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3.3认识简单机械(1)
学习指要
一、知识要点
1．杠杆：一根硬棒，在力的作用下如果能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的。
2．杠杆的五要素
(1)支点：使杠杆绕着转动的固定点O。
(2)动力：使杠杆转动的力F 1。
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力F 2。
(4)动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离 l 1。
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离l 2。
二、重要提示
1．杠杆可以是直的，也可以是弯的。
2．力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离。
3．画力臂的步骤：(1)找支点；(2)作力的作用线；(3)从支点向力的作用线画垂线；(4)标出力臂。
科学广场
阿基米德的杠杆原理
阿基米德将自己关在一间小屋里，正夜以继日地写作《浮体论》。这天突然闯进一个人来，一进门就连忙喊道：“哎呀!老先生原来躲在这里，国王正调动大批人马，在全城四处找你呢。”原来罗马人从海陆两路向这个城邦攻过来，国王吓得没了主意。当他找到阿基米德时，恨不得向他下跪，说道：“啊，亲爱的阿基米德，你是一个最聪明的人，先王在世时说过你都能推动地球。”这是说他在亚历山大留学时候的事，他看到埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍并从中受到启发，发现可以借助_种杠杆来达到省力的目的，而且发现，手握的地方到支点的这一段距离越长，就越省力气。由此他提出了这样一个定理：力臂和力(重量)的关系成反比，这就是杠杆原理。用我们现在的表达方式表述就是：F 1l 1=F 2l 2。为此，他曾给当时的国王亥尼珞写信说：“我可以不费吹灰之力就可以移动任意重量的东西；只要给我一个支点，给我一根足够长的杠杆，我连地球都可以推动。”
阿基米德制造了特大的弩弓——发石机，这么大的弓，人是根本拉不动的，他就利用了杠杆原理。只要将弩弓上转轴的摇柄摇动，弓弦就能带动载石装置，把石头高高地抛出城外，可落在1000多米远的地方，经过这场大战，罗马人损兵折将，还白白丢了许多武器和战船。可是却连阿某米德的面都没见到。
解题指导
【例题】如图3—4所示是一辆搬运东西的斗车，请在旁边画出杠杆及五要素。
【解析】斗车的外形及车厢内装的货物、斗车下面的支架、斗车的车轮等都是背景因素，它们妨碍了我们对杠杆的识别。我们可以去掉那些次要因素，从背景因素中抽象出没有粗细、不计外形的理想杠杆模型，如图3—5所示。这样我们可以根据画力臂的步骤画出五要素。画力臂的步骤：(1)找出支点；(2)作力的作用线；(3)从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离即为力臂；(4)标出力臂。
同步训练 A组
1．日本丰田汽车公司因汽车脚垫和油门踏板问题引发了召回事件，其中油门踏板(如图所示)是一种 (填“杠杆”或“斜面”)类简单机械。
2．下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的是 ( )
①剪刀；②托盘天平；③量筒；④烧杯；⑤弹簧测力计；⑥试管夹
A．①②⑥ B．①③⑤
C．①②③ D．①⑤⑥
3．关于力臂，下列说法正确的是 ( )
A．力臂一定在杠杆上
B．从支点到动力作用点的距离叫做动力臂
C．从支点到力的作用线的距离叫做力臂
D．动力臂不可能等于阻力臂
4．下列图示中，所画F，的力臂正确的是 ( )
5．如图所示是一个Z形杠杆，请在图中画出力F的力臂l。
6．2008年5月12日，四川汶川发生8.0级地震。地震发生后，救援队员利用各种器材展开抢险救灾。
(1)利用如图甲所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳 (填“是”或“不是”)杠杆。
(2)使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图乙所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块l，则撬棒的支点是 点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，则撬棒的支点是 点。
同步训练 B组
7．如图所示，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，图中能正确表示开瓶盖时该杠杆的支点、动力和阻力的示意图是( )
8．如图所示，人体前臂可以看作杠杆，当曲肘将手中的重物举起时，阻力臂大小将 (填“增大”或“减小”)。
9．如图所示是渔民在小河捕鱼的一种方式，请画出此渔民扳渔网的杠杆示意图，画出支点、动力及动力臂、阻力及阻力臂。
10．如图为一种能夹着重物起吊的钳子的示意图，其中AOB和COD构成钳子的两个杠杆，O为转轴，a、b为绳子。请你画出吊起重物时钳子AOB部分所受绳子拉力的力臂和重物对钳子产生压力的力臂，并分别用l 1和l 2表示。
参考答案
3.3认识简单机械(1)
1．杠杆 2．A 3．C 4．D
6．(1)是 (2)A C 7．C 8．减小[解析：曲肘将手中的重物举起时，支点到阻力作用线的距离减小，阻力臂将减小。] 9．图略 10．图略
3.3认识简单机械(2)
学习指导
一、知识要点
1．杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)。
2．杠杆的类型
(1)省力杠杆：省力，但费距离；动力臂大于阻力臂，如拔钉子用的羊角锤、剪铁皮用的剪子等。
