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(共45张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠 杆
第1课时 认识杠杆
1. 如图所示,如果把正在铲土的铁锹看成是杠杆,图中A、B、C三点中,支点是 点,动力作用点是 点,阻力作用点是 点。
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C
B
A
2. 如图所示,有一杠杆可绕O点转动,在其中点挂一重物,现在A端施加动力FA。
(1) 如果动力FA沿F1的方向,那么其动力臂是 ,阻力臂是 。
(2) 如果动力FA沿F2的方向,那么其动力臂是 。
(3) 如果动力FA沿F3的方向,那么其动力臂是 。
(4) 如果动力FA沿F4的方向,那么其动力臂是 。
OC
OD
OA
OB
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3. 小强开启饮料时,瓶起子可视为一个杠杆,如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是 ( )
D
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4. 下列关于F1力臂的作图中,正确的是 ( )
C
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5. 如图所示,请在图中作出杠杆所受动力F1的力臂l1和阻力F2的力臂l2。
如图所示
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6. 如图所示,小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进,前进时班牌遇到水平向后的风的阻力(等效作用在A点上)。若将班牌视为杠杆,则选 (填“B”或“C”)点作为支点,人的另一只手对杆的水平作用力较小,这个力的方向是 (填“水平向前”或“水平向后”)。
B
水平向后
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7. 小王把地面上的石块用撬棒撬起,可沿DM或DN两个方向用力,如图所示。若撬棒的支点在A点,则阻力作用点在 点,他是沿 (填“DM”或“DN”)方向用力的;若撬棒的支点在C点,则他是沿 (填“DM”或“DN”)方向用力的。
DM
B
DN
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8. 在实施封路时常用到一种移动指示牌,其结构示意图如图所示,其中AB为指示牌牌面,CD和BE为支架(支架重力不计)。指示牌被风吹动时可看成杠杆,根据图示风向,则支点是 (填图中字母)点。把风力看成动力,那阻力为指示牌所受的 力。
C
重
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9. 下列关于杠杆的几个名词的说法中,正确的是 ( )
A. 力臂一定在杠杆上
B. 作用在杠杆上的动力、阻力方向一定相反
C. 力臂是支点到力的作用点的距离
D. 力的作用线通过支点,其力臂为0
D
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10. 如图所示,工人师傅将油桶推上台阶,下列说法正确的是 ( )
A. 这不能看成杠杆,因为油桶是圆的
B. 这不能看成杠杆,因为没有支点
C. 这可以看成杠杆,因为满足杠杆的所有条件
D. 这可以看成杠杆,支点就是横截面的圆心
C
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11. 如图所示为一轻质硬棒,在A点悬挂重物G,在C点作用一拉力F,使硬棒水平静止,则硬棒的支点可能在 ( )
A. A点
B. B点
C. C点
D. D点
D
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12. 如图所示为指甲剪的示意图,F是剪指甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的说法正确的是 ( )
A. 指甲剪只由一个杠杆组成
B. 指甲剪由两个杠杆组成
C. 对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是l
D. 对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是BC
C
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13. 如图所示,用羊角锤拔钉子,请在图中标出支点O的位置并画出动力F1的力臂l1。
如图所示
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14. 如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点。请画出杠杆AOB所受动力F1的力臂l1及所受阻力F2的示意图。
如图所示
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15. 如图所示,一个可绕O点转动的杠杆处于静止状态,已知阻力F2的方向以及动力F1的力臂l1,请在图中补全阻力F2的力臂l2以及动力F1。
如图所示
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第2课时 杠杆的平衡条件
1. 杠杆的平衡状态是指杠杆处于 或匀速转动状态。在探究杠杆的平衡条件实验中,未挂钩码前,应调节平衡螺母使杠杆在 位置平衡。若如图所示在O点左侧第6格挂2个钩码,应在A点挂 个钩码使杠杆保持平衡。
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静止
水平
4
2. 若杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,则杠杆平衡时,动力是阻力的 。若作用在杠杆上的动力是80N,动力臂是40cm,阻力臂是10cm,则杠杆平衡时,阻力是 N。
3. 如图所示,轻质均匀杆OB长70cm,能绕O点转动,B端用细绳
BC悬于C点,有一重49N的铁块挂在A点,OA长20cm。
(1) 此时绳BC的拉力为 N。
(2) 若绳BC最大能承受的力为42N,移动铁块到某一位置,绳BC恰好断裂,则此时铁块悬挂点到支点O的距离为 cm。
320
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4. 关于杠杆的平衡,下列说法正确的是 ( )
A. 只有静止不动的杠杆才是平衡的
B. 杠杆的平衡条件也称为杠杆原理
C. 牛顿最早总结出杠杆的平衡条件
D. 杠杆平衡时,动力与阻力是一对平衡力
B
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5. 如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同) ( )
A. 两侧钩码同时向支点移动一格
B. 两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C. 左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩码
D. 左侧拿去一个钩码,右侧钩码向左移动一格
D
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6. 如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来。当A端挂重物G1,B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则 ( )
A. G1B. G1>G2
C. G1=G2
D. 以上都有可能
A
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7. 一根1m长的轻质杠杆,左端挂80N的物体,右端挂20N的物体,杠杆水平平衡。
(1) 支点应离左端 m。
(2) 若两端各增加10N的物体,要使杠杆平衡,则支点应往 (填“左”或“右”)端移动 m。
(3) 若将两端物体同时向靠近支点的方向移动相同的距离,则杠杆
(填“左端下沉”“右端下沉”或“仍能平衡”)。
0.2
右
0.05
右端
下沉
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8. 如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图,已知自拍杆长1m(质量忽略不计),手机对杆竖直向下的作用力F2=3N,图中l1=10cm,l2=80cm,则手垂直于杆的动力F1= N。若动力F1的方向变为水平向左,则F1大小将
(填“变大”“变小”或“不变”);拍摄需要伸长自拍杆时,若保持F1的作用点、方向及支点位置不变,则F1大小将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
24
变大
变大
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9. 如图所示,甲、乙、丙三个相同的杠杆,所挂的物体受到的重力均为G,它们分别在力F1、F2、F3作用下处于平衡状态,那么 ( )
A. F1=F2=F3
B. F1C. F1>F2>F3
D. F2>F3>F1
D
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10. 如图所示为我国古代《墨经》最早记述的秤的杠杆原理,此时杠杆处于平衡状态,有关它的说法错误的是 ( )
