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第12章 简单机械 总结与针对训练
【知识构建】
【单元集训】
1 对杠杆力臂的理解
1.某同学利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡的条件,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小,他测力臂的方法是　　　　(选填“正确”或“错误”)的。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆　　　　 (选填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”)。
2.如图所示,要将重为G=500 N、半径为r=0.5 m的轮子滚上高为h=20 cm的台阶,支点为轮子与台阶的接触点O,试在图中作出阻力G的力臂L,并在图中作出所用的最小力F的示意图。这个最小力F=　　　　N,至少需要做W=　　　　J的功,才能将轮子滚上台阶。
3.如图,作出阻力F2和使杠杆平衡的最小动力F1及动力臂L1的示意图。
2 动滑轮的特殊用法
4.如图所示,三个滑轮拉动同一物体在同一水平面做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,那么这三个力的关系是 (　　)
A.F1>F2>F3 B.F1C.F2>F1>F3 D.F25.用水平力F1拉动如图所示的装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑,则F1与F2的大小关系是 (　　)
A.F1=F2 B.F2C.F1=2F2 D.F1>2F2
3 功率和机械效率的区别
6.下列有关功率和机械效率的说法中,正确的是 (　　)
A.机械效率越高的机械做功越快
B.机械效率越高的机械做功越多
C.功率越大的机械做功越快
D.功率越大的机械做的有用功越多
7.小聪探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80 cm,B点距水平地面高度h为20 cm。沿斜面向上用0.8 N的拉力F将重为2 N的木块匀速拉到B点,用时2 s,则这段过程中拉力F做功的功率P=　　　　W,斜面的机械效率η=　　　　%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=　　　　N。
1 杠杆的平衡条件的应用
8.我们在拖动行李箱时,一般先拉出行李箱上方的拉杆,从杠杆的角度分析,这样做的目的是 (　　)
A.减小阻力 B.增大动力
C.减小阻力臂 D.增大动力臂
9.(大情境) 如图所示的划龙舟比赛是我国端午节期间的传统民俗活动。
(1)运动员通过鼓声来统一划龙舟的节奏,鼓声是由鼓面的　　　　产生的,鼓声主要是通过　　　　传入人耳的。
(2)运动员向后划水,船就前进,这说明物体间力的作用是　　　　,以鼓手为参照物,该船上的运动员是　　　　的。
(3)划水时,船桨是　　　　(选填“省力”或“费力”或“等臂”)杠杆,该杠杆的好处是　　　　,为更省力,运动员可将用力划桨的手　　　　 (选填“远离”或“靠近”)支点。
(4)运动员看到水下部分的船桨不是直的,这是光的　　　　现象。某赛队在500 m直道比赛中共用时1 min40 s,则龙舟的平均速度是　　　　m/s。
2 滑轮组的应用
10.如图甲所示,用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。已知在1~2 s内,滑轮组的机械效率为80%,不计一切摩擦和绳重,下列说法错误的是 (　　)
A.0~1 s内,重物A受到了非平衡力的作用
B.若以动滑轮为参照物,重物A是静止的
C.动滑轮的重力为300 N
D.若将重物A的重力减小为900 N,则提升重物匀速上升时,滑轮组的机械效率将变为70%
3 机械效率的应用
11.在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是　　　　。
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率的影响因素。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如下表。
实验 次数 钩码的重 力G/N 钩码提 升的高度h/m 拉力 F/N 绳端移 动的距离s/m 机械 效率η
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 4 0.1 0.3 83.3%
3 6 0.1 2.2 0.3
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计的示数为　　　　N;
②第3次实验中,滑轮组的机械效率为　　　　%(结果保留一位小数);
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率,发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用
　　　　的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4 N、斜面长s=1 m、高h=0.2 m,若机械效率η=80%,则物体在斜面上受到的摩擦力为
　　　　N。
制作简易杆秤
设计原理 杠杆的平衡条件
材料选择 木棒、　　　　　　　
制作过程
交流评估 木棒粗细不均是否会使杆秤的刻度不均匀 如何增大杆秤的量程 制作过程中的其他问题:
【参考答案】
1.错误　向右倾斜　
【解析】硬币放在杠杆上,杠杆在水平位置平衡,硬币作用在杠杆上的力通过硬币平面圆心,力臂是从最下面平面圆心到支点的距离,力臂测量错误。如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动,在相同时间内,左端的硬币先离开杠杆,右端的硬币仍然在杠杆上,杠杆会向右倾斜。
2.200　100
3.
4.D　5.D　6.C
7.0.32　62.5　0.3
【解析】L=80 cm=0.8 m,拉力做的总功W总=FL=0.8 N×0.8 m=0.64 J,拉力做功的功率P===0.32 W;h=20 cm=0.2 m,拉力做的有用功W有用=Gh=2 N×0.2 m=0.4 J,斜面的机械效率η==×100%=62.5%;克服滑动摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=0.64 J-0.4 J=0.24 J,由W额=fL可得物体受到的滑动摩擦力f===0.3 N。
8.D
9.(1)振动　空气　
(2)相互的　静止　
(3)费力　省距离　远离　
(4)折射　5　
10.D
11.(1)右　便于测量力臂的大小　(2)①1.6　②90.9　③变大　(3)减小接触面的粗糙程度　0.2

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