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专 题 八 简 单 机 械 　 功 和 功 率
８２
续 表
??????
?????? 动 力 使 杠 杆 转 动 的 力 用 Ｆ 表 示
， “ １”
??????
考 点 一 　 简 单 机 械 阻 力 阻 碍 杠 杆 转 动 的 力 用 Ｆ 表 示
?????? ， “ ２”
一 、杠 杆 力 臂 的 画 法 ??????动 力 臂 从 支 点 到 动 力 作 用 线 的 距 离 用 Ｌ 表 示
， “ １”
口 诀 一 找 支 点 二 找 力 三 画 作 用 线 四 画 力 臂 ??????
， ， ， 阻 力 臂 从 支 点 到 阻 力 作 用 线 的 距 离 用 Ｌ 表 示
?????? ， “ ２”
支 点 杠 杆 可 以 绕 其 转 动 的 点 用 Ｏ 表 示
， “ ” ??????
　　　
二 、滑 轮 ??????
分 类 实 质 图 示 特 点 优 点 ??????
??????
??????
不 省 力 也 可 以 改 变 ??????
定 滑 轮 等 臂 杠 杆
不 费 力 拉 力 方 向 ??????
??????
??????
?????? ，
??????
动 力 臂 为 省 一 半 力 Ｆ的 力 臂 为 Ｌ １ＯＡ １ ，
不 能 改 变 ??????， １＝ ＝ ×１２０ ｃｍ＝６０ ｃｍ
阻 力 臂 ２ ２
动 滑 轮 ２ 拉 力 的 Ｆ １ Ｇ动?????? 根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 可 知
倍 的 省 ＝ （ ＋ ＦＬ１ ＧＬ２，
方 向 ２ ?????? ＝
力 杠 杆 Ｇ物 ＧＬ
） ?????? 可 得 Ｆ ２ ２５０ Ｎ×２４ ｃｍ 。
＝ Ｌ ＝ ＝
１ １００ Ｎ
?????? ６０ ｃｍ
（ ）当 施 加 动 力 Ｆ 垂 直 于 ＯＡ 时 ，Ｆ 的 力 臂 最 大 ，为
?????? ２
ｓ 既 可 以 省
＝ｎｈ ，Ｆ最 小 。
??????１２０ ｃｍ
力 又 可 以 ＧＬ
滑 轮 组 省 力 杠 杆 Ｆ １ ?????? ２
＝ Ｇ动 Ｇ物
ｎ （ ＋ ） Ｆ ×
改 变 拉 ｍｉｎ ２５０ Ｎ ２４ ｃｍ 。
?????? ＝Ｌ ＝ ＝
１ｍａｘ ５０ Ｎ
ｖ绳 ＝ｎｖ物 力 方 向 １２０ ｃｍ
?????? （ ）根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 Ｆ Ｌ Ｆ Ｌ 可 知 ：动 力 臂 Ｌ
３ １ １＝ ２ ２ １
??????和 阻 力 Ｆ 不 变 阻 力 臂 减 小 时 也 将 减 小 故 把 箱
２ ， Ｌ２ ，Ｆ１ 。
例 １ （ 江 苏 南 京 ， ， 分 ）如 图 所 示 为 一 拉 杆 ??????旅 内 较 重 物 品 靠 近 Ｏ点 摆 放 时 ，最 小 动 力 将 变 小 。
　 　 ２０１９ ２５ ４
行 箱 的 示 意 图 将 其 视 为 杠 杆 Ｏ 为 支 点 Ｂ 为 重 心 Ｂ??????Ｃ 解 决 杠 杆 问 题 时 ，应 根 据 杠 杆 的 平 衡 条
。 ， ， ， 　
为 竖 直 方 向 Ａ 为 拉 杆 端 点 已 知 箱 重 为 ＯＡ ??????为 件 寻 找 出 对 应 物 理 量 或 确 定 相 关 物 理 量 的 变 化 情 况 进
， 。 ２５０ Ｎ， ， ，
ＯＣ为 ??????行 求 解
１２０ ｃｍ， ２４ ｃｍ。 。
??????