A. “标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力
B. “权”“重”增加相同的质量,A端会上扬
C. 增大“重”时,若要保持平衡,应把“权”向A端适当移动
D. 若将提纽O向B端移动一些,杆秤测量范围变大
B
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11. (2024·新疆)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1) 实验前,杠杆总静止在图甲所示位置,则杠杆的重心位于支点O的
侧,若将右端的平衡螺母调至最右端后,发现杠杆仍然左端低、右端高,则应再将左端的平衡螺母向 调,直至杠杆在水平位置平衡。(填“左”或“右”)
左
右
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(2) 实验时,如图乙所示,在B点悬挂4个钩码,每个钩码重为0.5N,用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时,弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N,夹角θ为 度。
(3) 上述实验过程,若实验前没有调节杠杆两端的平衡螺母就开始实验,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为θ,则弹簧测力计的示数可能为 (填“2.9”或“3.1”)N。
3
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3.1
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12. 一根均匀铁丝AB,在中点O用一细绳将它悬挂起来,铁丝保持平衡。若将OB这一段弯折一下,使点B和点O重合,如图所示,则此时铁丝将 ( )
A. 保持平衡
B. 长端向下倾斜
C. 短端向下倾斜
D. 未知铁丝原长,无法判断
第12题
B
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第3课时 生活中的杠杆
1. 如果使用杠杆是为了省力,那么动力臂应当 阻力臂;如果使用杠杆是为了省距离,那么动力臂应当 阻力臂;无论使用哪类杠杆,都 (填“能”或“不能”)既省力又省距离。
2. 如图所示为同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把 点看作支点,此时夹子可近似看作 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
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大于
小于
不能
B
等臂
3. 水龙头手柄可视为如图所示的杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是 方向,此时水龙头手柄是 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
b
省力
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4. (2024·连云港)如图所示为生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是 ( )
D
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5. 如图所示,小明正在使用一根硬棒撬动石头,使用此硬棒 ( )
A. 省力且省距离
B. 省力但费距离
C. 费力且费距离
D. 费力但省距离
B
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6. 皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点),另一手用力划桨。下列说法正确的是 ( )
A. 为省力,可将用力划桨的手靠近支点
B. 为省力,可将用力划桨的手远离支点
C. 为省距离,可将用力划桨的手远离支点
D. 将用力划桨的手靠近支点,既省力又省距离
B
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7. 为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉感染,小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”,借助杠杆按动按钮,如图所示,已知OB=
60cm、AB=80cm、OC=15cm,当小明在C点用脚给杠杆施加20N的压力F1时,按钮触发、大门打开。
(1) 请在图中作出动力F1的示意图。
(1) 如图所示
第7题
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(2) 该杠杆属于哪种类型 (直接回答)
(3) 此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2有多大
(2) 费力杠杆
(3) 根据杠杆平衡条件得,F1×OC=F2×OD,按钮对杠杆
的压力水平向左,所以OD=AB,则20N×15cm=F2×80cm,
解得F2=3.75N
第7题
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8. (2024·哈尔滨)杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用。如图所示,已测得刺五加药材质量是120g,其中OB=3OA,若不计杆秤自重,则秤砣的质量约为 g,接下来要测30g的人参片,需要将秤砣向B点的 (填“左”或“右”)侧移动。
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右
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9. 如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,该杠杆 ( )
A. 一定是省力杠杆
B. 一定是费力杠杆
C. 一定是等臂杠杆
D. 以上情况都有可能
D
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10. 园艺师使用如图所示的剪刀修剪树枝时,为了更省力,应尽量 ( )
A. 让树枝远离剪刀轴O,手握在剪刀柄的中间
B. 让树枝远离剪刀轴O,手握在剪刀柄的末端
C. 让树枝靠近剪刀轴O,手握在剪刀柄的末端
D. 让树枝靠近剪刀轴O,手握在剪刀柄的中间
C
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11. 如图所示,AOB为一杠杆,O为支点,杠杆自重不计,AO=OB。在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体,当AO段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B端施加最小的力F1;当OB段在水平位置时保持杠杆平衡,这时需在B端施加最小的力F2,则 ( )
A. F1B. F1>F2
C. F1=F2
D. 无法比较
B
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12. (2024·广安)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示,已知A点所挂拗石所受重力为100N,OA∶OB=2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力。下列说法错误的是(ρ水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg) ( )
A. 桔槔平衡时,桶内水的体积为2×10-2m3
B. 桔槔是杠杆
C. 桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1∶2
D. 要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动
第12题
A
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13. 如图所示,张师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶。请你在图中作出:
(1) 杠杆的支点O。
(2) 最省力的力臂l。
(3) 最小力F的方向。
如图所示
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14. 如图甲所示,重为5N、长为8cm的匀质木板AB,静止在水平桌面上,恰好有一半伸出桌面。在B端施加一个始终垂直于木板AB向上的力F,则当F= N时,木板中心点O恰好离开桌面。如图乙所示,若在A端放一重为10N、长为2cm的匀质物体M,M的左端与木板的A端对齐,向右缓慢推动木板 cm,该装置恰好翻倒。
2.5
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14(共32张PPT)
第3节 滑 轮
第十二章 简单机械
第1课时 定滑轮和动滑轮
1. 小宇同学用弹簧测力计,经过定滑轮匀速拉起重0.5N的钩码,如图所示,弹簧测力计的示数是0.6N。此结果表明,使用定滑轮不能 ;小宇向下用力,钩码向 (填写钩码的运动方向)运动,说明使用定滑轮能 。
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省力
上
改变力的方向
2. 如图所示,动滑轮是变形杠杆,其支点是 点,如果物体重100N,动滑轮重20N,绳子重、摩擦不计,那么物体G匀速上升时,拉力F= N。如果绳子的自由端移动的距离是4m,那么物体上升的高度是 m。
