专题11 简单机械 （解析版）.docxVIP

专题11简单机械

考点一：杠杆及杠杆平衡条件

1．杠杆

(1)定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

①形状：可直可曲，形状任意。②在力的作用下不易发生形变。

(2)五要素(如图所示)

①支点(O)：杠杆绕着转动的点。

②动力(F1)：使杠杆转动的力。

③阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。

④动力臂(l1)：从支点到动力作用线的距离。

⑤阻力臂(l2)：从支点到阻力作用线的距离。

动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在杠杆上；它们使杠杆的转动的方向相反。

（3）画力臂方法：(1)找支点O；(2)画力的作用线(虚线)；(3)画力臂(实线，过支点垂直力的作用线作垂线)；(4)标力臂

2．研究杠杆的平衡条件

(1)杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动。

(2)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力×动力臂＝阻力×阻力臂。用公式表示是F1l1＝F2l2。

3．杠杆的种类

A．省力杠杆：动力臂l1大于阻力臂l2，优点是省力；

B．费力杠杆：l1小于l2，优点是省距离；

C．等臂杠杆：l1等于l2，不省力也不费力。

考点二：滑轮

1.动滑轮、定滑轮、滑轮组的比较

定滑轮

动滑轮

滑轮组

示意图

定义

中间的轴固定不动的滑轮

和重物一起移动的滑轮

定滑轮、动滑轮组合成滑轮组

实质

等臂杠杆

动力臂为阻力臂2倍的杠杆

省力杠杆

特点

不能省力但是能改变动力的方向

能省一半的力，但不能改变动力的方向

既能省力又能改变动力的方向

动力与阻力及移动距离的关系

F1＝F2

s＝h

F1＝eq\f(1,2)F2

s＝2h

n段绳子承担总重F＝eq\f(1,n)G，S＝nh

考点三：斜面

(1)定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。

(2)特点：省力机械。

如图：用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝Gh/s，当h一定时，斜面越长越省力；例盘山公路。

螺旋线可以看做是绕着圆柱上的斜面；例：饮料瓶瓶盖、螺旋千斤顶等。

考点四：机械效率

1．使用机械时，人们对机械做的功是总功，机械克服有用阻力做的功是有用功，克服额外阻力做的功是额外功，有用功和额外功之和，叫做总功。

2．机械效率：有用功与总功的比值叫机械效率，公式η＝eq\f(W有,W总)。它没有单位，其大小总是小于(选填“大于”或“小于”)1。

3．提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有机械自重、摩擦，提高机械效率的方法：①减轻机械自重使机械更合理轻巧；②经常保养润滑。

4．常见几种简单机械的机械效率

种类

杠杆

斜面

滑轮

图例

理想情况(不考虑机械自重及摩擦)

η＝1

Fs＝G物h

η＝1

Fs＝G物h

η＝1

Fs＝Gh

非理想情况(考虑机械自重及摩擦)

η＜1

η＝eq\f(G物h,Fs)

η＜1

η＝eq\f(G物h,Fs)

η＜1

η＝eq\f(G物h,Fs)＝eq\f(G物,nF)

5．注意：机械效率具有可变性：由公式η＝eq\f(W有,W总)＝eq\f(W有,W有＋W额)可知，使用同一机械，在W额一定时，W有用越大，η也越大。使用不同的机械，在W有一定时，W额越大，η越小。

【同步练习】

（2022·湖北十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（）

A.瓶盖起子；B.托盘天平；

C.筷子夹食品；D.理发剪刀

【答案】A。

【解析】A．瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意；

B．托盘天平是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，故B不符合题意；

C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；

D．理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选A。

（2022·湖南邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（）。

A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力

C.重物给前臂的力F2是动力 D.前臂是一根省力杠杆

【答案】A。

【解析】A．前臂将物体拿起时，肘关节处保持不动，肘关节处为前臂杠杆的支点O，故A符合题意；

B．肱二头肌给桡骨的力F1是将物体拿起的动力，故B不符合题意；

C．重物给前臂的力F2是阻碍前臂上升的阻力，故C不符合题意；

D．如图所示，动力F1是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离，距离较小，阻力F2的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离，距离较大，根据杠杆平衡条件，

，则

是费力杠杆，故D不符合题意。故选A。

（2022·河南）为了将一物块