??????考 点 二 　 功 、功 率 、机 械 效 率
??????一 、不 做 功 的 三 种 情 况
?????? 分 类 举 例
??????
物 体 悬 挂 不 动 受 重 力 和 拉 力 两 力 不 做 功
??????有 力 没 距 离 ① ， ，
水 平 面 上 推 或 拉 大 石 头 石 头 不 动 力 不 做 功
?????? ② ， ， ，
物 体 不 受 一 切 外 力 做 匀 速 直 线 运 动 没 有 力 对 物 体
图 中 在 Ａ 点 沿 图 示 方 向 施 加 动 力 Ｆ 箱 子 静 止 ??????有 距 离 没 力 ， ，
（１） ， 。 做 功
则 动 力 Ｆ的 力 臂 为 大 小 为 ??????
　 　 　 　 ｃｍ， 　 　 　 　 Ｎ。
手 提 水 桶 在 水 平 方 向 移 动 了 距 离 手 的 拉 力 和 水 桶
使 拉 杆 箱 在 图 示 位 置 静 止 的 最 小 动 力 ??????为 有 力 ，有 距 离 ① ， ，
（２） 重 力 不 做 功
??????但 力 与 运 动
　 　 　 　 Ｎ。 水 平 地 面 上 滚 动 的 足 球 重 力 和 支 持 力 不 做 功
方 向 垂 直 ② ，
生 活 中 常 把 箱 内 较 重 物 品 靠 近 Ｏ 点 摆 放 这 ??????样 斜 面 上 下 滑 的 物 体 支 持 力 不 做 功
（３） ， ， ?????? ③ ，
使 拉 杆 箱 在 图 示 位 置 静 止 的 最 小 动 力 将 选 填
　 　 　 　 （ ??????二 、功 、功 率 和 机 械 效 率 的 区 别 与 联 系
变 大 变 小 或 不 变
“ ”、“ ” “ ”）。 ??????物 理 量 物 理 意 义 定 义 符 号 公 式 单 位 说 明
?????? 有 力 作 用 在 物
体 上
?????? ，并 且 物
做 功 即 能 体 在 力 的 方 向
??????功 Ｗ Ｗ Ｆｓ 功 率 大 小 由 功 和
量 的 转 化 上 移 动 了 一 段 ＝ Ｊ １．
?????? 时 间 计 算 可 得
距 离 就 说 力
答 案 （ ） （ ） （ ）变 小 ， ．功 率 和 机 械 效 率
　 　 　 １ ６０　 １００　 ２ ５０　 ３ ?????? 对 物 体 做 了 功 ２
解 析 （ ）如 图 所 示 ，根 据 力 臂 定 义 作 出 动 力 Ｆ的 力 是 两 个 不 同 的 物
　 １ ?????? 功 与 做 功 所 Ｐ Ｗ Ｗ 理 量 它 们 之 间 没
臂 ＯＤ，可 知 ＯＤ为 直 角 三 角 形 °角 所 对 的 直 角 边 ，等 于 功 率 做 功 的 快 慢 Ｐ ＝ ｔ ，
３０ ?????? 用 时 间 之 比 ｋＷ
Ｆｖ 有 直 接 关 系
斜 边 ＯＡ的 一 半 ， ＝
?????? ＭＷ
机 械 反 映 机 械 性 有 用 功 与 Ｗ有
?????? η η 无
效 率 能 的 物 理 量 总 功 的 比 值 ＝Ｗ总
??????
　
三 、四 种 常 见 情 况 中 的 功 和 机 械 效 率 ?????? 例 ２ （ 重 庆 ， ， 分 ）用 图 中 的 滑 轮 组 将 一 个
　 　 ２０１９ Ａ １１ ２
条 件 Ｗ有 Ｗ额 Ｗ总 η ??????重 为 的 物 体 沿 竖 直 方 向 在 内 匀 速 提 升 所
１８０ Ｎ １０ ｓ ２ ｍ，
??????用 的 拉 力 为 内 拉 力 Ｆ的 功 率 为 该
１００ Ｎ，１０ ｓ 　 　 　 　 Ｗ，
??????滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 ％
Ｗ有 Ｇｈ 　 　 　 　 。
Ｗ总 ＝Ｆｓ或 η ??????