A
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3. 关于定滑轮,下列说法不正确的是 ( )
A. 使用定滑轮不省力 B. 定滑轮实质是一个等臂杠杆
C. 定滑轮的支点在滑轮的圆心 D. 使用定滑轮能省距离
4. 如图所示为学校旗杆顶上的一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。下列关于滑轮的说法,正确的是 ( )
A. 这是一个动滑轮,可省力
B. 这是一个定滑轮,可省力
C. 这是一个动滑轮,可改变力的方向
D. 这是一个定滑轮,可改变力的方向
D
D
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5. 如图所示,工人用动滑轮匀速提升物体,物体重400N,不考虑滑轮重、绳重和摩擦,这样做 ( )
A. 既省力,也改变施力的方向
B. 不省力,但改变施力的方向
C. 省力,所用力为100N
D. 省力,所用力为200N
D
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6. 工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如下四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆柱形钢管的横截面)。其中最省力的方案是 ( )
C
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7. 动滑轮可以看作一个杠杆,请在图中画出滑轮的支点O、动力臂l1和阻力臂l2。
如图所示
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8. 在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
(1) 在探究定滑轮工作的特点时,如图甲所示,使用测力计的操作方法是
(填序号)。
① 随意拉动钩码
② 拉着钩码保持静止
③ 匀速向下拉动钩码
(2) 在探究定滑轮工作的特点时,按照图甲操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会
(填“变大”“变小”或“不变”),其理由是 。
③
变小
忽略了弹簧测力计的重力
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(3) 在探究动滑轮工作的特点时,先测出 的总重力,然后按照图乙组装动滑轮,实验时, 拉弹簧测力计,使钩码 上升,读出弹簧测力计的示数。请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整(不要求填入实验记录数据)。该实验至少要测量三组数据的目的是 。此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论 答: 。
钩码和动滑轮
竖直向上
匀速
实验次序
1
2
3
钩码和动滑轮的总重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
寻找普遍性规律,避免实验结论的偶然性
不能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 一辆汽车陷进了泥潭,司机按图甲、图乙两种方式安装滑轮,均能将汽车从泥潭中拉出。图甲中的滑轮是 滑轮;图乙中滑轮的作用是 。如果按图乙方式,人拉绳头移动了0.5m,那么汽车被拉动了
m。
定
省力
0.25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. 如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重、绳重及摩擦,则 ( )
A. F1B. F1>F2>F3>F4
C. F1=F2=F3D. F1=F2=F3>F4
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 使用一个动滑轮匀速提升一个物体时,若分别沿如图所示的方向用力F1、F2和F3,则这三个力的大小关系是 ( )
A. F1=F2=F3
B. F1>F2>F3
C. F3>F2>F1
D. F2>F3>F1
C
第11题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 一名体重为500N的举重运动员,可举起1200N的物体,这个人站在地面上,用如图所示的装置提升物体,滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计,在下列四个不同重力的物体中,他能提起的最重物体的物重是 ( )
A. 500N
B. 2400N
C. 1200N
D. 1000N
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 在下列轻质的简单机械中,用10N的拉力能将重15N的物体竖直提起的可能是 ( )
① 一个定滑轮 ② 一个动滑轮 ③ 杠杆
A. ①和② B. ①和③
C. ①②③ D. ②和③
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦、绳重及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是 ( )
A. 0.8m/s,160N
B. 8m/s,40N
C. 0.4m/s,160N
D. 2m/s,40N
第14题
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
第2课时 滑轮组、轮轴和斜面
1. 用如图所示的甲、乙、丙三种装置都可以把重物举高。使用装置
只能省力,但不能改变力的方向;使用装置 不能省力,但能改变力的方向;使用装置 既能省力,又能改变力的方向。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
乙
甲
丙
2. 如图所示,小明利用滑轮组提升重力为300N的重物,该滑轮组绳子的段数n为 。若不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力F为 N时,可使重物匀速上升;若不计摩擦和绳重,动滑轮受到的重力为30N,则拉力F为 N时,可使重物匀速上升;若重物被提升的高度为9m,则绳子自由端上升的距离为 m。
3
100
110
27
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3. 在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示为用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 (填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了 (填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上的螺纹展开相当于 (填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
粗
轮轴
斜面
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. 关于滑轮组,下列说法不正确的是 ( )
A. 滑轮组是一种能省力但费距离的机械
B. 滑轮组是一种既省力又能改变力的方向的机械
C. 滑轮组的省力情况是由承担物重的绳子的段数决定的
D. 滑轮组的省力情况是由动滑轮的个数决定的
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. 分别使用下列四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是 ( )
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. 用滑轮组匀速提升重物,当绳子的自由端被拉下2m时,物体升高了0.5m,被提升的重物的质量为20kg。若不计动滑轮重、绳重和摩擦阻力,则拉绳子的力应为 ( )
A. 40N B. 49N
C. 98N D. 5N
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. 有若干个质量相等的钩码,如图所示,若要使滑轮组处于静止状态,则图中虚线框内悬挂钩码的个数是(不计摩擦、滑轮和绳的重力) ( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
B
第7题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8. 下列简单机械中,可以用100N的力提起重为300N的物体的是 ( )
A. 一根杠杆
B. 一个定滑轮
C. 一个动滑轮
D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 如图所示的滑轮组挂上钩码A、B后恰好静止(滑轮和绳子的重及摩擦不计)。若再在A、B下面各挂上一个质量相等的小钩码,则将出现的情况是 ( )
A. A下降
B. A上升
C. 保持静止
D. 小钩码质量未知,无法确定
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. 在水平桌面上放一个重为300N的物体,物体与桌面的摩擦力为60N,如图所示,若不考虑绳的重力和绳的摩擦,则使物体以0.1m/s匀速移动时,水平拉力F和绳端移动速度的大小分别为 ( )
A. 300N 0.1m/s
B. 150N 0.1m/s
C. 60N 0.2m/s
D. 30N 0.2m/s