(2)费力杠杆：费力，但省距离；动力臂小于阻力臂，如钓鱼竿、镊子等。
(3)等臂杠杆：既不省力，也不费力；动力臂等于阻力臂，如天平、定滑轮等。
二、重要提示
1．若F1l1≠F2l2，则杠杆的平衡被破坏，原来静止的杠杆就会发生转动，若F1l1>F2l2，则杠杆向Fl的方向转动，反之则向F2的方向转动。
2．杠杆平衡：杠杆处于静止状态或匀速转动状态。
科学广场
怎样使用杠杆最省力
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可以看出：当作用在杠杆上的阻力F2和阻力臂l2一定时，动力臂越长，使杠杆平衡所用的动F1越小，也就是说当动力臂最长时用的动力最小。
为了使动力臂最长，施加的动力必须具备两个条件：(1)动力的作用点在杠杆上距支点最远；(2)动力的方向应垂直于支点和动力作用点的连线。如图3--6和图3—7所示，作用在杠杆上的动力均是最小的。
解题指导
【例l】下列工具中，属于费力杠杆的是 ( )
【解析】我们利用钢丝钳、起子、羊角锤的目的都是为了省力，它们的动力臂都大于阻力臂，是省力杠杆。使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
【答案】D
【例2】一根扁担长2米，前后两端各挂l20牛和200牛的重物，不考虑扁担重。
(1)人肩应位于扁担什么地方，扁担才能在水平位置平衡?
(2)平衡后肩受到的压力为多少?
【解析】本题考查的是杠杆平衡问题，应根据杠杆平衡条件求解。
(1)设扁担前端重物对其作用力为F1，则后端为F2。根据题意画出如图3—8所示的杠杆示意图，若支点O(即人肩所在位置)距前端A的距离为l1，时扁担在水平位置平衡，则根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可得：120牛×l1=200牛×(2 米一l1)
解出：l1=l.25米。即人肩应位于距离扁担前端l.25米处，扁担才能在水平位置平衡。
(2)肩承受压力F=G1+G2=120牛+200牛=320牛
【答案】 (1)人肩应距扁担前端l.25米处 (2)320牛
同步训练A组
1．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了 ( )
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离 B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力 D．减小阻力臂，省力
2．为了避免垃圾散发异味，室内垃圾桶的盖子平时是关闭的，使用时用脚踩踏板，开启桶盖。根据室内垃圾桶的结构示意图判断，下列说法正确的是 ( )
A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C．桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆
D．桶中有两个杠杆在起作用，且一个为省力杠杆，一个为费力杠杆
3．如图所示是安置在公路收费站的栏杆的示意图。当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，它是一根 ( )
A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．无法确定
4．如图所示为一种树木扶正器。将扶正器的B端放在地面上，通过收紧带与树根部C保持
一定距离。A端固定在树干上，利用液压装置产生一个推动树干的力，那么，在扶正到
如图所示的位置时，树干A点 ( )
A．受到沿BA方向的推力
B．受到垂直于AB方向的推力
C．所受推力的力臂为AB
D．所受推力的力臂为BC
5．在建筑工地上，工人用独轮车运送石块，如图所示。石块与独轮车的总重为600牛，重心在A点，则工人两手对车所施加向上的力F是 牛；要想使F更小一些，你的建议是 。
6．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个 (填“省”或“费”)力杠杆；若旅行箱和物品共重l00牛，动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力至少为 牛。
7．用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，如图所示。这样就可以比较容易地拧下螺母，这是因为 ( )
A．套上的管子较重，可以省些力
B．套上的管子较粗，使用比较方便
C．套上管子后增大了动力臂，可以省力
D．套上管子后增大了力
8．如图所示，轻质杠杆0.4中点悬挂重为60牛的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是 ，若在用此杠杆将重物由图示位置匀速提升的过程中，力F的方向始终跟杠杆垂直，那么力F将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
同步训练B组
9．以下工具在正确使用时，属于省力杠杆的是 ( )
①钢丝钳；②镊子；③扳手；④扫帚；⑤钓鱼竿；⑥瓶盖起子
A．①③⑥ B．②④⑤ C．①④⑤ D．②③⑥
10．有一把准确的秤，不慎将秤砣碰掉了一块，那么再称物体时，它的读数将 ( )
A．比实际质量大
B．与实际质量相同
C．比实际质量小
D．以上都有可能
11．如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，使其一端抬离地面。则 ( )
A．F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长 B．F甲C．F甲>F乙，因为乙方法的阻力臂短 D．F甲一F乙，因为动力臂都是阻力臂的两倍
