资源简介 (共33张PPT)第十二章 简单机械第2节 跨学科实践：制作简易杆秤第2节 跨学科实践：制作简易杆秤项目导引图12-2-1如图12-2-1所示，杆秤由秤杆、秤砣、秤盘（钩）、提纽组成。秤砣也叫“权”，秤杆称作“衡”，“权衡轻重” 这个词，就是由此而来的；提纽叫作“秤毫”，它的意思是提醒人们在称东西时要明察秋毫，不得缺斤少两。秤杆上的第一颗星叫作“定盘星”，其位置是空载时秤砣与秤钩（盘）使秤杆水平平衡时秤砣的悬点，相当于杆秤的零刻度线。制作杆秤的关键是选准定盘星，选准了定盘星的杆秤就是一把好秤。因此，人们往往将定盘星用来比喻事物的准绳。手工制作杆秤的工艺在我国流传历史悠久，据说古代杆秤起初是根据北斗七星和南斗六星在杆秤上刻制13颗星花，定13两为一斤，后又添加“福禄寿”三星，正好十六星，改一斤为16两，人们常说的“半斤八两”这个词即源于此。直到20世纪50年代，国家才实行度量衡单位改革，把秤制统一改为10两一斤（1斤 千克）。第2节 跨学科实践：制作简易杆秤项目分析图12-2-21.杆秤制作原理杆秤的制作基于杠杆平衡条件：动力×动力臂 阻力×阻力臂。在用杆秤称量重物时，阻力为秤盘和被测物的重力，动力为秤砣的重力，通过调整秤砣的位置使秤杆保持水平平衡，根据杠杆原理测出物体的质量。空载时使秤砣与秤盘使秤杆水平平衡，其受力分析如图12-2-2甲所示，由杠杆平衡条件有________________________①图12-2-2将重物置于秤盘内，移动秤砣至 点时秤杆秤水平平衡，其受力分析如图12-2-2乙所示，由杠杆平衡条件有_____________________________②由得即结合 可得③表示秤砣悬挂点到定盘星的距离（如图12-2-2丙），为秤砣质量。称量不同物体时， 不变，不变，则物体质量与 成正比，所以杆秤上的刻度是均匀的。图12-2-22.杆秤制作的关键问题（1）如何确定提纽和秤盘的位置？______________________________________（2）如何确定零刻度线（定盘星）的位置？_______________________________________（3）如何校准刻度？_______________________________________（1）如何确定提纽和秤盘的位置？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）如何确定零刻度线（定盘星）的位置？________________________________________________________________________________________________________________________________确定零刻度线的位置：空载时，提起提纽，调整秤砣位置，直到秤砣与秤盘使秤杆水平平衡，此时秤砣悬点即为零刻度线（定盘星）的位置。确定提纽和秤盘的位置：秤盘悬点位置应在秤杆一侧端点附近，提纽悬点要适当靠近秤盘悬点，具体要根据秤杆长度和实际需要进行设置。若要便杆秤灵敏度高些，则须使两悬点间距远些；若要便杆秤量程大些，则须使两悬点间距近些。（3）如何校准刻度？__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________校准刻度：由于杆秤的刻度是均匀的，可先找出几个标准质量（如、等）对应的位置，在标准质量对应的刻度线和零刻度线之间等距划分为若干等分，标上刻度线和数值。3.准备材料（1）秤杆：可以使用一次性筷子、粗细均匀的长木棍或类似的直长物体。（2）秤盘：蛋糕纸盘、盖子或任何平坦的轻质盘子。（3）秤砣：小石块、六角螺母或其他重物，质量可根据需要调整。（4）细线或棉线：用于系秤盘、秤砣和提纽。（5）工具：剪刀、工字钉（或大头针）、记号笔、刻度尺、锯条、钻孔工具（如钉子或电钻，如果需要在秤杆上钻孔的话）。（6）标准质量：如、、、的钩码，用于校准刻度。第2节 跨学科实践：制作简易杆秤项目实施1.材料选择：____略2.制作步骤（2）制作秤盘：_____________________________________________________________________________________________________________若使用蛋糕纸盘（或塑料碗）作秤盘，则用工字钉在纸盘边缘均匀地扎3个孔，确保能够稳定地固定细线并挂在秤杆上。（3）制作秤砣：____________________________________________________________________________________________________找一块重物作为秤砣，如小石块或螺母。 用细线一端系住秤砣，另一端系成环状，便于调节位置。（4）固定秤盘和提纽：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________在秤杆上选择适当的位置，用剪刀或锯条刻出两个浅槽（或使用工字钉打孔），一个用于系秤盘，另一个用于系提纽。 将秤盘用细线系好，挂在秤杆靠外侧的浅槽上，在另一个浅槽上系上提纽。（5）校准刻度：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________用手提起提纽，调节秤砣位置，直到秤杆水平平衡，此时秤砣的位置即为零刻度线，用笔在秤杆上做上标记。 在秤盘里放入已知质量的钩码（如 ），调节秤砣位置直到秤杆再次水平平衡，并在秤杆上标上刻度。 重复上述步骤，依次放入 、、钩码，并在秤杆上标上相应刻度。由于杆秤的刻度是均匀的，因此可在、、、 之间各分10等分，以提高秤的准确度。3.实践应用：用你制作的杆秤测量身边小物品（如文件袋、物理课本等）的质量，并设计表格记录数据。第2节 跨学科实践：制作简易杆秤展示交流将你制作的杆秤向同学们展示，并进行讨论与交流。1.哪些因素会影响“零刻线”的位置？影响“零刻线”位置的因素：秤盘质量、秤杆质量、提纽位置、秤砣质量。2.写出标注杆秤刻度的原理公式，并说明杆秤上的刻度线为什么是均匀。杠杆水平平衡时，有，秤砣质量 和提纽到系秤盘之间水平距离一定，则被测物体质量与提纽到秤砣之间水平距离 成正比，因此杆秤的刻度是均匀的。3.小郝认为秤杆的质量和秤砣的质量都会影响和 所对应刻度线间的距离，你同意他的观点吗？请简述你的理由？不同意。理由：杠杆水平平衡时，有，即 。可见，提纽到秤砣之间水平距离与秤砣质量 成反比关系（非正比），因此秤砣的质量会影响和所对应刻度线间的距离；因 与秤杆质量无关，故秤杆的质量不会影响和 所对应刻度线间的距离。4.小明认为，测量出和 所对应刻度线间距离，就可以确定该杆秤的量程。请你说出他判断的依据，并计算你制作的杆秤的量程是多少？设杆秤测量端到提纽的距离为，量程为，和 所对应刻度线间距离为 ，由于杆秤刻度是均匀的，则单位长度对应质量的数值为，有则。因此，测量出 和所对应刻度线间距离和杆秤测量端到提纽的距离 ，就可以确定该杆秤的量程。5.在传统工艺中，实际制作杆秤时，并非将秤杆做成各处大小相同的直杆，而是头粗尾细。你认为这样做的好处是什么？这对秤杆上的刻度标记有影响吗？为什么？好处：①使秤杆重心偏向粗端，使零刻度线更靠近提纽，由此获得较大的量程；②头部较粗可以增加秤杆的强度，使其在称量较大质量时不易变形；③尾部较细则减少了材料的使用，使得整个秤杆更加轻便。提纽到秤砣之间水平距离与杆秤的重力无关，因此秤杆的形状不影响其刻度的标记。第2节 跨学科实践：制作简易杆秤拓展应用1.（多选）杆秤作为我国国粹，它制作轻巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。如图12-2-3所示，是小阳同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起或 （相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至 点，此秤最大称量是。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计，、、 的长度如图10所示。下列说法不正确的是( )图12-2-3图12-2-3A.秤砣的质量是B.提起 秤纽，可以达到最大称量C.距离点 ，有两个刻度，分别为和D.提起 秤纽，不挂货物时，使秤杆转动的力是秤砣的重力【答案】AD图12-2-42.小明利用轻质硬棒（可视为杠杆）和透明塑料小桶等器材制作了如图12-2-4所示的测量液体密度的秤：用细线做成提纽在 点将硬棒吊起，棒的一端悬挂塑料小桶（小桶中可装水或其他待测液体）。另外找一个重物作为秤砣，通过调节秤砣在硬棒上悬挂的位置，可使硬棒（杠杆）处于水平平衡。以下是小明测量某种待测液体密度时的部分实验步骤，请你将相应的实验步骤补充完整。（1）小桶内不加液体，手提 点处的提纽，移动秤砣位置，当秤砣置于位置时使杠杆处于水平平衡，测量并记录此时点到点的距离 。图12-2-4（2）将适量的水注入小桶中，在桶壁上标记水面位置；移动秤砣到某一位置，使杠杆再次处于水平平衡，测量并记录_________。（3）将小桶内的水全部倒出________。（4）已知水的密度为 ，利用上述测量出的物理量和已知量，写出计算待测液体密度的表达式： ________。图12-2-4（2）将适量的水注入小桶中，在桶壁上标记水面位置；移动秤砣到某一位置，使杠杆再次处于水平平衡，测量并记录____________________________。此时点到秤砣悬挂点的距离（3）将小桶内的水全部倒出____________________________________________________________________________________________________________。再注入待测液体到达标记处，移动秤砣到另一位置，使杠杆再次水平平衡，测量并记录此时点到秤砣悬挂点的距离（4）已知水的密度为 ，利用上述测量出的物理量和已知量，写出计算待测液体密度的表达式： _ _______。图12-2-53.图12-2-5甲是用大杆秤称量小孩质量的情景，为我们展示了一家人其乐融融的温馨场面。（1）大杆秤的秤杆很长（约 ），这样设计的原因是什么？（2）一般杆秤有两个提纽，如图12-2-5乙所示，请分析说明这两个提纽的作用及其优缺点。图12-2-5（1）大杆秤的秤杆很长（约 ），这样设计的原因是什么？秤杆越长，量程就越大。图12-2-5（2）一般杆秤有两个提纽，如图12-2-5乙所示，请分析说明这两个提纽的作用及其优缺点。提纽作用：杆秤的双提纽用于称量不同质量级别的物体，称量较重的物体时用离秤钩位置较近的提纽，称较轻的物体时用离秤钩较远的提纽。提纽距秤钩远近的优缺点如下表所示。提纽到杠钩的距离较远 较近优点 最大称重能力较大：秤钩的 力臂较短，秤砣的最大力臂 较长，这样可以称量的最大 质量较大 精度较高：秤钩的力臂较长，称量同一物体时秤砣到零刻度线的距离相对较大，称量的精度较高操作方便：称量某个物体 时，秤砣的力臂相对较短， 操作起来更加灵活方便 刻度清晰：秤杆上的刻度间距较大，易于读数和校准提纽到杠钩的距离较远 较近缺点 精度较低：秤钩的力臂较短，称量同一物体时秤砣到零刻度线的距离相对较小，称量的精度较低 最大称重能力较小：秤钩的力臂较长，秤砣的最大力臂较短，这样可以称量的最大质量较小刻度密集：秤杆上的刻度会 变得更加密集，不易于读数 和校准 操作不便：称量某个物体时，秤砣的力臂相对较长，操作起来不够灵活续表(共43张PPT)第十二章 简单机械第4节 机械效率第4节 机械效率新知预习 导学知识梳理1.有用功、额外功和总功（1）在使用机械时，为了达到工作目的必须要做的功叫作________，用________表示。（2）使用滑轮提升重物时，不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作__________，用________表示。有用功与额外功之和是总共做的功，叫作___________，用________表示。