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图。它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平,若衣服和晾衣架等总重为30N,每个滑轮重10N(各种摩擦力及绳重忽略不计),则静止时绳子的拉力为 ( )
A. 25N B. 12.5N C. 22.5N D. 20N
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 某同学用滑轮组提升物体,若物体升高1m时,绳子自由端移动的距离是3m,则该滑轮组至少由 ( )
A. 1个定滑轮、1个动滑轮组成
B. 1个定滑轮、2个动滑轮组成
C. 2个定滑轮、1个动滑轮组成
D. 2个定滑轮、2个动滑轮组成
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 用如图所示的滑轮组将一个物重G=30N的物体用最省力的方法匀速提升10m。
(1) 请在图中画出最省力的滑轮组的绕线。
(1) 如图所示
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2) 绳端移动的距离是多大
(3) 不计摩擦、绳重,实际拉力F1=12N,动滑轮的重G动为多少
(4) 不计摩擦、绳重,用此滑轮组提起G'=114N的物体,实际拉力F2为多少
(2) 30m
(3) 6N
(4) 40N
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力作用下静止,则每个动滑轮的重力为 ( )
A. 3N
B. 6N
C. 11N
D. 22N
B
1
2
3
4
5
6
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10
11
12
13
14(共43张PPT)
第4节 机械效率
第十二章 简单机械
第1课时 有用功和额外功 机械效率
1. 板车上装有货物,一人拉着该板车将货物送到目的地,对货物所做的功叫 功,对板车所做的功叫 功,若目的是送板车,则对板车所做的功叫 功。(填“有用”“额外”或“总”)
2. 某滑轮组的机械效率为80%,当它完成1000J的总功时,所做的有用功为
J,若克服动滑轮的重力所做的功是150J,则克服摩擦和绳重所做的功是 J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
有用
额外
有用
800
50
3. 工人师傅用沿斜面向上1000N的推力,将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m,则此过程中的有用功为
J,斜面的机械效率为 。使用斜面可以 (填“省力”或“省功”)。
4. 分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度,做的有用功 ( )
A. 杠杆最多 B. 动滑轮最多
C. 滑轮组最多 D. 一样多
3000
75%
省力
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. 下列关于机械效率的说法错误的是 ( )
A. 当总功一定时,有用功越多,机械效率越高
B. 当有用功一定时,额外功越少,机械效率越高
C. 当额外功一定时,有用功越多,机械效率越高
D. 做有用功越多的机械,机械效率一定越高
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. 下列四种不同的装置,将同一货物匀速提升到同一高度,若每只滑轮的质量均相同,不计绳重及摩擦,机械效率最高的是 ( )
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. (2024·宿迁)如图所示的小型起重机,某次吊起重为6×103N的物体,电动机的拉力为4×103N,用时20s,使物体上升了5m。则该起重机 ( )
A. 做的有用功为6×104J
B. 拉力功率为2×103W
C. 做的总功为2×104J
D. 机械效率为66.7%
8. 两台机械所做的总功之比为2∶1,它们的机械效率之比为3∶4,则它们所做的有用功之比为 ( )
A. 2∶1 B. 3∶4 C. 8∶3 D. 3∶2
B
D
1
2
3
4
5
6
7
8
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10
11
12
13
14
9. 工人用如图所示的装置将重物提高5m。已知物重为800N,人对绳的拉力为500N(不计绳重和摩擦)。求此过程中:
(1) 人提升重物做的有用功。
(2) 人对绳的拉力所做的功。
(3) 滑轮组的机械效率。
(1) 工人做的有用功W有用=Gh=800N×5m=4000J
(2) 绳自由端移动距离s=2h=2×5m=10m,人对绳的拉力做
功W总=Fs=500N×10m=5000J
(3) 滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%
第9题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. 如图所示,物体重为150N,挂在杠杆中点,人用100N的拉力竖直向上将物体提高0.5m,手移动的距离为1m。在此过程中,下列说法不正确的是 ( )
A. 人用的拉力所做的功为 100J
B. 用杠杆提升物体所做的有用功为 50J
C. 额外功为 25J
D. 杠杆的机械效率为 75%
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 如图所示为甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的 ( )
A. 总功较大 B. 有用功较小
C. 额外功较大 D. 机械效率较低
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 在“研究使用动滑轮是否省功”的实验中,小明所在的实验小组,进行了如下实验。
(1) 如图所示,用弹簧测力计沿竖直方向 拉一个动滑轮,使挂在它下面的钩码缓缓上升,测量拉力F、绳端移动的距离s、钩码的重力G及其上升的高度h。
(2) 为了多测几组数据,我们可以改变 ,也可以改变钩码上升的高度,重复上述步骤。
匀速
钩码的个数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3) 将实验数据填入表格中。
① 该实验的目的是探究比较 与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。
② 根据实验目的分析实验数据可知,使用动滑轮 (填“能”或“不能”)省功。
动力做的功
实验 次序 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/cm 钩码的 重力G/N 钩码上升的
高度h/cm
1 0.60 10 1.00 5
2 0.85 10 1.50 5
3 1.10 10 2.00 5
不能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 如图所示为一种塔式起重机,它将600kg的建筑材料匀速吊起时,对钢绳的拉力F为2500N,建筑材料上升5m,g取10N/kg,求:
(1) 提升建筑材料做的有用功。
(2) 塔式起重机的机械效率。
(1) 提升建筑材料做的有用功W有用=Gh=mgh=600kg×10N/kg
×5m=3×104J
(2) 钢绳自由端移动的距离s=nh=3×5m=15m,拉力做的总功
W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J,滑轮组的机械效率η=
×100%=×100%=80%
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3) 若动滑轮的质量为80kg,克服摩擦和钢绳重所做的功。
(3) 克服动滑轮重做的额外功W额外1=G动h=m动gh=80kg×
10N/kg×5m=4×103J,拉力做的总额外功W额外=W总-W有用
=3.75×104J-3×104J=7.5×103J,克服摩擦和钢绳重所做的
额外功W额外2=W额外-W额外1=7.5×103J-4×103J=3.5×103J
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙,分别匀速提升同一重物时,滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%,不计绳重和摩擦,滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为 ( )
A. 4∶3 B. 3∶4 C. 5∶4 D. 4∶5
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析:不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率η=×100%=
×100%=×100%=×100%,用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙,分别匀速提升同一重物时,滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%,则可知物重相同(都为G),设两动滑轮重分别为G甲动、
G乙动,则有η甲=×100%=80% ①,η乙=×100%=75% ②,由①可得G甲动=G,由②可得G乙动=G,所以,滑轮组甲和乙的动滑轮重力之比G甲动∶G乙动=G∶G=3∶4。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
第2课时 测量滑轮组的机械效率
1. 如图所示,在测动滑轮机械效率的实验中,下列要求不正确的是 ( )
A. 弹簧测力计必须先调零
B. 弹簧测力计必须竖直向上拉