＝Ｗ总 ＝Ｆｓ
Ｗ ??????
有 ＝ Ｗ额 ＝ Ｗ总 ＝Ｗ有 ＋ Ｇｈ
物 体 匀 速 移 动 、 Ｇｈ Ｇ动 ｈ Ｗ额 或 Ｗ总 ＝Ｇｈ Ｇ动 ｈ ??????
＝ ＋
拉 力 Ｆ 物 体 上 ??????
、 Ｇｈ＋Ｇ动 ｈ Ｇ
升 高 度 ｈ 物 重
、 Ｇ ＝Ｇ Ｇ动
、 ＋ ??????
动 滑 轮 重 Ｇ动 ??????
拉 力 Ｆ移 动 距 离 ｓ ??????
??????
Ｗ有
η Ｇｈ ??????
＝Ｗ总 ＝Ｆｓ＝??????
Ｇｈ Ｇ
或
Ｆ·ｎｈ＝ｎＦ ??????
Ｗ有 ＝ Ｗ额 ＝ Ｗ总 ??????
＝Ｆｓ＝Ｆ·ｎｈ η Ｇｈ
Ｇｈ Ｇ动 ｈ Ｇｈ Ｇ动 ｈ ＝Ｇｈ＋Ｇ动 ｈ ??????
物 体 匀 速 移 动 ＝ ＋ 答 案
、 Ｇ ??????
拉 力 Ｆ 物 体 上 ＝Ｇ Ｇ动 　 　 　 ６０　 ６０
、 ＋ ?????? Ｗ总 Ｆｓ
升 高 度 ｈ 物 重 注 为 与 动 滑 轮 解 析 拉 力 的 功 率 Ｐ １００ Ｎ×３×２ ｍ
、 Ｇ、 ：ｎ ?????? 　 ＝ ｔ ＝ ｔ ＝ ＝
动 滑 轮 重 Ｇ动 相 连 的 绳 子 股 数 １０ ｓ
拉 力 Ｆ移 动 距 离 ??????
ｓ Ｗ有 Ｇｈ
?????? ；该 滑 轮 组 的 机 械 效 率 η ％ ％
６０ Ｗ ＝Ｗ总 ×１００ ＝ Ｆｓ×１００ ＝
Ｗ有 ??????
η Ｇ
＝Ｗ总 ＝ ?????? ％ １８０ Ｎ ％ ％。
×
ｆｓ ｎＦ １００ ＝ ×１００ ＝６０
物 ｆｓ物 ３×１００ Ｎ
拉 力 Ｆ 物 重 ??????
、 Ｇ、 Ｗ有 ＝ Ｗ总 ＝Ｆｓ＝ Ｆｓ＝Ｆ ｎｓ物 ＝
物 体 匀 速 移 动 时 与 ·
ｆｓ物 ——— ??????
Ｆ ｎｓ物 ｆ
地 面 间 的 摩 擦 力 ·
ｆ 物 体
、 ｎＦ ??????
移 动 距 离 ｓ物 拉 力
、 注 为 与 动 滑 轮 ??????
：ｎ
Ｆ移 动 距 离 ｓ 相 连 的 绳 子 股 数 ??????
??????
??????
Ｗ有 Ｇｈ ??????
Ｗ有 Ｗ额 Ｗ总 Ｆｌ或 η＝ 或
Ｗ总 ＝ Ｆｌ ??????
拉 力 Ｆ 物 重
、 Ｇ ＝ ＝ ＝
、 Ｇｈ ｆｌ Ｗ总 Ｇｈ ｆｌ Ｇｈ ??????
斜 面 长 ｌ 斜 面 高 ＝ ＋ η
、 ＝Ｇｈ ｆｌ
ｈ 物 体 匀 速 移 动 时 ＋ ??????
、
与 斜 面 间 摩 擦 力 为 ｆ ??????
??????
说 明 不 计 绳 重 和 摩 擦 ??????
??????