______________________。有用功额外功总功2.机械效率（1）定义：物理学中，将________跟________的比值叫作机械效率，用____表示。机械效率通常用百分数表示。（2）公式： ________（3）理解：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是_____总功，所以机械效率总是小于1，使用任何机械都不能有功。有用功总功小于3.测量滑轮组的机械效率：需要测量的物理量有___________________、_____________、_______________________和钩码所受的重力 ，其中有用功____，总功 ____，由此可得滑轮组的机械效率为_______。（用字母表示）物体被提升的高度拉力的大小绳子自由端移动的距离问题导思1.“做功越多，做工越快，机械效率就越大。”这个观点正确吗？为什么？2.提高滑轮组机械效率的途径有哪些？3.不计绳重和轴间摩擦，滑轮组的机械效率是否与绕绳方式有关？为什么？第4节 机械效率重点直击 导析典例精析知识点 测量滑轮组的机械效率图12-4-1例 小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用图12-4-1所示的滑轮组进行了4次测量，测得的数据如下表所示。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离_______，机械效率 ________。图12-4-1次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率________。（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为________ 。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是________。图12-4-1A.动滑轮的重力B.绳子与滑轮之间的摩擦C.物体上升的高度（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离_______，机械效率 ________。图12-4-1次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5【解析】由题图知实验中由4段绳子承担物重，所以第4次实验中绳子移动的距离为第4次实验测得的机械效率为次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5图12-4-1（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离_______，机械效率 ________。图12-4-1次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率______。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5【解析】通过比较1、3和4三次实验数据知，物体提升的高度和绳子移动的距离相同，物体的重力不同，且物体的重力越大，机械效率越高。所以，可以得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率高。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率______。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.5越高（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为________ 。次数 钩码所受的 重力 钩码提升的 高度 拉力 绳端移动的 距离 机械效率1 1.0 0.1 0.8 0.42 1.0 0.2 0.8 0.83 2.0 0.1 1.2 0.44 3.0 0.1 1.52.2【解析】若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，则 ，所以动滑轮的重力为图12-4-1（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是___。CA.动滑轮的重力B.绳子与滑轮之间的摩擦C.物体上升的高度【解析】滑轮组的机械效率跟动滑轮自重、绳重、摩擦、提起物体的重力有关，跟物体升高的距离没有关系，所以选项A、B不符合题意，选项C符合题意。方法点拨 提升重物时滑轮组的机械效率为 为绳子的有效段数；忽略绳重和摩擦时，有 ，此时机械效率与滑轮组的绕线方式无关。针对训练图12-4-21.某实验小组分别用图12-4-2所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮的重力相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )CA.甲滑轮组较省力，且甲滑轮组的机械效率大B.甲滑轮组较省力，甲、乙滑轮组机械效率一样大C.乙滑轮组较省力，甲、乙滑轮组机械效率一样大D.乙滑轮组较省力，且乙滑轮组的机械效率大2.如图12-4-3所示，小强用的拉力通过该滑轮组匀速拉起重为的物体，物体沿竖直方向上升，动滑轮重 。此过程中，额外功和机械效率分别是( )图12-4-3A.， B.， C.， D.，图12-4-3【解析】由题图知，与动滑轮连接的绳子段数为 ，则绳子自由端移动的距离为， 总功为，有用功为，额外功为【答案】C，机械效率为，选项C正确。第4节 机械效率素养达标 导练基础巩固1.一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( )DA.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2.下列说法正确的是( )A.机械的效率越高，做功一定越多B.机械效率低的机械做功少C.使用任何简单机械都不省功D.增加滑轮的个数可提高滑轮组的机械效率C3.（多选）如图12-4-4所示，用滑轮将重为 的物体匀速竖直提升，所用的拉力为 。不计绳重与摩擦，下列说法正确的是( )BC图12-4-4A.该滑轮重为B.使用该滑轮时费距离C.该滑轮的机械效率为D.提升物体的速度越快，机械效率越高4.某建筑工地用如图12-4-5所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力，并能用的时间将质量的重物匀速提升 。则拉力的功率为_____ ，此时滑轮组的机械效率为_____。（不计绳重和摩擦，取 ）图12-4-5能力提升图12-4-65.小明用如图12-4-6所示的滑轮组提升重物，动滑轮重为，小明重为。若小明用 的拉力将重为的物体匀速竖直提升，用时 ，则此过程中额外功为____ ，滑轮组的机械效率为_____；若小明使用该滑轮组时最大的机械效率为 ，则他能提升的最大物重为_______ 。图12-4-6【解析】连接动滑轮的绳子段数为 ，则绳子自由端移动的距离为 ，拉力做的功为 ，有用功为，额外功为，机械效率为 ；小明对绳子自由端的最大拉力为 ，滑轮组的最大机械效率为，即 ，解得。能力提升图12-4-65.小明用如图12-4-6所示的滑轮组提升重物，动滑轮重为，小明重为。若小明用 的拉力将重为的物体匀速竖直提升，用时 ，则此过程中额外功为____ ，滑轮组的机械效率为_____；若小明使用该滑轮组时最大的机械效率为 ，则他能提升的最大物重为_______ 。6.做“测滑轮组的机械效率”实验得到的数据如下表所示。图12-4-7实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3（1）实验时，应沿竖直向上的方向________拉动弹簧测力计。图12-4-7（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图12-4-7所示，为________ 。实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3（3）第3次实验滑轮组的机械效率是________。（百分号前保留一位小数）图12-4-7（4）如果用这个滑轮组提升 的重物，那么它的机械效率可能是________（填字母代号）。A. B. C.实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3图12-4-7（1）实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计。匀速（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图12-4-7所示，为____ 。2.4实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3图12-4-7（3）第3次实验滑轮组的机械效率是_______。（百分号前保留一位小数）【解析】第3次实验滑轮组的机械效率为实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3图12-4-7（4）如果用这个滑轮组提升 的重物，那么它的机械效率可能是___（填字母代号）。A. B. C.实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.3【答案】C【解析】由实验数据可知，用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。使用该滑轮组提升 的重物，此时物重比第3次实验的物重大，则此时滑轮组的机械效率大于（但不能达到），可能为 ，故选C。实验 次数 物重 物体上升高度 拉力 绳子自由端移 动距离 机械效率1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%2 5 0.1 0.3 69.4%3 6 0.1 2.6 0.37.如图12-4-8所示，工人用沿斜面向上、大小为的推力 ，将重为的货物从点匀速推至点。已知长为， 点距地面的高度为 。图12-4-8（1）斜面的机械效率为多少？（2）斜面对货物的摩擦力是多大？图12-4-8解：（1）推力 做的功为有用功为斜面的机械效率为（2）由（1）可得额外功为依题意可知摩擦力做的功为额外功，由 得斜面对货物的摩擦力为综合拓展图12-4-98.如图12-4-9所示，工人利用滑轮组提升重为 的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为 ，工人所用拉力的功率为，物体上升，拉力 克服滑轮组的摩擦做的功为 ，不计绳重。求：（1）工人拉绳子的速度；（2）滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力。解：（1）由题图可知，连接动滑轮的绳子段数为 ，则绳子自由端移动的速度为（2）由 得总功为滑轮组的机械效率为图12-4-9（3）重物上升的高度为滑轮组提升重物做的有用功为提升动滑轮做的功为由 可得，动滑轮的重力为图12-4-9(共83张PPT)第十二章 简单机械全章复习 温故全章复习 温故知识清单绕着固定点转动支点动力阻力动力臂阻力臂阻力×阻力臂距离距离力距离不省力改变力的方向省力不能改变力的方向简单机械必须做有用功总功大于大于不能全章复习 温故重难点解读重难点1 杠杆作图及杠杆平衡条件的应用1.杠杆的五要素：如图12-1所示。图12-12.力臂的画法：①找出支点，②画出力的作用线，③过支点作力的作用线的垂线，④标上力臂的符号。3.杠杆平衡的条件：动力×动力臂 阻力×阻力臂。公式： 。4.生活中的杠杆（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不省距离。