C. 弹簧测力计必须在静止时读数
D. 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
第1题
2. 影响滑轮组机械效率大小的主要因素是 ( )
A. 重物移动距离的大小
B. 动力作用点移动距离的大小
C. 动滑轮的总重与摩擦力的大小
D. 定滑轮的个数与摩擦力的大小
3. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比 ( )
A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加
C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变,总功减少
C
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. 用同一滑轮组提升同一重物,第一次将重物提高h,第二次将重物提高2h,不考虑绳重和摩擦,机械效率分别为η1和η2,比较两次实验滑轮组的机械效率,则 ( )
A. η1=η2 B. η1>η2
C. η1<η2 D. 无法比较
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. 同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图所示,实验数据记录如表所示:
实验 序号 钩码重 G/N 钩码上 升高度 h/m 绳端 拉力 F/N 绳端移 动距离 s/m 机械
效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(1) 实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,第2次实验的机械效率约为 (结果精确到0.1%)。
(2) 分析表中数据可知:第4次实验是用图 所示装置来完成的。
(3) 通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与 无关。
(4) 通过比较 (填序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5) 通过比较3、4两次实验数据可得出结论:
。
匀速
55.6%
丙
重物提升高度
1、3
不同滑轮组提升相同重物,
动滑轮越重,机械效率越低
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(6) 根据以上结论和生活经验,不能提高滑轮组的机械效率的是 。
A. 使用轻质动滑轮
B. 增加所提物体重力
C. 给机械加润滑油
D. 增加重物上升高度
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成如图所示的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是 ( )
A. 拉力F1一定大于F2
B. 乙滑轮组的机械效率较高
C. 甲、乙滑轮组的有用功相同
D. 甲的额外功与有用功的比值较小
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据记录如表,根据实验结论推测,使用该滑轮组将重为8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为 ( )
A. 71.6% B. 82.4% C. 92.1% D. 100%
C
实验 次序 钩码 重/N 钩码上升 高度/cm 弹簧测力计 示数/N 弹簧测力计 上升距离/cm 机械
效率
1 2 10 0.8 30
2 4 10 1.5 30
3 6 10 2.2 30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8. 如图所示,用手沿竖直方向匀速拉弹簧测力计,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,不计绳重与摩擦,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列选项中的 ( )
第8题
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9. 用如图所示的滑轮组提升重物。人用200N的拉力F在30s内使重为360N的重物匀速上升了6m,不计绳重和摩擦。
(1) 求人拉绳子做功的功率。
(2) 求此滑轮组的机械效率。
(1) s=2h=2×6m=12m,W总=Fs=200N×12m=2400J,P==
=80W
(2) W有用=Gh=360N×6m=2160J,η=×100%=×100%=90%
第9题
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(3) 若用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m,求拉力做的功。
(3) 因为不计绳重和摩擦,所以F=(G+G动),G动=2F-G=2×
200N-360N=40N;F'=(G'+G动)=×(600N+40N)=320N,
W总'=F's'=F'·2h'=320N×2×10m=6400J
第9题
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10
10. (2023·郴州)如图所示,物体重为10N,每个滑轮重为1N,在F=2.5N的拉力作用下,物体上升了1m,则拉力做的有用功是 J,克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J。
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第3课时 机械效率的计算
1. (2024·扬州)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250N,窗玻璃上升的高度为10m,用时50s。求:
(1) 所做的有用功W有用。
(2) 工人所用拉力的功率P。
(3) 动滑轮的机械效率η。
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(1) W有用=Gh=400N×10m=4000J
(2) s=10m×2=20m,W总=Fs=250N×20m=5000J,P===100W
(3) η=×100%=×100%=80%
第1题
2. 用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
(1) 若不计动滑轮重、绳重和摩擦,求人对绳的拉力F。
(1) 由图可知n=2,因为不计动滑轮重、绳重和摩擦,所以
绳子自由端的拉力F=G=×300N=150N
第2题
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(2) 实际中动滑轮重为40N,人的拉力做功400J,求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
(2) 由v=可知,物体上升的高度h=vt=0.1m/s×10s=1m,拉力
做的有用功W有用=Gh=300N×1m=300J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%;拉力做的额外功W额外
=W总-W有用=400J-300J=100J,克服动滑轮重力做的额外功
W动=G动h=40N×1m=40J,则克服绳重和摩擦所做的额外功
W额外'=W额外-W动=100J-40J=60J
第2题
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8
3. (2024·呼和浩特)杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示,OA长20cm,OB长120cm,张宇同学竖直下压B端,重物被竖直匀速顶起10cm,已知重物质量为270kg,求:(g取10N/kg)
(1) 若不计杆重和摩擦,上述过程在B端施加力的大小。
(1) lA∶lB=OA∶OB,不计杆重和摩擦,根据杠杆平衡
条件可得G·lA=F·lB,即270kg×10N/kg×20cm=F×
120cm;解得F=450N
第3题
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8
(2) 若实际使用600N的力,则这个过程的机械效率。
(2) 若不计杆重和摩擦,F=450N做功就是有用功,
η=×100%=×100%=×100%=75%
第3题
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8
4. 如图所示,用平行于斜面F=80N的拉力,将重力为100N的物体沿斜面向上移动了5m,升高了3m,求:
(1) 拉力所做的功。
(2) 该斜面的机械效率。
(3) 物体受到的摩擦力。
(1) W=Fs=80N×5m=400J
(2) W有用=Gh=100N×3m=300J,W总=W=400J,η=×
100%=×100%=75%
(3) W额外=W总-W有用=400J-300J=100J,由W额外=fs得f===20N
第4题
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8
5. (2024·德州)如图甲所示,虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组,工人利用该滑轮组,用200N竖直向上的拉力F,将物体匀速提高3m,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,已知动滑轮重120N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 ( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B. 工人做的有用功为360J