８４
方 法 　 求 （画 ）最 小 力 的 方 法 ??????加 在 Ａ点 最 小 的 力 为 ＦＡ 若 力 施 加 在 Ｂ 点 或 Ｃ 点 最 小
， ； ，
原 理 分 类 最 大 动 力 臂 说 明 ??????的 力 分 别 为 ＦＢ ＦＣ 且 ＡＢ ＢＯ ＯＣ 下 列 判 断 正 确 的 是
、 ， ＝ ＝ 。
??????
Ｆ１Ｌ１＝Ｆ２Ｌ 根 据 动 力 和
２? Ｆ 作 用 支 点 到 Ｆ 作 用 点 的 距 （　 　 ）
① １ １ 阻 力 作 用 下??????
Ｆ Ｌ 点 确 定 离 为 最 大 动 力 臂
Ｆ ２ ２
１＝ 杠 杆 保 持??????
Ｌ１ 找 出 杠 杆 离 支 点 最 远 平 衡 从??????
Ｆ２Ｌ２一 定 Ｌ 最 Ｆ 作 用 “ ”，
， １ ② １ 的 点 支 点 到 最 远 点 的 而 确 定 动 力??????
大 时 Ｆ１最 小 点 不 定 ，
距 离 为 最 大 动 力 臂 的 方 向 ??????
例 （ 吉 林 长 春 ， ， 分 ）悬 挂 重 物 Ｇ 的 轻 质 ??????杠
　 　 ２０１８ １０ ２ Ｆ Ｇ Ｆ Ｇ
杆 在 力 的 作 用 下 倾 斜 静 止 在 如 图 所 示 的 位 置 若 力 ??????施 Ａ Ｂ
Ａ． ＞ Ｂ． ＝
， 。 ?????? ＦＣ Ｇ ＦＢ ＦＣ
Ｃ． ＜ Ｄ． ＞
　　　
??????得 ，ＦＧ ＯＤ ＦＡ ＯＡ ＦＢ ＯＢ ＦＣ ＯＣ，又 因 为 ＯＡ ＯＢ
× ＝ × ＝ × ＝ × ＞ ＝
??????ＯＣ ＯＤ，所 以 ＦＡ ＦＢ ＦＣ Ｇ，故 、 、 选 项 错 误 ， 正 确 。
＞ ＜ ＝ ＜ Ａ Ｂ Ｄ Ｃ
??????
??????
??????
答 案 Ｃ 如 图 所 示 ，ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ 分 别 为 作 用 在 Ａ、Ｂ??????、
　 　 　 　
Ｃ的 最 小 力 ，ＯＤ 为 ＦＧ 的 力 臂 ，ＦＧ Ｇ，根 据 杠 杆 平 衡 条 ??????件
＝
８４
实 验 一 　 探 究 杠 杆 平 衡 条 件 ?????? 调 节 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 后 进
　 　 （２） ，
提 出 ??????行 如 图 所 示 的 实 验 用 量 程 为 的 弹 簧
当 杠 杆 受 力 平 衡 时 应 满 足 什 么 条 件 ， ５ Ｎ
问 题 ， ??????测 力 计 在 Ａ 点 竖 直 向 上 拉 如 图 中 Ｍ 所
（
探 究 ??????示 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 时 弹 簧 测 力
杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 ）， ，
条 件 ??????计 的 示 数 为 ． 若 弹 簧 测 力 计 斜 向 上
２ ５ Ｎ；
实 验 ??????拉 如 图 中 Ｎ 所 示 杠 杆 在 水 平 位 置 平
杠 杆 支 架 钩 码 刻 度 尺 （ ），
器 材 、 、 、 ??????衡 时 弹 簧 测 力 计 的 示 数 填 大 于 或 小 于
?????? ， 　 　 　 　 （ “ ” “ ”）
调 节 杠 杆 两 端 的 平 衡 螺 母 让 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡
实 验 前 ， ， ． 此 时 拉 力 的 方 向 与 竖 直 方 向 的 最 大 夹 角 为
杠 杆 哪 端 高 平 衡 螺 母 就 向 哪 个 方 向 调 即 左 高 左 调 ??????２ ５ Ｎ， 　 　 　
调 节 ， ， 填 ° ° 或 °
右 高 右 调 ??????　 （ “３０ ”“４５ ” “６０ ”）。
杠 杆 上 每 个 平 衡 螺 母 的 质 量 为 ｍ 杠 杆 的 总 质 量
在 已 调 节 平 衡 的 杠 杆 两 端 挂 不 同 数 量 的 钩 码 移?????? （３） ，
（１） ， 含 两 个 平 衡 螺 母 为 ｍ 实 验 前 调 节 杠 杆 在 水 平 位
动 钩 码 的 位 置 使 杠 杆 平 衡 支 点 两 边 钩 码 的 重 力 分??????