例1 图12-2甲是果农修剪树枝的情景，图12-2乙是图甲剪刀部分的简化图，是剪刀受到的动力， 是阻力的作用点。请在图12-2乙中标出支点的位置，并作出阻力和动力臂 。图12-2【解析】本题考查力臂的画法。画力臂的关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。由题图甲可知支点 在剪刀的转轴处，从支点向动力的作用线引垂线，垂线段即为动力臂；阻力垂直于 点所在的刀面；动力使杠杆向顺时针方向转动，所以阻力应使其向逆时针方向转动，由于阻力臂比动力臂短，所以阻力大于动力，故的线段要比 长一些。图12-2如答图21所示答图21针对训练图12-31.图12-3甲是打开的汽车后备箱盖的情景，后备箱箱盖被液压杆支撑（不计后备箱盖重）。关箱盖时，它可看作一个杠杆，图12-3乙是其简化图，是支点， 是液压杆作①阻力臂；②在点关上后备箱盖的最小动力及其力臂 。用在 点的阻力。请在图12-3乙中画出：【解析】①阻力臂为支点到阻力作用线的距离，先用虚线反向延长，再由点作 作用线的垂线即为阻力臂。②要使动力最小，则动力臂最长，作为动力臂时最省力；阻力方向向上，因此动力 方向垂直于动力臂向下。图12-3如答图22所示答图22例2 如图12-4所示，质地均匀的圆柱体在拉力 的作用下，由实线位置匀速转到虚线位置。在整个过程中，拉力始终作用于点且与 保持垂直（ 为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。下列相关分析正确的是( )图12-4A.拉力 逐渐变小B.由于拉力的力臂始终保持最长，拉力 始终保持最小值不变C.拉力 逐渐变大D.条件不足，无法判断图12-4【解析】本题考查杠杆的动态平衡。由题意知，圆柱体在匀速转动过程中处于平衡状态，且拉力始终与 保持垂直，由杠杆平衡原理可知,其中是重力的力臂。圆柱体在转动过程中的力臂 保持不【答案】A变，但是重力的力臂逐渐变小，所以拉力 逐渐变小。故选项A分析正确。针对训练图12-52.如图12-5所示，一根直杆可绕 点转动，杠杆下端挂一个重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力 使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置。在这个过程中直杆( )A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆C.先是省力杠杆，后是费力杠杆D.先是费力杠杆，后是省力杠杆图12-5【解析】由题图可知动力的力臂 始终保持不变，物体的重力 始终不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在 的过程中，杠杆是省力杠杆，在 的过程中，杠杆变为费力杠杆。【答案】C重难点2 滑轮组使用滑轮组时应注意以下几点：（1）给滑轮组绕线时，同一个滑轮只能绕一圈绳子。（2）若不计绳重及轴间摩擦，则利用滑轮提升重物时，有用功克服的阻力是物体所受的重力；利用滑轮组使物体水平前进时，有用功克服的阻力是物体所受的摩擦力。（3）组装滑轮组时，要分清绳子的自由端是否承担物重。若绳子自由端与动滑轮相连，则承担物重；若绳子的自由端与定滑轮相连，则不承担物重。（4）使用滑轮组时，省力但费距离。若物重上升距离为 ，绳子自由端移动的距离为，绳子的有效段数为，则有 。（5）忽略绳重和摩擦的情况下，拉力为 。图12-6例3 电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图12-6甲所示的恒拉力系统，图12-6乙为其简化原理图。实际测量得到每个水泥块的体积为 ，共悬挂20个水泥块。已知水泥块的密度为，取 。（1）请指出图乙中的动滑轮和定滑轮。图12-6（2）每个水泥块的重力是多大 （3）滑轮组对高压线的拉力是多大 （不计绳重、滑轮自重及摩擦）分析 （1）题图乙中、滑轮是固定在电线杆上的，滑轮是活动的，故 、是定滑轮， 是动滑轮。（2）已知水泥块的密度和体积，可根据、 计算水泥块的重力。（3） 先确定连接动滑轮的绳子段数，由滑轮组的特点可知 ，由二力平衡条件求出 即可。图12-6（2）、是定滑轮， 是动滑轮。由 得每个水泥块的质量为则每个水泥块的重力为（3）由二力平衡条件得，水泥块对钢丝绳的拉力为由题图可知，承接动滑轮的绳子段数为 ，则滑轮组对高压输电线的拉力为解：（1）是定滑轮， 是动滑轮。图12-6针对训练图12-73.如图12-7所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，， ，甲、乙两种情况下，绳子在大小相等的拉力 作用下静止。则每个滑轮的重力为( )A. B. C. D.【解析】由题图可知，甲图中承担物重的绳子段数为3，【答案】B乙图中承担物重的绳子段数为2，不计绳重和摩擦力，则绳端拉力分别为， ，已知拉力相等，故 ，解得 。图12-74.在水平桌面上放一个重 的物体，现用如图12-8所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是 ,不考虑绳重、滑轮自重以及滑轮与绳间的摩擦，则水平拉力为____ 。若绳子自由端移动的速度为,则物体移动的速度为____ 。0.2图12-8重难点3 机械效率的计算1.机械效率的计算公式：，其中 。2.杠杆的机械效率： ，额外功是克服杠杆本身的重力做的功。3.斜面的机械效率： ，额外功是克服物体与斜面之间的摩擦力做的功， 。4.滑轮组的机械效率（1）一般情况：，额外功是克服动滑轮的重力、机械之间的摩擦力和绳子的重力做的功。（2）忽略绳重和摩擦：，额外功是克服动滑轮的重力做的功，此时机械效率与绕绳方式无关。（3）注意：滑轮组的有用功是动滑轮与物体连接的绳子上的拉力所做的功，该拉力不一定是用来克服重力或摩擦力做功（如打捞水下物体的情形）；做题时要注意明确是哪个力做有用功，哪个力做额外功，哪个力做总功。5.理解：机械效率是有用功与总功之比，机械效率与功率没有直接联系，机械效率大不代表功率大或做功多。图12-9例4 如图12-9所示，建筑工人用滑轮组在 的时间内将重为的物体匀速提升，所用的拉力为 。求这个过程中：（1）工人做的有用功；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。分析 （1）克服物体重力做的功是有用功，已知物体所受的重力及其上升的高度，可根据 直接计算有用功。（2）拉力做的功是总功，求拉力的功率要用公式 ，已知做功时间，要先求出；已知拉力，由 算出绳子自由端移动的距离即可得解。（3）求滑轮组的机械效率要用公式 ，直接将前面已求出有用功和总功的数值代入公式计算即可。图12-9图12-9（2）承担物重的绳子段数 ，则绳子自由端移动的距离为拉力做的功是总功，总功为拉力做功的功率为解：（1）有用功为（3）滑轮组的机械效率为针对训练5.两个滑轮按图12-10所示的方式组合，用的拉力 拉动绳端，使物体在内水平向左匀速滑动，物体与地面间的摩擦力为 。下列说法正确的是( )图12-10A.是定滑轮，是动滑轮 B.拉力做的功为C.拉力的功率为 D.滑轮组的机械效率为图12-10【解析】滑轮随物体一起运动，为动滑轮； 滑轮的轴固定不动，为定滑轮。由图知， ，拉力端移动距离 ，拉力做功【答案】D。拉力的功率。拉力克服地面摩擦做的功为有用功 ,滑轮组的机械效率 ,故选项D正确。图12-116.港珠澳大桥是中国第一条集桥、双人工岛、隧道为一体的跨海通道，其中长约的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连，引桥长约，竖直高度为 ，其简化图如图12-11所示。重的汽车在沉管隧道中以 的速度匀速行驶，所受阻力为其重力的 。某汽车从引桥底端开始匀速爬升，其功率增大到，耗时 到达人工岛路面，求：图12-11（1）该汽车完全通过沉管隧道需的时间；（2）该汽车在沉管隧道中行驶时，牵引力所做的功；（3）该汽车在引桥上所受阻力的大小；（已知牵引力所做的功一部分用于克服重力，剩下的用于克服摩擦阻力）（4）引桥对于该汽车的机械效率。图12-11解：（1）沉管隧道中汽车速度，则由 得汽车完全通过沉管隧道需要的时间为图12-11（2）汽车在沉管隧道中所受阻力大小为因为汽车做匀速直线运动，所以汽车所受牵引力为则汽车在沉管隧道中行驶时，牵引力所做的功为（3）汽车在引桥上行驶时功率，根据可得牵引力所做的功为克服重力做功为则阻力做功为由 得汽车在引桥上所受阻力的大小为图12-11（4）汽车从引桥底端到顶端，所做有用功为克服重力做的功，即总功为牵引力做功，即所以引桥的机械效率为图12-11全章复习 温故实验突破实验一 探究杠杆的平衡条件实验 装置 ____________________________________________________________________________________________________________________________________实 验 方 法 （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡（2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码（每个钩码质量相同），移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，记录动力 、阻力、动力臂、阻力臂（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力F1和动力臂l1的大小，重复做几次实验（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的方法使杠杆平衡，记录、、、 的数值（5）将各组数据中的力与力臂进行相乘或相除，看看计算结果有什么规律，进而归纳得出杠杆平衡的条件续表. .注意 事项 （1）实验前要调节平衡螺母，使杠杆水平平衡（2）实验中不能调节平衡螺母（3）为得到普遍性规律，须改变所悬挂钩码的数量和位置进行多次测量实验 结论 杠杆平衡的条件：动力×动力臂阻力×阻力臂，即. .. .. .. .续表评估 交流 （1）实验前调节杠杆水平平衡的目的：使杠杆的重心在支点处，消除杠杆自重对实验的影响（2）实验前调节杠杆水平平衡时，调节平衡螺母的方法：左高左调、右高右调（3）实验时使杠杆在水平位置静止，目的是便于测量力臂. .. .. .. .. .. .续表深入 拓展 （1）进行多次实验的目的是寻找普遍性规律（2）杠杆在水平位置平衡时，若同时将两侧钩码悬点向外或向内移动相同的距离，或同时取下左右两侧相同数量的钩码，可通过“力与力臂乘积的变化量”来判断哪一侧下沉（3）用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂的钩码，当弹簧测力计由竖直方向拉变成倾斜方向拉时，要使杠杆仍保持平衡，弹簧测力计的示数会变大，这是因为拉力的力臂变小续表例1 在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）如图12-12甲，把质量分布均匀的杠杆中点 作为支点，其目的是消除________对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在 处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的________。图12-12（2）图12-12乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在 处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在 处的钩码向右移动___格。