C. 该滑轮组的机械效率为80%
D. 拉力F的功率为100W
C
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8
6. (2024·眉山)如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F,将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是 ( )
A. 拉力做功为3J
B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D. 若以2m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械
效率仍为75%
D
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8
7. 某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物,在重物上升6m的过程中,拉力的功率为250W,滑轮组的机械效率为80%。则:(不计绳重和摩擦)
(1) 滑轮组的有用功为多少
(2) 拉力做的总功为多少
(1) 滑轮组做的有用功W有用=Gh=400N×6m=2400J
(2) 由η=×100%可得,拉力做的总功W总===
3000J
第7题
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(3) 物体被提升的速度为多少
(4) 动滑轮重多少牛
(3) 根据W总=Fs=Fnh可知,拉力F===N,根据P==
=Fv绳=Fnv物可知,物体被提升的速度v物===0.5m/s
(4) 根据W总=W有用+W额外可知,W额外=W总-W有用=3000J-2400J
=600J,不计绳重和摩擦,G动===100N
第7题
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7
8
(5) 若用此滑轮组提升重600N的物体,机械效率多大 (结果精确到0.1%)
(5) 机械效率η'=×100%=×100%=
×100%=×100%=×100%≈85.7%
第7题
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8. 如图所示,利用动滑轮将重为200N的物体匀速提升0.4m,用时2s。不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率为80%,则有用功为 J,拉力的功率为 W;若用该动滑轮分别提升重为G和2G的物体,其机械效率之比η1∶η2=7∶8,则G= N。
80
50
150
第8题
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7
8
解析:W有用=G'h=200N×0.4m=80J;根据η=×100%可知,W总=
==100J,P===50W;W额外=W总-W有用=100J-80J=20J,G动=
==50N;根据η=×100%=×100%=×100%=
×100%可知,η1∶η2==7∶8,即η1∶η2=
=7∶8,解得G=150N。
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8(共41张PPT)
第十二章 简单机械
本章整合提升
考点一 杠杆的五要素
1. (2024·枣庄)用手提起重物时,前臂可简化为杠杆:桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下,绕肘关节(支点O)转动,如图所示,请在图乙中画出动力F1的力臂l1 和阻力F2的示意图。
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如图所示
2. 用一根钢棒撬动地面上的一块大石头,如图所示,请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。
如图所示
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考点二 杠杆的平衡条件及实验探究
3. (2023·大连)如图所示,放置花盆的支架只在A、D两点用螺钉固定在墙壁上,BC保持水平。已知AC长为l1,CD长为l2,BC长为l3,花盆的重力为G,重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力,则D点螺钉对支架的水平
拉力F= (用已知量表示)。为了减小拉力F,花盆位置应离墙壁
一些。
近
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4. 如图,裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是 ( )
A. 右边夹子向左移动
B. 左边夹子向左移动
C. 右边毛巾的下角夹在左边夹子上
D. 左边毛巾的下角夹在右边夹子上
D
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5. (2024·自贡)如图所示,小王在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50g的钩码若干个。(g取10N/kg)
(1) 如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
右
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(2) 在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆 (填“左”或“右”)端下沉。
(3) 如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为 N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
右
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变大
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考点三 生活中的杠杆
6. 如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景,若把左手握处视作支点,则笤帚是 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,就扫地的过程分析,使用这样的杠杆的好处是 。
费力
省距离
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7. (2024·北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了 ( )
A. 增大动力臂,能够省力
B. 增大阻力臂,方便使用
C. 减小动力臂,方便使用
D. 减小阻力臂,能够省力
D
第7题
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考点四 滑轮和滑轮组
8. (2023·海南)用下列简单机械提升同一重物,忽略机械自重和摩擦,最省力的是 ( )
A
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9. 如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子,画出最省力的绕绳方法。
如图所示
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考点五 机械效率
10. 如图所示,固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,这一过程中 ( )
A. 对物体做的有用功为120J
B. 物体受的摩擦力为50N
C. 拉力做功的功率为25W
D. 斜面的机械效率为70%
C
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11. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示,第三次实验时的拉力如图所示。
(1) 实验中应 拉动弹簧测力计使钩码上升。
竖直向上匀速
实验 次序 钩码所受 的重力 G/N 钩码上升 的高度 h/cm 拉力 F/N 绳自由端 移动的 距离s/cm 机械
效率η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ②
3 6 10 ① 30
第11题
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(2) 表格中编号①的数据应为 ;编号②的数据应为 。
(3) 比较实验数据可得出的实验结论是使用同样的滑轮组,
。
(4) 如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为
N。
2.2
88.9%
提升的物体
越重,滑轮组的机械效率越高
0.4
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12. (2023·眉山)如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力G物=
1000N,动滑轮重力G动=200N。在工人用力F作用下,重物匀速上升,30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。
(1) 求拉力做功的功率。
(1) W有用=G物h=1000N×6m=6000J;W额外=G动h=200N×6m=
1200J;W总=W有用+W额外=6000J+1200J=7200J;P===