12．某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。
(1)此时物体8的重力是多少牛?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能
直接读出待测物体重力的杠杆。该杠杆的刻度是否均匀?请说明理由。
参考答案
3.3 认识简单机械(2)
1．D 2．D 3．B 4．A 5．240 两手向车把末端移动 6．省 20 7．C 8．30牛变小 9．A 10．A 11．DE解析：根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2 “两方法的动力臂均为阻力臂的两倍，阻力相等，则动力也相等。] 12．(1)24牛 (2)刻度均匀。设待测物体重为G，物体A距离O点长度为L。由杠杆平衡条件得G×OC=GA×L，L=．G，其中是定值，所以L与G成正比
3.3认识简单机械(3)
学习指导
一、知识要点
1．滑轮：周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
2．定滑轮：使用时滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆；使用定滑轮时不能省力，但可以改变力的方向。
3．动滑轮：使用时滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆；使用动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的方向。
4．滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合，使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。
5．使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
二、重要提示
1．滑轮是一种变形的杠杆。
2．使用定滑轮时，绳子自由端移动的距离与重物上升的距离相等，绳子自由端移动的速度与物体移动的速度相等；使用动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的两倍，绳 子自由端移动的速度是物体移动速度的两倍。
3．使用滑轮组时，由几股绳子承担是指与动滑轮相连的有几股绳子。如果承重绳子的股数是竹，则绳子自由端移动距离是物体移动距离的几倍。
解题指导
【例题】如图3—9所示，物体重50牛，不计糟轮目重及轴心摩擦，用F=10牛的拉力将物体沿水平面匀速拉动，则物体受到地面的摩擦力多大?
【解析】利用滑轮组沿水平方向拉动物体时，所克服的阻力不是重力，而是地面的摩擦力。此时，有几股绳子与动滑轮相连接，则动力就是摩擦力的几分之一，即F=。由图可见， n=3，所以，摩擦力=3F=30牛。
【答案】30牛
同步训练A组
1．使用如图所示的装置匀速提起重物，所用的拉力中 ( )
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．F1、F2、F3一样大
2．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置，下列说法正确的是 ( )
A．甲、厶女装刚邵苊明滑托，都能省力
B．甲、乙安装的都是定滑轮，都不能省力
C．甲安装的是动滑轮，能省力
D．乙安装的是动滑轮，能省力
3．如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是 ( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
4．如图所示，某同学用重力为10牛的动滑轮匀速提升重为50牛的物体。不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是 ( )
A．35牛 B．30牛 C．25牛 D．20牛
5．为了搬运一个很重的机器进入车间，某工人设计了下列四种方案(机器下方的小圆圈表示并排放置的圆形钢管的横截面)，其中最省力的方案是 ( )
6．如图所示的动滑轮，在用它把重l5午的物体匀透提升的过程中，弹簧测力计的示数是l0牛，则拭力F= 牛，若不计绳重和摩擦，则动滑车重为 牛。若重物上升的速度为1米／秒一则绳子自由端移动的速度为 米／秒。
7．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220牛的泥桶，动滑轮重为20牛，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在5秒内将绳子匀速向上拉6米，则泥桶上升 米，手拉绳子的力为 牛，拉力的功率为 瓦。
8．如图所示，用滑轮在4秒内使重为200牛的物体A在水平地面上匀速前进2米，物体A与地面的摩擦力是50牛，不计滑轮重和轮轴的摩擦，则拉力F的大小及拉力F的功率P分别是 ( )
A．F=25牛，P=25瓦 B．F=25牛，P=50瓦
C．F=50牛，P=25瓦 D．F=50牛，P=50瓦
同步训练B组
9．若要用l0牛的拉力提起重40牛的物体，则可以应用 ( )
A．一个定滑轮
B．一个动滑轮
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D．杠杆
10．用下列四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是 ( )
11．如图所示，物重为20牛，当滑轮在力F的作用下以1米／秒的速度匀速上升时，物体的速度是 米／秒，滑轮和绳的重力以及摩擦不计，拉力F为 牛。若滑轮重2牛，则此时拉力F为 牛。
12．用如图所示的滑轮组提升重物，若拉力F将绳子的自由端移动l.5米时，重物升高0.5米，请你在图中画出绳子的绕法。