当杠杆平衡、钩码静止时，挂在 处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对________力。图12-12（3）如图12-12丙，小明取下处钩码，改用弹簧测力计钩在 处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数________（选填“大于”“小于”或“等于”）（每个钩码重 ），如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件：________。图12-12（1）如图12-12甲，把质量分布均匀的杠杆中点 作为支点，其目的是消除__________对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在 处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的__________。图12-12【解析】把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆的重心在支点上，以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；为了方便直接读出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡；当在 处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的运动状态。杠杆自重运动状态（2）图12-12乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在 处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在 处的钩码向右移动___格。当杠杆平衡、钩码静止时，挂在 处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对______力。图12-12【解析】设一个钩码重为，一格的长度为 ；根据杠杆的平衡条件可得，解得，故 处所挂钩码须向右移动1格；静止的钩码处于平衡状态，其受到的重力和受到的弹簧测力计的拉力是一对平衡力。1平衡（3）如图12-12丙，小明取下处钩码，改用弹簧测力计钩在 处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数______（选填“大于”“小于”或“等于”）（每个钩码重 ），如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。图12-12【解析】题图丙中，小明取下处钩码，改用弹簧测力计钩在 处，使杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，若竖直向上拉动，则弹簧测计示数为 ,由于弹簧测力计拉力的力臂小于,故大于 ；若竖直向上拉动弹簧测力计，则此时弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂，故为省力杠杆。图12-12（3）如图12-12丙，小明取下处钩码，改用弹簧测力计钩在 处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测计示数______（选填“大于”“小于”或“等于”）（每个钩码重 ），如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。图12-12大于省力（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件：___________________________________________。动力×动力臂阻力×阻力臂（或）图12-12【解析】杠杆的平衡条件为“动力×动力臂 阻力×阻力臂（或 ）”。拓展考问1.在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）挂钩码前，杠杆倾斜且静止，此时杠杆处于平衡状态，接下来调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于_______________。（2）图12-12乙中，若同时将杠杆两侧悬挂钩码的位置向外移一格，则杠杆_____端下沉；若同时在杠杆左右两侧的钩码下加挂一个钩码，则杠杆____端下沉。（均选填“左”或“右”）（3）探究中进行多次实验的目的是__________________。图12-12水平位置平衡左右寻找普遍性规律实验二 测量滑轮组的机械效率实验 装置 ___________________________________________________________________________________________________实验 方法 实验原理：。应测物理量有钩码重力 、钩码提升的高度、拉力、绳子自由端移动的距离. .注意 事项 必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计示数稳定实验 结论 （1）同一个滑轮组，所提升物体的重力越大，机械效率越高（2）不同滑轮组，所提升物体的重力相等时，动滑轮的重力越小，机械效率越高（3）滑轮组的机械效率与绕线方式和提升重物的高度无关续表评估 交流 （1）若绳子自由端与动滑轮连接，则须匀速竖直拉动弹簧测力计；若绳子自由端与定滑轮连接，则匀速拉动弹簧测力计即可，无须竖直拉动（2）实验误差的主要来源：弹簧测力计的示数不稳定（难以保证匀速拉动）. .. .. .续表深入 拓展 （1）影响滑轮组机械效率的主要因素有物体的重力、动滑轮的重力、滑轮与绳间的摩擦；提高滑轮组机械效率的方法主要有增加所提升物体的重力、减小动滑轮的重力、减小摩擦（2）实验改进：在原来的实验装置中，使绳子自由端跨过定滑轮拉重物（如图丙所示）。优点：可改变绳子自由端的拉力方向，且拉力不必沿竖直方向续表例2 同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列猜想：猜想一：滑轮组机械效率可能与动滑轮重有关；猜想二：滑轮组机械效率可能与被提物重有关；猜想三：滑轮组机械效率可能与物体提升高度有关；猜想四：滑轮组机械效率可能与承重绳子段数有关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13一名同学设计了如图12-13所示的四个滑轮组，并将所测实验数据填入下表：（1）在表中填上第④次实验的对应的承重绳子段数和机械效率 的数值。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13（2）根据实验________和________（填序号）可知，滑轮组机械效率与被提物重有关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13（3）根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与________无关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13（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________。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13（5）要研究滑轮组机械效率是否与物体提升高度有关，应该选用________（选填“同一”或“不同”）滑轮组，使物体提升________（选填“相同”或“不同”）的高度。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5（1）在表中填上第④次实验的对应的承重绳子段数和机械效率 的数值。图12-13【解析】由图④知承重绳子段数为，根据 得第④组实验数据对应的机械效率为。图12-13实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5（1）在表中填上第④次实验的对应的承重绳子段数和机械效率 的数值。2图12-13（2）根据实验________和________（填序号）可知，滑轮组机械效率与被提物重有关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13【解析】要探究机械效率与物重的关系，须保持动滑轮重及绕线方式相同，同时使被提升物体的重力不同，故应根据实验①和②进行分析。（2）根据实验________和________（填序号）可知，滑轮组机械效率与被提物重有关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-13①②2（3）根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与________无关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132【解析】实验②和④中，动滑轮的重力相同，被提升物体的重力相同，但承重绳子段数不同，而滑轮组机械效率近似相等，据此可知滑轮组机械效率与承重绳子段数无关。（3）根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与__________________无关。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132承重绳子段数（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________。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132【解析】根据实验②和③可知，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小。（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________。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132小（5）要研究滑轮组机械效率是否与物体提升高度有关，应该选用________（选填“同一”或“不同”）滑轮组，使物体提升________（选填“相同”或“不同”）的高度。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132【解析】要探究机械效率与物体被提升的高度之间的关系，应保持其他因素相同，而提升的高度不同。故应选用同一滑轮组，使物体提升不同的高度。（5）要研究滑轮组机械效率是否与物体提升高度有关，应该选用________（选填“同一”或“不同”）滑轮组，使物体提升________（选填“相同”或“不同”）的高度。实验 次数 动滑轮重 物重 拉力 承重绳子段 数 机械效率① 1 2 1 3② 1 4 1.67 3③ 2 4 2 3④ 1 4 2.5图12-132同一不同拓展考问图12-142.小林在“测量滑轮组的机械效率”的实验中的操作情况如图12-14甲、乙、丙所示。（1）实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使物体升高。（2）在图12-14丙所示实验中，若将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。（3）小林与其他同学交流时发现，有一个小组的滑轮组组装方式如图12-14丁所示，其优点是_____________________________。