240W
第12题
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(2) 求滑轮组的机械效率。
(3) 若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物的重力是多少
(2) η=×100%=×100%≈83.3%
(3) 不计绳重和机械之间的摩擦,根据η=×100%=
×100%=×100%可知,机械效率达到
90%时,有90%=×100%,解得G物'=1800N
第12题
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13. 杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的,是测量物体质量的工具。如图所示,若秤砣质量为0.75kg,OB是OA的4倍,该秤最多能称量 g的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则秤得物体的质量比物体真实质量 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。若提纽向A端移动一小段距离,重新标出刻度,发现杆秤的称量范围 (填“变大”
“变小”或“不变”)。
3000
偏大
变大
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14. 如图甲所示,旗杆顶部的装置A其实是 滑轮,使用它的好处是可以改变施力 。工人师傅用图乙所示的 滑轮将重600N的木箱吊到阳台上,至少要用 N的拉力。
定
方向
动
300
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15. 如图甲所示为某风景区盘山公路,盘山公路相当于简单机械中的
,利用它可以省力,图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图 (填“乙”或“丙”)钉。乙螺丝钉,螺纹 (填“密”或“稀”)一些拧起来更省力,原因是
。
斜面
乙
密
螺纹属于
斜面,螺纹越密,即越费距离,就会越省力
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16. 如图所示,小陈用两个相同的滑轮组(摩擦不计),分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度,其中G1>G2,则所用的拉力F1 F2,所做的额外功W1 W2,其机械效率η1 η2。(填“>”“<”或“=”)
>
=
>
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17. (2024·长春)如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中 ( )
A. 人对车不做功
B. 车是定滑轮
C. 车是费力杠杆
D. 车是省力杠杆
D
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18. 如图所示,弹簧测力计读数为18N,动滑轮重为2N,不考虑绳重和摩擦。则拉力F的大小和重物的重力G分别为 ( )
A. 拉力F为20N,G为18N
B. 拉力F为16N,G为34N
C. 拉力F为18N,G为34N
D. 拉力F为18N,G为36N
C
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19. 如图所示,AB和AC均为光滑的斜面,现用与斜面平行的拉力F1和F2分别将同一重物从底部匀速拉到顶部,所做的功分别为W1和W2,则 ( )
A. F1>F2
B. F1=F2
C. W1>W2
D. W1=W2
D
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20. (2024·东营)如图所示,用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G,已知滑轮重20N,杠杆(OB=2OA)重10N,手的拉力始终沿竖直方向,忽略绳重及摩擦,下列说法错误的是 ( )
A. 图甲:该装置不省力也不省距离
B. 图乙:该装置的机械效率是三者中最
低的
C. 图丙:在匀速拉动物体上升的过程中,
拉力F3逐渐变小
D. 若提升的物体越重,乙、丙的机械效率就会越高
C
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21. 两个滑轮按如图所示的方式进行组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项正确的是 ( )
A. A是定滑轮,B是动滑轮
B. 拉力F做的总功为15J
C. 滑轮组做的有用功为9J
D. 滑轮组的机械效率为60%
C
1
2
3
4
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22. 如图是家用水龙头的示意图,若将其“把手”视为绕O点在纸面内转动的杠杆,请画出打开水龙头的最小动力F。
如图所示
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23. 小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时,先测量出图甲装置的机械效率,为了完成探究,请你帮小明补全图乙所示的装置。
如图所示
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24. 如图甲所示,工人用滑轮组提升重物时,绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图乙所示,在20s内绳子自由端沿绳子方向匀速移动16m。已知提升的物体重为600N。不可忽略绳子重和摩擦。求:
(1) 绳子自由端拉力的大小F。
(2) 绳子自由端拉力的功率P。
(1) F===250N
(2) P===200W
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(3) 额外功W额外。
(4) 滑轮组的机械效率η。
(3) W有用=Gh=600N×=3200J,W总=W=
4×103J,W额外=W总-W有用=4×103J-3200J=
800J
(4) η=×100%=×100%=80%
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重点实验突破
类型一 探究杠杆的平衡条件
1. (2024·河北)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作:
(1) 不挂钩码时,杠杆在如图甲所示的位置静止。小明将杠杆左边的平衡螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 (填“左”或“右”)调节杠杆右边的平衡螺母。使杠杆水平并静止,达到平衡状态。
1
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左
(2) 给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次实验并把数据填入下表。
小明分析表格中的数据发现,第 次实验数据有误,剔除这一组数据后,初步得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
3
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
1
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4
(3) 第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码,改用弹簧测力计继续实验。如图乙所示,他在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为 (填序号)。
① 2.0N ② 2.5N ③ 3.0N ④ 3.5N
(4) 筷子是中国传统餐具,体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同。
(5) 小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图丙为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O'点,此时 (填“MO'”或“O'N”)段更重一些。
②③④
4
O'N
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4
【拓展】 如图丁所示,小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置,并调整小桶内的水量,可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
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类型二 研究定滑轮和动滑轮的特点
2. 小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,实验装置如图所示。(不计绳重及摩擦)
(1) 在研究定滑轮特点时,按图甲操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会 (填“大于”“小于”或“等于”)物体的重力,其原因是 。
小于
测力计有重力
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(2) 在研究动滑轮特点时,按图乙操作,记录数据如表,分析表中的数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,其原因是 。如果不更换动滑轮,为了使测出的拉力接近物重的一半,请提出一条合理的建议:
。
动滑轮有重力
增加物重
实验次序 物重G/N 使用动滑轮时测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.9
3 2.00 1.15
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类型三 测量滑轮组的机械效率
3. (2023·湘潭)用如图所示装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验 次序 钩码重 力G/N 钩码上 升高度 h/cm 拉力 F/N 绳子自由端 移动距离 s/cm 机械
效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
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4
(1) 实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做 运动。第1次实验时,钩码上升的时间为3s,此过程中,绳子自由端上升的速度为
m/s。
(2) 第4次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。
(3) 分析1、2、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (填“有关”或“无关”)。
匀速直线
0.05
0.3
80
大
无关
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(4) 用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A. 换用更轻的动滑轮
B. 加快提升物体的速度
A
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4. 现用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与所挂物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则:
(1) 动滑轮自重是 N。
(2) 当G物=7N时,重物以2m/s的速度匀速上升,拉力F
做功的功率是 W。
(3) 仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验,所得到的η-G物图线与图乙所示曲线 (填“相同”或“不同”)。
2
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相同
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4(共17张PPT)
第十二章 简单机械
第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
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1. (2024·济南)杆秤是我国发明的人类最早的衡器,是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后,在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外,其他均完好的杆秤,如图所示。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比 ( )
A. 偏小
B. 不变
C. 偏大
D. 无法判断
第1题
A
2. 杆秤是我国传统文化中的一种衡器,如图所示,其制作简易,可用筷子作为秤杆,用钩码作为秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘空载时,在O点提起提纽,秤杆第一次水平平衡。当秤盘放50g物体、秤砣移到B点时,秤杆第二次水平平衡;在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线来定标。使用过程中秤盘载物,移动秤砣使杆秤达到第三次水平平衡。杆秤可用于“测量”或“量取”物体的质量。下列关于秤杆的说法错误的是 ( )
A. 自制杆秤的精确值为1g
B. 杆秤制作过程中第一次水平调平的目的是排除秤
盘及秤杆自身重力的影响
C. 用杆秤“测量”物体质量时当B端下沉,应该向左移
动秤砣使秤杆水平平衡
D. 杆秤第二次未水平调平,B端向上翘起就开始定标,在使用杆秤“量取”物体的质量时会导致结果偏大
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D
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3. 杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下,动手制作量程为0~20g的杆秤(如图乙)。
【制作步骤】
① 做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”“B”。
② 挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A”处。
③ 系提纽:在秤杆的“B”处系上绳子。
④ 标零线:将5g的砝码系上细绳制成秤砣,挂到提纽的右边,手提提纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”。
⑤ 定刻度:……
【交流评价】
(1) 当在秤盘上放置物体称量时,秤砣应从“0”刻度向 侧移动。
右
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(2) 不改变秤杆长度情况下,如何能够增大量程:
。
(3) 根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的。定刻度时,小科和小思采用不同的方法。小科:先在秤盘上放1g物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“1”;然后在秤盘上放2g物体……按上述方法直到标出所有刻度。小思:在秤盘上放20g物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“20”,“0”和“20”之间分为20等份,依次标上相应刻度。你认为 的方法更合理。
可以减小AB或增加秤砣
的质量
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小思
小专题(七) 杠杆作图
类型一 作力臂和动力(或阻力)的示意图
1. (2024·德州)如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
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如图所示
2. (2024·日照)图甲是使用核桃夹的情形,图乙是把核桃夹上臂简化成的杠杆,A为大拇指的作用点,B为核桃的作用点。请在图乙中画出作用在核桃夹上臂的动力F1、动力臂l1和阻力F2。
如图所示
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3. 如图所示为指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。(忽略摩擦,保留作图痕迹)
如图所示
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4. 请在图中画出动力臂l1和阻力F2。
如图所示
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类型二 作最小力及力臂的示意图
5. 如图所示,在C点用力把桌腿A抬离地面时,桌腿B始终没有移动,请在C点画出最小作用力F及其力臂l的示意图。
如图所示
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6. 要使如图所示的装置在该位置平衡,请画出其所受最小动力F的示意图。
如图所示
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7. (2023·鞍山)图甲是一种常用的移动指示牌,图乙是它的模型,图丙是被风刮倒的指示牌,请在图丙中画出:将指示牌扶起的最小力及其力臂。
如图所示
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8. (2023·凉山)如图甲所示为自行车的手闸,其中ABO部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:
(1) 作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
(2) 阻力F2的力臂l2。
如图所示
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9. (2023·本溪)如图甲所示的晾晒架,挂衣服时可以把它看成杠杆,图乙为其简化示意图。请按下列要求在图乙中作图:
(1) 当挂较重的衣物时,为了使晾晒架A点受到的支持力最小,请在B、C、D三点中选择一点,作出该点所受到的拉力F2。
(2) 作出晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。
如图所示
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展开更多......
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