， 。 （ ） ５０ 。 ，
实 验 别 为 动 力 Ｆ１和 阻 力 Ｆ２ 用 刻 度 尺 测 量 出 动 力 臂 Ｌ 和??????置 平 衡 的 过 程 中 若 只 将 右 端 的 平 衡 螺 母 移 动 了 距 离 Ｌ
， １ ， ，
步 骤 阻 力 臂 Ｌ２ 记 录 在 表 格 中 ??????则 调 节 前 后 杠 杆 含 两 个 平 衡 螺 母 的 重 心 在 杆 上 移 动 的
， 。 （ ）
实 验 改 变 力 和 力 臂 的 数 值 多 次 实 验 并 将 数 据 填 入?????? Ｌ Ｌ Ｌ
（２） ， ， 距 离 为 填 或
过 程 表 格 ?????? 　 　 　 　 （ “ ”“ ” “ ”）。
５０ ４９ ４８
??????
实 验 动 力 Ｆ１ 动 力 臂 Ｌ１ 阻 力 Ｆ２ 阻 力 臂 Ｌ２??????
序 号
记 录 （Ｎ） （ｃｍ） （Ｎ） （ｃｍ） ??????
??????
表 格 １ ?????? Ｌ
２ 答 案 （ ）平 衡 右 （ ）大 于 ° （ ）
??????　 　 　 １ 　 　 ２ 　 ６０ 　 ３
３ ５０
?????? 解 析 （ ）杠 杆 处 于 静 止 状 态 时 杠 杆 平 衡 ；当 杠 杆 静
?????? 　 １
实 验 止 时 ，发 现 杠 杆 左 端 低 、右 端 高 ，为 让 杠 杆 在 水 平 位 置 平
杠 杆 平 衡 的 条 件 动 力 乘 以 动 力 臂 等 于 阻 力 乘 以 阻 力 臂
结 论 ： ??????衡 ，这 时 应 将 平 衡 螺 母 向 右 调 节 。
杠 杆 的 ??????
让 杠 杆 的 重 心 落 在 支 点 上 排 除 杠 杆 自 身 重 力 对 实 （ ）弹 簧 测 力 计 沿 竖 直 方 向 拉 ，其
支 点 处 ， ?????? ２
验 的 影 响 读 数 为 ． ，若 拉 力 Ｆ倾 斜 ，如 图 所 示 。
于 中 央 ?????? ２ ５ Ｎ
此 时 Ｆ 的 力 臂 变 短 ，根 据 杠 杆 的 平
实 验 水 平 位 ??????
评 估 便 于 测 量 力 臂 ??????衡 条 件 知 ，力 变 大 ，弹 簧 测 力 计 的 示 数 大
置 平 衡 ??????于 ． ；随 着 倾 角 的 增 大 ，弹 簧 测 力 计
多 次 ２ ５ Ｎ
避 免 实 验 结 果 的 偶 然 性 得 出 普 遍 性 结 论 ??????的 示 数 越 来 越 大 ，弹 簧 测 力 计 的 量 程 为
实 验 ， ?????? ，即 拉 力 最 大 为 ，根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 Ｆ Ｌ Ｆ Ｌ ，
５ Ｎ ５ Ｎ １ １＝ ２ ２
例 １ （ 新 疆 ， ， 分 ）在 探 究 杠 杆 平 衡 条 件 ??????当 阻 力 和 阻 力 臂 不 变 时 ，动 力 变 为 原 来 的 二 倍 ，则 动 力 臂
　 　 ２０１９ ２０ １０ “ ”
的 实 验 中 ??????