匀速不变可沿任意方向匀速拉动绳子(共31张PPT)第十二章 简单机械第3节 滑轮第3节 滑轮新知预习 导学知识梳理1.定滑轮（1）轴固定不动的滑轮叫作____滑轮。（2）使用定滑轮不省力，但可以改变力的______。（3）定滑轮实质上是一个______杠杆。定方向等臂2.动滑轮（1）轴随物体一起______的滑轮叫作动滑轮。（2）使用动滑轮可以省力，但不改变____的方向，而且费______。运动力距离3.滑轮组（1）如果既需要改变力的方向，又需要省更多的力时，常把定滑轮和动滑轮结合在一起，构成________。（2）用滑轮组提起重物时，如果绳重、摩擦、滑轮重都忽略不计，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的__________。滑轮组几分之一问题导思1.在研究定滑轮和动滑轮的特点时，拉力的必须沿竖直方向吗？为什么？实际实验中是如何处理拉力方向问题的？2.用滑轮组提升重物时，使用的动滑轮越多越省力吗？为什么？第3节 滑轮重点直击 导析典例精析知识点1 定滑轮和动滑轮图12-3-1例1 如图12-3-1所示，用甲、乙两种方法匀速提升重为的物体，滑轮重为 。不计绳重和摩擦，关于、 的关系，下列判断正确的是( )DA. B.C. D.【解析】甲是定滑轮，不能省力，故 ；乙是动滑轮，故。故 且，选项D正确。方法点拨 定滑轮不省力，它的作用是改变力的方向；用动滑轮在竖直方向匀速提升重物时，若不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力为；用动滑轮在水平方向匀速拉动物体时，若不计绳重、滑轮自重及滑轮与轴之间的摩擦，则绳子自由端的拉力为（ 为物体所受的摩擦力）。针对训练1.如图12-3-2所示，质量为的物体在水平力 的作用下，在水平地面上做匀速直线运动。此时弹簧测力计的读数为，则拉力为____ ，物体与水平地面的摩擦力为___ 。（不计弹簧测力计和滑轮的重力及轴间摩擦）1.53图12-3-2知识点2 滑轮组图12-3-3例2 如图12-3-3所示，建筑工人用滑轮组提升重为的泥桶，动滑轮重为 ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人将绳子匀速向上拉升 ，则手拉绳子的力为____，泥桶上升___ 。【解析】对于一个滑轮组，若滑轮组承担物重的绳子有段，不计绳重和摩擦时，拉力与物重 的关系为。由题图可知，动滑轮承担物重的绳子段数 ，所以手拉绳子的力为。绳子移动的距离 是泥桶上升高度的3倍，即。由题意知 ，可得。图12-3-3知识点2 滑轮组图12-3-3例2 如图12-3-3所示，建筑工人用滑轮组提升重为的泥桶，动滑轮重为 ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人将绳子匀速向上拉升 ，则手拉绳子的力为____，泥桶上升___ 。802方法点拨 解决滑轮组问题的关键是抓住两个关系式：和 。故首先应确定绳子的有效段数（即直接与动滑轮相连的绳子段数） ，其次是确定动滑轮质量是否可以忽略。针对训练图12-3-42.用图12-3-4所示的滑轮组提起重为 的物体。当滑轮组静止时，作用在绳自由端的拉力 ，则动滑轮重为（绳重及摩擦不计）( )BA. B. C. D.无法确定【解析】由题图知，连接动滑轮的绳子段数为 ，则有，即，解得 。第3节 滑轮素养达标 导练基础巩固图12-3-51.如图12-3-5所示，分别用力、、 匀速拉升物体。忽略绳子与滑轮的摩擦，这三个力的大小关系正确的是( )BA. B.C. D.2.学校举行升旗仪式时，关于旗杆顶端的滑轮，下列说法正确的是( )CA.该滑轮是动滑轮 B.该滑轮的作用是省力C.该滑轮的作用是改变力的方向 D.该滑轮使用时能够省距离3.工人们为了将一个笨重的机器搬进车间，设计了如图12-3-6所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面）。其中最省力的方案是( )CA. B.C. D.图12-3-64.用一个重的动滑轮提起一个重的物体，实际工作时的拉力( )AA.可能等于 B.一定等于C.可能等于 D.一定等于【解析】单个动滑轮最多能省一半的力，实际应用时，由于绳重和摩擦的影响，拉力 ，故选A。5.如图12-3-7所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是_______（选填“甲”或“乙”）。若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用拉力、 匀速提起同一物体时，则、的大小关系是___（选填“”“”或“”） 。乙图12-3-7能力提升6.如图12-3-8所示，使重力均为 的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中作用力最小的是( )D图12-3-8A. B. C. D.7.如图12-3-9所示的各种情况中，用同样大小的力 将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是( )图12-3-9【解析】用动滑轮或滑轮组匀速提升重物，不计摩擦和滑轮重时，有；C图中连接动滑轮的绳子段数最多，即 最大，故其所提升的重物最重。【答案】C图12-3-98.如图12-3-10所示，小云在用动滑轮匀速提起 的水桶，若不计绳重、滑轮自重及摩擦，则小云对绳子的拉力为_____ ；实际测量得的拉力为，不计绳重及摩擦，则滑轮重为____ 。10020图12-3-109.一名工人站在地面上，使用图12-3-11所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出最省力的滑轮组绕绳方法。图12-3-11如答图20所示答图20综合拓展10.实验小组研究滑轮和滑轮组的特点。图12-3-12（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图12-3-12甲所示，说明使用定滑轮可以改变________，但不能________。（2）他们研究动滑轮特点时，如图12-3-12乙所示，说明使用动滑轮可以________，但不能改变________。（3）为了准确测量拉力的大小，实验过程中，需要保持钩码被________提升，图12-3-12丙中弹簧测力计的示数是________ ； 如果还要研究图12-3-12中滑轮的三种不同用法是否省距离，还应增加的器材是________。图12-3-12（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图12-3-12甲所示，说明使用定滑轮可以改变__________，但不能______。力的方向省力图12-3-12（2）他们研究动滑轮特点时，如图12-3-12乙所示，说明使用动滑轮可以______，但不能改变__________。省力力的方向图12-3-12（3）为了准确测量拉力的大小，实验过程中，需要保持钩码被______提升，图12-3-12丙中弹簧测力计的示数是____ ； 如果还要研究图12-3-12中滑轮的三种不同用法是否省距离，还应增加的器材是________。匀速0.8刻度尺图12-3-12图12-3-1311.如图12-3-13所示，用滑轮组提升物体，物体 受到的重力为 ，动滑轮受到的重力为。在沿竖直方向匀速提升物体 的过程中，物体上升的速度为 。忽略绳重及轴间摩擦，求：（1）绳子自由端的拉力大小；（2）拉力 做功的功率。解：（1）由题图知，连接动滑轮的绳子段数为 ，忽略绳重及摩擦，则拉力为（2）绳子自由端的速度为拉力做功的功率为(共49张PPT)第十二章 简单机械目标素养 导航课标要求 核心素养1.知道机 械效率。了 解提高机械 效率的意义 和途径。 1.物理观念：通过常见事例或实验，认识杠杆、斜面、滑轮、滑轮组等简单机械的特点，了解提高机械效率的途径，了解机械的使用对社会发展的作用。2.科学思维：运用杠杆、斜面、滑轮、滑轮组等简单机械等知识，分析和解决生活中的相关问题。课标要求 核心素养2.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 3.科学探究：通过探究杠杆的平衡条件、测量滑轮组的机械效率，掌握科学探究和科学测量的基本技能。4.科学态度与责任：通过探究杠杆的平衡条件、测量滑轮组的机械效率，形成严谨认真、实事求是的科学态度；结合生生活实例，了解简单机械与社会生活和科技发展联系。续表第十二章 简单机械第1节 杠杆第1节 杠杆新知预习 导学知识梳理1.杠杆（1）定义：在物理学中，在力的作用下能绕着________转动的硬棒称为杠杆。固定点（2）杠杆的五要素①支点 杠杆绕着转动的________。②动力 使杠杆______的力。③阻力 ______杠杆转动的力。④动力臂 从支点到______________的距离。⑤阻力臂 从支点到______________的距离。固定点转动阻碍动力作用线阻力作用线力臂关系 力的关系 特点 实例省力杠杆 省力，费 距离 羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆 费力，省 距离 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆 不省力， 不省距离 天平、跷跷板等2.杠杆的平衡条件___________________________________________________动力×动力臂阻力×阻力臂（或 ）3.杠杆的分类问题导思1.杠杆倾斜且静止，此时杠杆是否平衡？2.探究杠杆的平衡条件时，调节杠杆水平平衡的目的是什么？3.知道杠杆的支点和动力作用点，如何确定最小动力的方向？4.生活中常见的杠杆有哪些？这些杠杆分别属于什么类型的杠杆？第1节 杠杆重点直击 导析典例精析知识点1 探究杠杆的平衡条件图12-1-1例1 物理实验小组的同学利用图12-1-1所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。（1）如图12-1-1甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）移动；使杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量________。（2）实验中测得的数据如下表所示，表格中漏填的数据为________ 。实验 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂1 1 20 2 102 2 15 1.5 203 3 5 15（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离 阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中________（填字母代号）。A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性图12-1-1（1）如图12-1-1甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）移动；使杠杆在水平位置平衡的目的是方便测量______。右力臂【解析】由题图甲可知，杠杆左端下倾，说明杠杆的重心在支点左侧，所以应将右端的平衡螺母向右移动，使杠杆重心右移。由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，可以直接从杠杆上读出力臂的大小。（2）实验中测得的数据如下表所示，表格中漏填的数据为_____ 。实验 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂1 1 20 2 102 2 15 1.5 203 3 5 15【解析】由表格中前两次的实验数据可以得到杠杆的平衡条件为：动力×动力臂阻力 阻力臂。