13．如图所示是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到科学课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上，用下图所示的滑轮组 拉起火炬手侯斌最合适，理由是 。
参考答案
3.3 认识简单机械(3)
1．D 2．D 3．D 4．A 5．C 6．10 5 2 7．2 80 96 8．A 9．DE解析：因为一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组最多省力至，所以只能选择杠杆。] 10．D[解析：不计摩擦及机械自重，A是长为高的2倍的斜面，所以F=G；B中F=G；C中F=2G。D是动力臂为阻力臂4倍的杠杆。所以F=G，因此D中F最小。] 11．2 40
42 13．D 拉力方向向下且更省力
3.3认识简单机械(4)
学习指要
一、知识要点
1．有用功：利用机械时，必须要做的这部分功，叫有用功，常用W有用表示。
2．额外功：使用机械时，不需要但又不得不做的那部分功叫额外功，常用W额外表示。
3．总功：有用功和额外功的总和，叫总功，常用W总表示。
4．机械效率：有用功跟总功的比值，叫机械效率，常用η表示。
5．机械效率的公式：η= ×100％。
二、重要提示
1．机械效率反映了有用功在总功中占的比例大小，它没有单位。
2．提高机械效率的方法：减少机械自重、减少机械的摩擦等来减小额外功；也可以在额外功一定时，增大有用功。
3．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1。
科学广场
滑轮组的机械效率仅由滑轮组决定吗
我们以如图3—10所示的滑轮组为例，设动滑轮的质最为m，为简化分析，设绳子的质量及摩擦阻力不计。让滑轮组吊起质量为M的物体，则所做的有用功W有用=Mgh，额外功W额外=mgh，则滑轮组的机械效率为η= = = =
由上式可知，滑轮组的机械效率既与动滑轮的质量m有关，也与所吊重物的质量M有关，它随M的增大而增大。
解题指导
【例l】下列说法正确的是 ( )
A．机械效率越高，做功越多
B．机械效率越高，越省力
C．机械效率越高，额外功在总功中占的比例越小
D．机械效率越高，机械的功率越大
【解析】 机械效率是有用功在总功里占的比例大小，它只与有用功和总功有关，机械效率高，表示有用功在总功里占的比例大，但并不表示做功的多少；也不表示使用机械时是省力 还是费力。由于总功是有用功和额外功之和，所以机械效率高，也表示额外功在总功中占的比例小。机械效率与机械的功率无关。
【答案】C
【例2】如图3—11所示，工人用滑轮组提升重240牛的物体，所用的拉力为150牛，物体在5秒内匀速上升l米。求：(1)有用功的大小；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力的功率。
【解析】 因为动滑轮和重物是由2股绳子承担的，所以，当动滑轮上升距离为h时，两股绳子都要缩短h，这样绳端拉动的距离s=2h。
(1)因为提升货物是我们工作的目的，所以W有用=Gh= 240牛×l米=240焦
(2)动力所做的功即为总功，所以W总=F·s=F·2h=150牛×2×1米=300焦
η= ×100％= ×100％=80%
(3)拉力的功率即总功与时间之比：P= = =60瓦
【答案】(1)240焦 (2)80％ (3)60瓦
同步训练 A组
1．下列说法正确的是 ( )
A．用水桶从井里打水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井里打水的时候，对水做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功都是有用功
2．用如图所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100牛的物体，已知滑轮重20牛，绳重和摩擦力不计。则 ( )
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲 C．手的拉力：F甲> F乙；机械效率：η甲<η乙
D．手的拉力：F甲> F乙；机械效率：η甲>η乙
3．小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上。下列说法下确的是 ( )
A．甲种方法更省距离
B．乙种方法更省力
C．两种方法机械效率相等
D．两种情况克服重力做功相同
4．如图所示，物体重100牛，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用F=10牛的拉力，使物体以0.1米／秒的速度做匀速直线运动。物体受到的摩擦力为 牛；拉力F在10秒内所做的功为焦；拉力F的功率为 瓦。若考虑机械自身的摩擦时，所用拉力F=12.5牛，此时滑轮组的机械效率是 。
5．某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下的实验记录：
(1)如果你对该同学的实验记录进行分析，就会发现他的实验结果是违背科学规律的，其错误之处在于 。
(2)图乙是弹簧测力计的放大图，结合图甲，你会发现导致实验结果违背科学规律的原因是 。
(3)纠正错误后，可计算出该滑轮组的机械效率为 。
6．如图所示，工人在20秒内用小车沿斜面把质量为100千克的物体推到高处。已知该斜面长3米，高1.5米，机械效率为η=80％，g取10牛／千克。求：
(1)工人将物体推上高处所做的有用功；
(2)工人将物体推上高处所做的总功和总功的功率。
(3)在实际生活、生产中应用了斜面工作原理的实例还有： (写出两个即可)。
7．小明用如图所示的滑轮组提升重物。
(1)在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