： ??????变 为 原 来 的 二 分 之 一 ，即 ＯＢ １ ＯＡ，三 角 形 的 直 角 边 等
实 验 前 杠 杆 静 止 时 发 现 杠 杆 左 端 低 右 端 高 ＝
（１） ， ， 、 ??????， ２
此 时 杠 杆 处 于 填 平 衡 或 非 平 衡 状 态 为 于 斜 边 的 一 半 ，此 直 角 边 对 应 的 角 为 °，所 以 拉 力 与 竖
　 　 　 　 （ “ ” “ ”） ，?????? ３０
使 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 应 将 杠 杆 右 端 的 平 衡 螺 母 向 直 方 向 的 最 大 夹 角 为 °。
， ??????　 ６０
填 左 或 右 调 节 （ ）设 杠 杆 的 总 长 度 为 ａ，平 衡 螺 母 不 移 动 时 ，杠 杆
　 　 　 （ “ ” “ ”） 。 ?????? ３ ４
的 重 心 在 杠 杆 的 中 点 ，当 右 端 的 平 衡 螺 母 移 动 Ｌ，设 重 心
??????
??????移 动 的 距 离 为 ｘ，根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 可 知 ，ｍ（ ａ ｘ）
２ ＋ ＋
　　
２４ｍ（ ａ ｘ） ｍ（ ａ ｘ） ｍ（ ａ ｘ Ｌ），化 简 得 ｘ Ｌ，则 续 表
２ ＋ ＝ ２４ ２ － ＋ ２ － ＋ ５０ ＝ ??????
Ｌ ?????? 实 验 滑 轮 组 相 同 的 钩 码 若 干 铁 架 台 细 绳 弹 簧 测 力 计
ｘ 。 、 、 、 、 、
＝ ?????? 器 材 刻 度 尺
５０
变 式 训 练 １ （ 湖 北 武 汉 ， ， 分 ）如 图 是 探 ??????究
　 　 　 ２０１８ ２４ ４
杠 杆 平 衡 条 件 的 几 个 实 验 情 景 ??????
。
??????
??????
?????? 实 验
?????? 装 置
??????
挂 钩 码 前 杠 杆 在 如 图 甲 所 示 的 位 置 静 止 此 ??????时
（１） ， ，
杠 杆 选 填 达 到 或 没 有 达 到 平 衡 状 态 ??????接 实 验
　 　 　 　 （ “ ” “ ”） ，??????过 程
下 来 应 向 选 填 左 或 右 调 节 杠 杆 两 端 的
　 　 　 　 （ “ ” “ ”） 实 验
?????? 控 制 变 量 法
螺 母 使 杠 杆 保 持 水 平 并 静 止 方 法
， 。 ??????
如 图 乙 所 示 Ａ 点 挂 有 个 质 量 均 为 的 钩 用 弹 簧 测 力 计 测 量 出 钩 码 的 重 力 Ｇ
（２） ， ２ ５０ ｇ ?????? （１）
码 为 了 让 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 应 在 Ｂ 点 挂 个 按 装 置 图 把 滑 轮 组 安 装 好 并 记 下 钩 码 和 绳 子 末 端
， ， 　 　 　 　 ?????? （２） ，
质 量 均 为 的 钩 码 ｇ 的 位 置
５０ ｇ 。 （ ＝１０ Ｎ／ｋｇ） ??????
将 杠 杆 的 支 点 移 到 如 图 丙 所 示 的 位 置 为 了 让 杠 竖 直 向 上 匀 速 拉 动 弹 簧 测 力 计 使 钩 码 上 升 读 出
?????? 实 验 （３） ， ，
（３） ，
其 示 数 Ｆ 并 用 刻 度 尺 测 出 钩 码 上 升 的 距 离 ｈ和 绳 子 末
杆 在 水 平 位 置 平 衡 请 你 在 杠 杆 上 画 出 最 小 动 力 Ｆ 的 ??????示 步 骤 ，
， 端 移 动 的 距 离 ｓ
意 图 ??????