第三次实验中，已知动力、动力臂和阻力臂，则阻力为 。1（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离 阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中________（填字母代号）。A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性【解析】该结论是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，不具有普遍性。在实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故选项B正确。B方法点拨 ①实验前调节平衡螺母使杠杆水平平衡的方法：右高右调，左高左调。②实验前调节杠杆在水平位置平衡，目的一是使杠杆的重心在支点上，从而消除杠杆自重对实验的影响；二是使力臂在杠杆上，方便测量力臂。针对训练图12-1-21.探究杠杆平衡的条件：（1）挂钩码前，杠杆在如图12-1-2甲所示的位置静止，此时杠杆________（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，接下来调节杠杆两端的螺母，使杠杆______________。（2）如图12-1-2乙所示，处挂有2个质量均为 的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在处挂________个质量均为 的钩码。达到水平平衡3知识点2 杠杆作图例2 图12-1-3甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头的手柄可看作一个杠杆。请在图12-1-3乙所示的示意图中画出阻力的阻力臂 ，并画出施加在点的最小动力及其力臂 。图12-1-3图12-1-3【解析】反向延长阻力 的延长线，过点作 作用线的垂线，即为阻力臂 。要使动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点与点，过点作的垂线就得到在点处施加的最小动力，即为动力臂 。如答图14所示答图14方法点拨 杠杆最小动力作图方法：①动力作用点与支点的连线即为最大动力臂；②过动力作用点作垂直于最大动力臂的力。针对训练2.如图12-1-4所示，轻质杠杆点处挂一重物 ，重物对绳子的拉力为，为杠杆的支点。请在杠杆的端点 处画出使杠杆保持静止的最小的力的示意图，并作出的力臂 。图12-1-4如答图15所示答图15第1节 杠杆素养达标 导练基础巩固图12-1-51.如图12-1-5所示，杠杆可绕点转动，杠杆 端悬挂重物，垂直于杠杆的力作用在点 上，杠杆处于静止状态。则 的力臂是( )BA. B. C. D.2.图12-1-6所示的工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是( )DA.起子B.核桃夹C.钳子D.食品夹图12-1-63.如图12-1-7所示，杠杆在水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )C图12-1-7A.两侧钩码同时向外移1格B.两侧钩码同时向内移1格C.左侧的钩码向内移1格，右侧减去1个相同的钩码D.在两侧钩码下方同时加挂1个相同的钩码4.如图12-1-8所示，在均匀杠杆的处挂3个钩码， 处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。已知每个钩码的质量为，若在、 两处各加1个钩码，则杠杆( )A图12-1-8A.右边向下倾斜 B.左边向下倾斜C.仍保持水平位置平衡 D.无法确定杠杆是否平衡图12-1-95.探究杠杆平衡条件的实验装置如图12-1-9所示，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力 ，阻力臂，弹簧测力计示数，则动力臂 为( )AA. B. C. D.图12-1-106.如图12-1-10是某同学在家锻炼身体的情景。锻炼时，手支撑在竖直墙壁上，手臂弯曲、伸直交替进行，此时人体相当于一个______杠杆，是以___（选填“”“”或“ ”）点为支点，动力是___（选填“”或“ ”）。省力F7.（1）请画出图12-1-11甲中杠杆动力的力臂 。（2）如图12-1-11乙所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端 是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点 ，并画出最小动力 的示意图。图12-1-11（1）请画出图12-1-11甲中杠杆动力的力臂 。图12-1-11如答图16甲所示答图16（2）如图12-1-11乙所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端 是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点 ，并画出最小动力 的示意图。图12-1-11【解析】在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点的连线成为力臂，则此时的力臂最大，使用杠杆最省力。题图乙中以杠杆左端为支点时动力臂最大。答案：如答图16乙所示答图16能力提升图12-1-128.如图12-1-12所示，用一个始终水平向右的力把杠杆 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力 的大小将( )A.变大 B.不变C.变小 D.先变小，后变大答图17【解析】如答图17所示，用一个始终水平向右的力，把杠杆 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重 ），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件可知，动力将 变大。综上分析可知，选项A正确，选项B、C、D错误。【答案】A图12-1-139.如图12-1-13所示，我们使用的拉杆行李箱是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；行李箱下方安装了轮子，目的是__________；已知，，行李箱重 ，使行李箱在图示位置静止时，施加在端点 的最小作用力____ 。答图18【解析】在阻力、阻力臂一定时，要使动力最小，则动力臂最大。支点到动力作用点的距离为最大动力臂，最小动力的方向与动力臂垂直向上，如答图18所示。根据杠杆平衡条件可得，即 ，解得 。图12-1-139.如图12-1-13所示，我们使用的拉杆行李箱是______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；行李箱下方安装了轮子，目的是__________；已知，，行李箱重 ，使行李箱在图示位置静止时，施加在端点 的最小作用力____ 。省力减小摩擦4010.某小组的同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量 的钩码若干个。图12-1-14（1）实验前，杠杆静止时如图12-1-14甲所示，应将左端平衡螺母向___（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。（2）实验时，需要使杠杆在水平位置平衡，是为了________。（3）挂在 点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，1、2两位置关于竖直线对称，杠杆在水平位置始终保持平衡，如图12-1-14丙，弹簧测力计示数将__________（选填“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”）；弹簧测力计沿________的方向时的拉力最小。图12-1-14（1）实验前，杠杆静止时如图12-1-14甲所示，应将左端平衡螺母向____（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。右（2）实验时，需要使杠杆在水平位置平衡，是为了________________________________________。便于测量力臂，并消除杠杆自身重力的影响图12-1-14（3）挂在 点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，1、2两位置关于竖直线对称，杠杆在水平位置始终保持平衡，如图12-1-14丙，弹簧测力计示数将__________（选填“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”）；弹簧测力计沿________的方向时的拉力最小。图12-1-14【解析】由题图丙可知，改用弹簧测力计拉杠杆的点时， 为最长的动力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。弹簧测力计竖直向下拉时，动力臂最大，拉力最小。图12-1-14（3）挂在 点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，1、2两位置关于竖直线对称，杠杆在水平位置始终保持平衡，如图12-1-14丙，弹簧测力计示数将______________（选填“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”）；弹簧测力计沿__________的方向时的拉力最小。先变小后变大竖直向下图12-1-14图12-1-1511.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图12-1-15所示，一把自重可忽略不计的杆秤，杆秤水平平衡时，提纽①到秤钩的距离是，秤砣所受重力为 。当称重为的物体时，秤砣悬挂点 与提纽①的距离应是____ ，秤杆才能水平平衡；若秤砣生锈了（重量变大），测量的结果比真实值____（选填“大”或“小”）。提起提纽②时杆秤的最大称量值比提起提纽①时的最大称量值要____（选填“大”或 “小”）。图12-1-15【解析】根据杠杆平衡条件可得，则秤砣悬挂点 与提纽①的距离应为。由于提起②处的秤纽时，动力臂较小，阻力臂较大，根据杠杆平衡条件可知，此时秤的称量较小，故提起提纽②时，杆秤的最大称量值比提纽①的最大称量值要小。若秤砣生锈了，秤砣的实际质量偏大，阻力和阻力臂不变，则秤砣的拉力的力臂变小，故测量的结果比真实值小。图12-1-1511.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图12-1-15所示，一把自重可忽略不计的杆秤，杆秤水平平衡时，提纽①到秤钩的距离是，秤砣所受重力为 。当称重为的物体时，秤砣悬挂点 与提纽①的距离应是____ ，秤杆才能水平平衡；若秤砣生锈了（重量变大），测量的结果比真实值____（选填“大”或“小”）。提起提纽②时杆秤的最大称量值比提起提纽①时的最大称量值要____（选填“大”或 “小”）。40小小综合拓展图12-1-1612.如图12-1-16所示，重力为的均匀木棒竖直悬于点，在其下端施加一个始终垂直于棒的拉力 ，让木棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中( )BA.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大C.动力保持不变 D.动力 逐渐减小【解析】木棒缓慢转动，杠杆处于一系列动态平衡之中，阻力臂变大，动力臂不变，由知，动力 逐渐变大。13.如图12-1-17所示，一块均匀的厚木板长为，重为 ，对称地放在相距的、两个支架上。