(2)绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500 牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
同步训练B组
8．同学们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，提出了下列假设：
a．滑轮组机械效率的高低可能与动滑轮的重量有关；
b．滑轮组机械效率的高低可能与被提物的重量有关；
c．滑轮组机械效率的高低可能与物体被提升的高度有关；
d．滑轮组机械效率的高低可能与承重绳子的股数有关。
一位同学按如图所示装置设计了四个滑轮组，并将所测实验数据填人下表：
实验
次数
动滑轮
重(牛)
被提物
重(牛)
动力
(牛)
绳子的股数
机械效率(%)
①
1
2
1
②
1
4
1.67
③
2
4
2
④
1
4
2.5
(1)在表中填人四次实验中绳子的股数和机械效率。
(2)根据实验 (填“①”“②”“③”或“④”，下同)和 可知，滑轮组机械效率的高
低与被提物的重量有关。
(3)根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与 无关。
(4)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 。
(5)要研究滑轮组机械效率的高低是否与物体被提升的高度有关，应该选用 (填“同
一”或“不同”)滑轮组，通过提升 (填“相同”或“不同”)的高度来研究。
9．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为 牛，钩码总重G为1.0
牛，钩码上升高度h为0.1米，弹簧测力计移动距离S为0.3米，则杠杆的机械效率为
％。请写出使用该杠杆时做额外功的一个原因： 。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数
钩码悬
挂点
钩码总
重G/牛
钩码移
动距离
h/米
拉力
F/牛
测力计
移动距
离s/米
机械效
率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.O
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论? ，请简要说明两条理由：
① ；
② 。
(3)为提高本实验中杠杆的机械效率，请提一条合理的建议： 。
10．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
斜面
倾斜角θ
小车重
G/牛
斜面高
h/米
斜面长
s/米
拉力
F/年
有用功
W有用/焦
总功
W总/焦
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
2.1
47.6%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69.4%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
(1)请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
(2)分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面
的机械效率越 。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面 。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ，这种研究问题的方法我们称之为 法。
11．如图所示是某水上打捞船起吊装置的结构。某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱体积为50米3，质量是200吨。
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后，又被匀速吊起l米，已知此时钢缆拉力F为1×106牛，则在此过程中拉力F所做的功是多少?起吊装置的滑轮组机械效率是多少?
(3)若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。(水的密度为1.0×103千克／米3，g取10牛／千克，不考虑风浪、水流等的影响)
参考答案
3.3 认识简单机械(4)
1．C 2．D 3．D 4．30 30 3 80％ 5．(1)有用功比总功还大 (2)弹簧测力计读数错了，应为0.8牛 (3)83.3％ 6．(1)1500焦 (2)1875焦93.75瓦 (3)引桥、盘山公路 7．(1)如图
(2)①80％ ②4000焦75% 8．(1)3 66.7 3 79.8 3 66.7 2 80.0 (2)① ② (3)承重绳子的股数 (4)小 (5)同一不同 9．(1)0.5 66.7使用杠杆时需要克服自重、摩擦力等做功 (2)不能 ①两次实验时钩码没有挂在同一位置 ②仅根据一次对比实验所得的结论是不可靠的 (3)选择支点灵活的杠杆(或减小杠杆自重)[解析：弹簧测力计的读数要注意量程和分11厂度值，题中弹簧测力计的分度值是0.1牛。η= ×100％=×l00％=×100%=×l00％，对于杠杆而言，额外功主要是克服杠杆自身的重力所做的功。提高机械效率可以减小杠杆自重、增大物重等，但是要在支点和悬挂点不变的情况下使
用。] 10．(1)1.0 3.6 81.4％ (2)小 小 (3)平行 (4)斜面的倾斜角 物重 控制变量11．(1)5×105牛 (2)4×106焦 50％ (3)浮力渐渐变小，滑轮组机械效率变大

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