。 分 别 算 出 有 用 功 Ｗ有 总 功 Ｗ总 和 机 械 效 率 将 各 项
答 案 （４） 、 ，
（ ）达 到 右 （ ） （ ）最 小 动 力 Ｆ 的 ??????示
　 １ 　 　 ２ ３　 ３ 数 据 填 入 表 格
意 图 如 图 所 示 ??????
增 加 被 提 升 钩 码 的 个 数 重 复 以 上 步 骤
?????? （５） ，
?????? 钩 码 绳 端
绳 端
钩 码 上 升 有 用 功 移 动 总 功 机 械
?????? 次 数 的 拉
重 ／ 的 高 Ｗ ／ 的 距 Ｗ ／ 效 率
?????? Ｎ 有 Ｊ 总 Ｊ η
实 验 记 录 力 Ｆ／
度 ／ Ｎ
离
ｍ ｓ／ｍ
??????过 程 表 格
?????? １
解 析 （ ）杠 杆 在 如 图 甲 所 示 的 位 置 静 止 ，此 时 杠 杆 ２
　 １ ??????
达 到 平 衡 状 态 ，只 不 过 不 是 在 水 平 位 置 平 衡 。 要 让 杠 ??????杆 ３
在 水 平 位 置 平 衡 ，应 向 右 调 节 杠 杆 两 端 的 螺 母 。 ?????? 匀 速 向 上 拉 动 弹 簧 测 力 计 目 的 是 保 证 弹 簧 测 力 计 的 示 数
（１） ，
（ ）由 图 乙 知 ， ??????注 意 Ｆ大 小 不 变
２
Ｆ －３ ??????事 项 多 次 测 量 的 目 的 是 进 行 一 些 必 要 的 比 较 从 而 得 出 影 响 机
１＝２×５０×１０ ｋｇ×１０ Ｎ／ｋｇ＝１ Ｎ （２） ，
Ｌ 为 三 格 的 长 度 为 两 格 的 长 度
１ ，Ｌ ?????? 械 效 率 大 小 的 因 素
２
根 据 杠 杆 的 平 衡 条 件 Ｆ 得 ??????实 验 使 用 同 一 个 滑 轮 组 提 升 不 同 的 重 物 时 重 物 越 重 滑 轮 组 的 机
１Ｌ１ Ｆ Ｌ
＝ ２ ２ ， ，
??????结 论 械 效 率 越 大
Ｆ ×
２ １ Ｎ ３
＝ ＝１．５ Ｎ ??????
实 验 在 上 面 实 验 的 基 础 上 换 用 不 同 的 滑 轮 组 提 起 相 同 的
２ ?????? ，
个 钩 码 的 重 力 Ｇ －３ 补 充 过 程 重 物
１ ＝５０×１０ ｋｇ×１０ Ｎ／ｋｇ＝０．５ Ｎ ??????
Ｆ 实 验 实 验 使 用 不 同 的 滑 轮 组 提 升 相 同 的 重 物 时 动 滑 轮 越 重 滑
ｎ ２ ，即 应 在 Ｂ 点 挂 个 质 量 均 为 的 钩 码 ??????， ， ，
＝ Ｇ ＝３ ３ ５０ ｇ 结 论 轮 组 的 机 械 效 率 越 小
??????
才 能 让 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 。 例 ２ （ 黑 龙 江 绥 化
?????? ， ， 分 ）如 图 是 智 慧 小 组
　 　 ２０１９ ２９ ５
（ ）动 力 要 最 小 ，动 力 的 力 臂 必 须 最 长 。 在 杠 杆 中 ??????寻 测 滑 轮 组 的 机 械 效 率 的 实 验 装 置 测 得 的 实 验 数 据
３ “ ” 。
找 作 用 点 ，根 据 力 臂 最 长 画 出 Ｆ，如 答 案 图 所 示 。 ??????如 表 。
??????
实 验 二 　 探 究 影 响 滑 轮 组 机 械 效 率 的 因 素 ??????
实 验 Ｗ有 Ｇｈ
η ??????
原 理 ＝Ｗ总 ＝Ｆｓ ??????
