,正常使用时属于费力机械的是( )
解析:定滑轮是等臂杠杆,不省力也不费力;扳手、自行车的车把均是轮轴,属于
省力杠杆;镊子是费力杠杆.
答案:C
例题4 如图所示,图中是一个 滑轮,如果物体在水平面上做匀速直线运动,
拉力F为10N,物体受到的摩擦力大小为 ,若F拉滑轮运动的速度是1m/s,
则物体A移动的速度是 .
解析:选择滑轮作为研究对象,无论装置怎么改,都是受三个力,如图所示,作用
在轴心上的力等于作用在绳上的力的2倍,即F=2F=2F,绳子一端移动速度等于
1 2
物体移动速度的2倍,即v =2v .
绳 物
答案:动 5N 2m/s
例题5 如图所示,滑轮下挂重500N的物体,滑轮重40N,绳
和杠杆都是轻质的.要在图示位置使杠杆平衡,在杠杆的A点
所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)
( )
A.270N B.360N
C.540N D.720N
解析:本题是一道简单机械的组合题,题目中用到了杠杆和滑轮.先研究滑轮,这
是一个动滑轮,它可以省一半的力,物体和滑轮的总重G =G +G
总 物 滑轮
=500N+40N=540N,因此绳子对杠杆的拉力(即杠杆的阻力)为
.再研究杠杆,设相邻两个标度间的距离为l,则动力臂为3l,
阻力臂为4l,根据杠杆的平衡条件得 ,
.
答案:B
机械效率
例题6 某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如
下:①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B
点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹
簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h、h.
1 2
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η= .(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:
.
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高
度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
解析:利用杠杆来提升重物,弹簧测力计的拉力所做的功为总功,提升钩码时,对
钩码做的功为有用功,克服杠杆的重力做的功为额外功,根据功的计算式和机械效
率的定义可得杠杆机械效率的表达式 ;在钩码重一定时,提升相同高度,
则有用功一定,因此影响机械效率的主要原因是额外功,即克服杠杆的重力所做的
功;当钩码位置移到C点时,将钩码提升相同的高度,则杠杆
的重心向上移动的距离变小,即额外功减小,根据机械效率的
定义可知,此时机械效率变大.
答案:(1) (2)杠杆的自重 (3)变大
例题7 小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜
面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关
呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小萌猜想可能跟斜面的
倾斜程度有关.于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜
面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如图所示.下表是他
们实验记录的有关数据.
(1)在第1、2、3次实验中,选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,是为
了 .
(2)在第2次实验中,拉力做的总功是 J,斜面的机械效率是 .
(3)分析第1、2、3次实验数据,可以得出:当其他条件一定时,
.
(4)若通过分析第1、4、5次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效
率越大.你认为存在的问题是:
(5)实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越 (选填“省力”
或“费力”).
解析:通过表格数据1、2、3可以看出,斜面的机械效率与粗糙程度有关,斜面越
粗糙,机械效率越低;拉物体时拉力沿斜面向上,拉力做的功为总功(),克服木块重力做的功为有用功( ),其机械效率 ;实验
的1、4、5次实验中斜面的倾角不同,斜面的粗糙程度不同,没有很好地控制变
量,故不能得出正确的结论;通过实验2与4或3与5可以看出,在斜面粗糙程度
相同时,斜面的倾角越小,所用的拉力越小,即越省力.
答案:(1)改变接触面的粗糙程度 (2)6 58.3% (3)斜面的粗糙程度越大
(小),斜面的机械效率越低(高) (4)没有控制接触面的粗糙程度相同
(5)省力
教学
板书
布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习
【教材P122“复习与提高”】
1.把上部手柄视为杠杆,夹核桃时,上部手柄绕着A点转动,即支点在A点;核桃
阻碍了上部手柄的转动,即阻力的作用点在B点;用力向下压夹子上部的手柄,使
其转动,即动力的作用点在C点.
2.为了使杠杆在水平位置平衡,如果保持左侧钩码不动,可将右侧钩码向左移动;
教 如果保持右侧钩码不动,可将左侧钩码向左移动.
材 3.由图可知,脚踏式垃圾箱的结构中存在两个杠杆,分别是ABC与ED.
习 对于杠杆ABC,支点是B,动力作用在A点,阻力作用在C点,在A处向下踩动脚
题
踏板时,动力臂大于阻力臂,故该杠杆属于省力杠杆.
解
对于杠杆DE,E点是支点,动力作用在D点,阻力作用点大约在箱盖的中心,连
答
杆CD向上顶起箱盖时,动力臂小于阻力臂,故该杠杆属于费力杠杆.
4.解:已知支点到水桶所受的重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离
的3倍,即l =3l.如果提水时用力为 0,根据杠杆平衡条件有 G l=G l ,则
1 2 水 1 石 2
.5.设秤盘的质量为m ,当秤盘中没有放中药时,根据杠杆的平衡条件有m gl =
盘 盘 1
mgl ;当秤盘中放入中药后,根据杠杆的平衡条件有(m g+m g)l=mgl ,则有
0 0 盘 药 1 0 2
mgl+m gl=mgl,解得 .
0 0 药 1 0 2
6.如图所示.提升相同重物时,左边滑轮组的动滑轮上承担物重的绳子共有 3段,而
右边滑轮组的动滑轮上承担物重的绳子共有4段,故右边的滑轮组更省力;左边的
滑轮组可以改变力的方向,右边的滑轮组不能.
7.由图可知,连在动滑轮上的绳子段数n=2,每层楼高取3m,则货物被提升的高度
h=2×3m=6m,提升货物做的有用功W =Gh=mgh=48kg×10N/kg×6m=2880J,拉力
有用
做 的 总 功 W =Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J , 则 图 示 装 置 的 机 械 效 率
总
.
8.一瓶550mL的矿泉水中水的体积 V =550mL=550cm3,若不计矿泉水瓶的质
水
量,则该瓶矿泉水的质量 m =ρ V =1.0g/cm3×550cm3=550g=0.55kg.将轻杆用
水 水 水
细线在中点悬挂,调节细线的位置使轻杆在水平位置平衡,此时固定细线.在轻
杆的左侧距离细线10cm处挂上一瓶550mL的矿泉水,在轻杆的右侧挂上塑料袋
以便于装面粉.根据杠杆的平衡条件知, ,则有 ,即
, .调节塑料袋到支点的距离为5.5cm后,向塑
料袋中加入面粉直到轻杆在水平位置平衡,面粉的质量大约为1kg.
9.弹簧收缩前,根据杠杆的平衡条件有 ;弹簧收缩后,根据杠杆
的平衡条件有 ,则有 ,故 OD 的长度
.
.