一个体重为的人，从 点出发向左走到离点____处时，木板将开始翘动。若要人从 点出发向右一直走到木板右端过程中，木板均未发生翘动，则支架 需向右至少移动____ 。图12-1-17【解析】、点和木板重心距离木板左端 的距离如答图19所示。木板开始翘动时，点为支点，人在 点左侧，根据杠杆平衡条件有，即，解得 ，即人与点的距离为 。假设人走到木板最右端时木板恰好发生翘动，此时有，且 ，故有，解得，此时点的位置与点的距离为，则 点应向右移动的最小距离为。答图193.213.如图12-1-17所示，一块均匀的厚木板长为，重为 ，对称地放在相距的、两个支架上。一个体重为的人，从 点出发向左走到离点____处时，木板将开始翘动。若要人从 点出发向右一直走到木板右端过程中，木板均未发生翘动，则支架 需向右至少移动____ 。图12-1-170.2(共78张PPT)期末热身测一、单项选择题（每题3分，共30分）1.下列仪器中，能测量出物体所受重力的大小的是( )DA.温度计 B.磅秤 C.天平 D.弹簧测力计2.生活中的事物都有合适的尺度和范围，下列描述符合实际的是( )BA.一支铅笔的质量约B.吃饭常用的筷子长约C.中学生受到的重力约D.男生跑步时间约，取图M-13.如图M-1所示，人行道上一般都设有盲道，其表面有不同形状的凸起，这是为了( )AA.增大压强 B.增大压力 C.减小压强 D.减小压力4. （如图M-2甲）是我国首款自主研发的大型商用客机，其机翼横截面呈现上凸下平的流线型（如图M-2乙）。下列说法正确的是( )图M-2BA.机翼上方的空气流速小，压强大 B.机翼上方的空气流速大，压强小C.机翼下方的空气流速大，压强小 D.机翼下方的空气流速小，压强小5.如图M-3所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是( )AA. B. C. D.图M-36.如图M-4所示的现象中，没有利用大气压的是( )CA. B. C. D.图M-47.如图M-5所示，一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶，遇到突发情况紧急刹车时，图M-6中能正确表示车内拉环情形的是( )A图M-5A. B. C. D.图M-68.小王坐电梯回家时，电梯匀速上升，他对电梯的压为 ，电梯对他的支持力为，他受到的重力为 。下列判断中正确的是( )DA. B.C.和是平衡力 D.和 是平衡力图M-79.图M-7是我国低真空、磁悬浮高速列车在试验线上行驶的情形，其中运行管道做成低真空，主要是为了减小列车所受( )CA.浮力 B.重力 C.阻力 D.支持力图M-810.如图M-8所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )A.甲做的有用功多B.乙做的总功多C.甲做总功的功率大D.乙所用装置的机械效率小图M-8【解析】在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，选项A错误。由题图知，甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离 ；乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离 。不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力 ，拉力做功；使用乙定滑轮时，拉力 ，拉力做功，可得 ，根据 知，甲做总功的功率较大。甲、乙所做的有用功相等，但甲做的的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高。综上分析可知，选项C正确，选项B、D错误。【答案】C图M-8二、多项选择题（每小题4分，共8分。每小题全选对得4分，选对但不全得3分，有选错得0分）图M-911.图M-9是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法正确的是( )A.滚摆运动过程中，机械能守恒B.滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能C.滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能D.滚摆上升的最大高度逐渐升高图M-9【解析】由于空气阻力的影响，滚摆运动过程中，机械能不守恒，选项A错误。滚摆向下运动时，高度减小，速度增大，质量不变，则重力势能减小，动能增加；由于阻力作用，将重力势能部分转化为内能；因此，该过程一部分重力势能转化为动能，另一部分重力势能转化为内能，选【答案】BC项B正确。滚摆向上运动时，高度增加、速度减小，质量不变，即重力势能增加、动能减小，由于阻力作用，将动能部分转化为内能；因此，该过程一部分动能转化为重力势能，另一部分动能转化为内能，选项C正确；由于阻力的作用，机械能减小，滚摆上升的最大高度逐渐降低，选项D错误。故选 。12.如图M-10所示，某同学正在利用电动取水器（本质上是一个小型抽水机）从水桶中取水。已知此时桶中水的重力为 ，水面到桶底的距离为，桶底面积为，水中点距桶底 。下列说法正确的是( )图M-10A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸出来的B.桶底受到水的压力为C.水中A点水的压强为D.水桶和水杯二者构成了连通器图M-10【解析】抽水机利用大气压工作的，选项A错误；容器底部受到的压力【答案】BC，选项C正确；水桶和水杯是通过弯管将上部连接，且水桶上端封闭，因此不是连通器，选项故D错误。故选 。，选项B正确；水面到桶底的距离为，点的深度 ，水中 点水的压强为三、填空题（每空1分，共12分）13.饺子是我国的传统美食，小丽运用劳动课上学习的烹饪技能制作美味的饺子。如图M-11所示，她用擀面杖将面团擀成面皮，说明力可以改变物体的______；越用力擀，面团就越快擀成面皮，说明力的作用效果与力的______有关。形状大小图M-1114.如图M-12所示，甲、乙两弹簧测力计均静止，则甲的示数是___ ，乙受到的合力是___ 。图M-124015.如图M-13所示，足球运动员传球时足球的一段运动轨迹。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为____能，足球的机械能______。（选填“变大”“变小”或“不变”）动不变图M-1316.如图M-14所示，用的水平力把重 的物体压在竖直墙壁上静止不动，物体受到的摩擦力大小为____，将力增大至 ，物体受到的摩擦力大小为____ 。2020图M-14图M-1517.在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重 的建筑材料提升到楼顶，如图M-15所示。已知工人对绳子的拉力为，建筑材料在内匀速上升 ，不计绳重及摩擦。此过程中，动滑轮所受重力为____ ，滑轮组的机械效率为_____。图M-15【解析】由题图知，承担物重绳子的股数为 ，由可得，动滑轮重力。滑轮组所做的有用功 ，工人所拉绳子移动的距离 ，工人所用拉力的总功 ，滑轮组的机械效率。图M-1517.在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重 的建筑材料提升到楼顶，如图M-15所示。已知工人对绳子的拉力为，建筑材料在内匀速上升 ，不计绳重及摩擦。此过程中，动滑轮所受重力为____ ，滑轮组的机械效率为_____。图M-1618.如图M-16甲，两个实心正方体、 叠放在水平地面上，的边长为 ，沿水平方向切去厚度为 的部分，并将切去的部分平放在水平地面上（若切完后再切，则切去 的部分叠放在 的上面），剩余部分对水平地面的压强和切去的部分对水平地面的压强随切去厚度 的变化关系如图M-16乙所示，则切去前，对的压力为____，_______ 。图M-16【解析】由题图乙知，切去高度为 时，刚好将完全切掉，即的边长为，此时 对地面的压强。则此时 对地面的压故切去前对的压力为。由题图乙知，沿水平方向切去厚度为时，的边长为，则切去的厚度为 ；剩余部分对水平地面的压强和切去的部分对水平地面的压强相等，则剩余部分对水平地面的压强力，，切去的部分对水平地面的压强 ，结合，解得；为切去前和 整体对地面的压强，则。图M-16图M-1618.如图M-16甲，两个实心正方体、 叠放在水平地面上，的边长为 ，沿水平方向切去厚度为 的部分，并将切去的部分平放在水平地面上（若切完后再切，则切去 的部分叠放在 的上面），剩余部分对水平地面的压强和切去的部分对水平地面的压强随切去厚度 的变化关系如图M-16乙所示，则切去前，对的压力为____，_______ 。166 800四、作图题（每图2分，共6分）19.（1）如图M-17所示是工人借助撬棒来撬动石头，请画出动力 的力臂 。图M-17如答图23所示答图23（2）如图M-18所示，重力为 的木箱静止在斜面上，请在图中作出木箱受到重力的示意图。图M-18如答图24所示答图24（3）如图M-19所示，木块静止在水面上，请画出木块所受浮力的示意图。图M-19如答图25所示答图25五、实验与探究题（每空1分，共25分）图M-1920.（5分）（1）小红在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆静止时如图M-19甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节；实验过程中，应调节使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是________；如图乙所示，在点挂4个钩码，已知每个钩码重 ，应在 点挂________个钩码，可使杠杆在水平位置平衡。（2）某同学在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，设计了如图M-20所示的三次实验，甲、乙用的是相同的长木板，丙用的是与甲、乙材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验时，水平匀速拉动木块，根据________的知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。分析比较________两次实验，可以得出的结论是：接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。图M-20（1）小红在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆静止时如图M-19甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向____（选填“左”或“右”）调节；实验过程中，应调节使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是____________；如图乙所示，在点挂4个钩码，已知每个钩码重 ，应在 点挂___个钩码，可使杠杆在水平位置平衡。左便于测力臂6图M-19（2）某同学在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，设计了如图M-20所示的三次实验，甲、乙用的是相同的长木板，丙用的是与甲、乙材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验时，水平匀速拉动木块，根据__________的知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。分析比较________两次实验，可以得出的结论是：接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。图M-20二力平衡甲、乙21.（6分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：图M-21（1）【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？（2）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关。（3）【进行实验】他们做了如图M-21所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。通过观察________来比较金属球的动能大小。这种研究方法是________。图M-21（4）【分析论证】通过比较甲、丙两次实验，可以探究物体的动能与_________之间的关系。（5）【实践应用】用图M-21甲、乙两实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。图M-21（2）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。速度质量图M-21（3）【进行实验】他们做了如图M-21所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。通过观察__________________来比较金属球的动能大小。这种研究方法是________。物块被推动的距离转换法图M-21（4）【分析论证】通过比较甲、丙两次实验，可以探究物体的动能与______之间的关系。速度图M-21（5）【实践应用】用图M-21甲、乙两实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。超载图M-21图M-2222.（7分）如图M-22所示，是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。（1）压强计使用前，用手指按压橡皮膜时，发现 形管两边液面高度差几乎不变，说明该装置________（选填“漏气”或“不漏气”）。（2）实验中，液体内部压强的大小通过观察形管中液面的________来反映。（3）将压强计金属盒的橡皮膜朝下逐渐浸入水中某一深度处，如图M-22甲所示，则压强计显示的是橡皮膜受到水________（选填“各个方向”“向上”或“向下”）的压强。图M-22（4）比较图M-22乙、丙两实验可得到实验结论：________。图M-22（5）若小华发现，当探头在不同液体中的深度相同时， 形管左右两侧液面的高度差对比不明显，他做了一些改进，不能使两侧液面高度差对比更加明显的是________（填字母代号）。A. 形管中使用密度更小的酒精B.将 形管换成更细的C.烧杯中换密度差更大的液体D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离（6）另一小组的同学改装了形管压强计，如图M-22丁所示， 形管中盛水，其右管标有刻度值，为了便于读数，在 形管右管有一个指示液面位置的实心红色浮标。未测量时，形管水面刚好与 相平，某次实验中当探头放入某液体中，浮标指示在处，、之间的距离是 ，则此时形管左右液面上方气体压强差为________ 。图M-22（7）图M-22丙中，将探头竖直上提适当距离，并向容器中加水使得橡皮膜距离液面高度不变，则压强计 形管左右两侧液面的高度差_______（选择“增大”“减小”“不变”）。图M-22图M-22（1）压强计使用前，用手指按压橡皮膜时，发现 形管两边液面高度差几乎不变，说明该装置______（选填“漏气”或“不漏气”）。漏气（2）实验中，液体内部压强的大小通过观察 形管中液面的________来反映。高度差图M-22（3）将压强计金属盒的橡皮膜朝下逐渐浸入水中某一深度处，如图M-22甲所示，则压强计显示的是橡皮膜受到水______（选填“各个方向”“向上”或“向下”）的压强。向上图M-22（4）比较图M-22乙、丙两实验可得到实验结论：_________________________________________。深度相同时，液体密度越大，液体压强越大图M-22图M-22（5）若小华发现，当探头在不同液体中的深度相同时， 形管左右两侧液面的高度差对比不明显，他做了一些改进，不能使两侧液面高度差对比更加明显的是___（填字母代号）。A. 形管中使用密度更小的酒精B.将 形管换成更细的C.烧杯中换密度差更大的液体D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离图M-22【解析】探头在不同液体中的深度相同，根据可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在烧杯中换密度更大的液体可使 形管左右两侧液面的高度差变大；根据 可知，在压强相同时，在 形管中换用密度更小的酒精可使 形管左右两侧液面的高度差变大；根【答案】B据可知，液体压强与液柱的横截面积无关，故换用更细的 形管不能使两侧液面高度差变大；增加探头在液体中的深度，根据可知，液体密度一定时，探头所处深度变大，所受压强变大，故 形管左右两侧液面的高度差变大。综上可知，选项B符合题意。图M-22（6）另一小组的同学改装了 形管压强计，如图M-22丁所示， 形管中盛水，其右管标有刻度值，为了便于读数，在 形管右管有一个指示液面位置的实心红色浮标。未测量时，形管水面刚好与 相平，某次实验中当探头放入某液体中，浮标指示在处，、 之间的距离是，则此时形管左右液面上方气体压强差为_____ 。图M-22【解析】将橡皮膜放入某液体中， 右管升高，左管下降，左右两管相差，则 形管左右液面上方气体压强差为。图M-22（6）另一小组的同学改装了 形管压强计，如图M-22丁所示， 形管中盛水，其右管标有刻度值，为了便于读数，在 形管右管有一个指示液面位置的实心红色浮标。未测量时，形管水面刚好与 相平，某次实验中当探头放入某液体中，浮标指示在处，、 之间的距离是，则此时形管左右液面上方气体压强差为_____ 。600图M-22（7）图M-22丙中，将探头竖直上提适当距离，并向容器中加水使得橡皮膜距离液面高度不变，则压强计 形管左右两侧液面的高度差______（选择“增大”“减小”“不变”）。减小【解析】液体的压强与液体的密度和深度有关，将压强计的探头竖直上提适当距离，并向容器中加水使得橡皮膜距离水面高度不变，前后两次橡皮膜在水中的深度没有变化，密度减小，因此压强减小，则压强计 形管左右两侧液面的高度差减小。23.（7分）小明用弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水 ，进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，步骤如下：小明先用弹簧测力计测出金属块 的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度，液体均未溢出，并将弹簧测力计的示数记录下来，如图M-23所示。图M-23图M-23（1）物体在②步骤中，受到的浮力大小为________ 。（2）分析步骤①②③，可得出结论：浮力的大小与________有关。（3）分析步骤________，可得出结论：浮力的大小与液体密度有关。（4）物体的体积为________，物体的密度为________ 。（5）若先完成步骤③，再完成步骤①，则测得的浮力将________（选填“偏大”或“偏小”）。（6）分析步骤①④⑤，小明发现：物体 浸没在不同密度的液体中之后，测力计的读数不同，因此弹簧测力计示数的大小可间接反映液体密度的大小。当弹簧测力计的示数为时，物体是浸没在密度为 的水中，可将的刻度处对应标上；同理，在 刻度线处标上盐水的密度值。若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为，则在 的刻度处对应标上此时浸入液体的密度为________。（1）物体在②步骤中，受到的浮力大小为____ 。0.4图M-23（2）分析步骤①②③，可得出结论：浮力的大小与________________有关。排开液体的体积（3）分析步骤________，可得出结论：浮力的大小与液体密度有关。图M-23（4）物体的体积为__________，物体的密度为________ 。图M-23【解析】物体浸没在水中时 ，受到的浮力为，根据 得，物体的密度为。图M-23（4）物体的体积为__________，物体的密度为________ 。图M-23（5）若先完成步骤③，再完成步骤①，则测得的浮力将______（选填“偏大”或“偏小”）。图M-23【解析】若先完成步骤③再完成步骤①，则物体沾有水，导致所测重力偏大，由 可知，测得物体受到的浮力将偏大。偏大图M-23（6）分析步骤①④⑤，小明发现：物体 浸没在不同密度的液体中之后，测力计的读数不同，因此弹簧测力计示数的大小可间接反映液体密度的大小。当弹簧测力计的示数为 时，物体是浸没在密度为的水中，可将的刻度处对应标上 ；同理，在 刻度线处标上盐水的密度值。若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为，则在 的刻度处对应标上此时浸入液体的密度为____ 。图M-23【解析】物体浸没在盐水中时，排开盐水的体积 ，由题图①⑤知，物体浸没在盐水中受到的浮力，则；把物体浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为 ，参考上述的计算步骤可知，则 。图M-23（6）分析步骤①④⑤，小明发现：物体 浸没在不同密度的液体中之后，测力计的读数不同，因此弹簧测力计示数的大小可间接反映液体密度的大小。当弹簧测力计的示数为 时，物体是浸没在密度为的水中，可将的刻度处对应标上 ；同理，在 刻度线处标上盐水的密度值。若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为，则在 的刻度处对应标上此时浸入液体的密度为____ 。0.9六、综合应用题（第24题9分，第25题10分，共19分）24.（9分）新能源汽车以其环保和节能逐渐获得人们的青睐，某新能源汽车质量为（包括司机），汽车在平直公路上以 的速度匀速行驶，行驶过程中受到的阻力为 。求：（1）汽车受到的重力；（2）在上述行驶过程中，汽车牵引力做的功是多少；（3）在上述行驶过程中，汽车发动机的功率。解：（1）汽车受到的重力为（2）汽车匀速行驶，根据二力平衡条件可得，汽车牵引力为汽车在平直公路上以的速度匀速行驶 ，通过的路程为汽车牵引力做的功为（3）汽车发动机的功率为25.（10分）如图M-24甲所示，蓝鲸1号是我国研制的世界最先进的深水半潜式钻井平台。在科技节上，某同学制作了蓝鲸1号的模型，如图M-24乙所示。整个模型受到的重力为 ，模型底部为一个长方体浮箱，浮箱上装有立柱，立柱内空心部分的体积总共为 ，立柱上方为钻井平台。现将模型立柱空心部分装满酒精并放入装有水的薄壁柱形容器中，并在模型底部通过一根轻质细绳固定在容器底部，使模型的平台始终保持水平。图M-24（1）立柱的空心部分总共装了多少千克的酒精？（已知 ）（2）已知整个模型总体积为 ，此时有三分之一的体积露出水面，则模型受到的浮力为多大？细绳拉力为多大？（3）现将酒精逐渐抽出薄辟柱形容器外面，细绳断开，待模型静止后，水对容器底压强的变化量为，已知容器底面积为 ，求抽出酒精的质量。图M-24解：（1）立柱的空心部分所装的酒精质量为图M-24图M-24图M-24图M-24图M-24 展开更多...... 收起↑ 资源列表 32-第十二章-第1节 杠杆.pptx 33-第十二章-第2节 跨学科实践 制作简易杆秤.pptx 34-第十二章-第3节 滑轮.pptx 35-第十二章-第4节 机械效率.pptx 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