　　　
??????力 小 于 智 慧 小 组 ，则 克 服 动 滑 轮 重 力 做 的 功 减 小 ，额 外 功
??????减 小 ，机 械 效 率 变 大 ， 符 合 题 意 。 故 选 。
Ｃ Ｃ
?????? 变 式 训 练 ２ （ 湖 北 随 州 ， ， 分 ）物 理 实 验 兴
　 　 　 ２０１９ ３２ ４
??????趣 小 组 间 开 展 竞 赛 活 动 甲 组 出 题 乙 组 用 实 验 的 方 法 解
，
??????答 甲 组 用 布 帘 将 一 个 滑 轮 组 遮 蔽 如 图 乙 组 同 学 通
?????? 。 （ ），
过 测 量 滑 轮 组 下 方 所 挂 重 物 重 力 为 Ｇ 重 物 被 匀 速 提 升
?????? ： ，
的 高 度 为 Ｈ 乙 组 同 学 施 加 在 滑 轮 组 绕 绳 的 自 由 端 的 拉 力
?????? ，
为 Ｆ 该 自 由 端 移 动 的 距 离 为 ｈ 通 过 组 实 验 数 据 见
?????? ， ； ３ （
表 乙 组 同 学 探 究 出 布 帘 背 后 的 秘 密
?????? ） “ ”。
??????
实 验 物 重 物 体 上 升 拉 力 绳 端 移 动 机 械 ??????
次 数 Ｇ／ 高 度 ｈ／ Ｆ／ 距 离 ｓ／ 效 率 η??????
Ｎ ｍ Ｎ ｍ ??????
． ． ． ． ％
１ １ ０１ ０６ ０３ ５５６ ??????
． ． ． ． ％
２ ２ ０１ １０ ０３ ６６７ ??????
． ． ．
３ ４ ０１ １８ ０３ ??????
实 验 过 程 中 应 竖 直 向 上 拉 动 弹 簧 ??????测
　 　 （１） ， 　 　 　 　 实 验 次 数 １ ２ ３
力 计 ??????
。 Ｇ／ ． ． ．
Ｎ ５０ ８０ １１０
第 三 次 实 验 中 滑 轮 组 的 机 械 效 率 是 ??????
（２） 　 　 　 　 。?????? Ｆ／ ． ． ．
分 析 表 中 实 验 数 据 可 知 同 一 滑 轮 组 物 重 Ｎ ２０ ３０ ４１
（３） ， ， 　 ??????　 Ｈ／ ． ． ．
滑 轮 组 的 机 械 效 率 越 高 ｃｍ １００ １５０ ２００
　 　 ， 。 ?????? ｈ／ ． ． ．
若 在 第 三 次 实 验 中 物 体 上 升 的 速 度 为 ． ｃｍ ３０１ ４５１ ６０２
（４） ， ０ １ ｍ／??????ｓ，
则 拉 力 Ｆ的 功 率 为 假 设 你 是 乙 组 成 员 请 判 断 动 滑 轮 实 际 被 使 用 的 个
　 　 　 　 Ｗ。 ??????　 　 ， ：
创 新 小 组 也 利 用 重 为 的 物 体 进 行 了 数 是 选 填 一 个 或 两 个 滑 轮 组 中 所 有 的
（５） １ Ｎ、２ Ｎ、４ Ｎ ?????? 　 　 　 　 （ “ ” “ ”）；
三 次 实 验 每 次 测 得 的 机 械 效 率 均 大 于 智 慧 小 组 的 测 量 动 滑 轮 及 动 滑 轮 间 连 接 物 总 重 力 约 为 选 填
??????
， （ ） 　 　 　 　 （
值 则 创 新 小 组 测 量 值 偏 大 的 原 因 可 能 是 ??????填 或 当 提 升 重 物 重 力 为 Ｇ ． 时
， 　 　 　 　 。 （ “１ Ｎ”、“２ Ｎ” “３ Ｎ”）； ＝４ ０ Ｎ ，
字 母 ??????该 滑 轮 组 的 机 械 效 率 最 接 近 选 填 ％
） 　 　 　 　 （ “８０ ”、
测 拉 力 时 弹 簧 测 力 计 未 调 零 指 针 指 在 零 刻 度 ??????线 ％ 或 ％ 乙 组 同 学 发 现 实 验 数 据 不 像 理 想 模
Ａ． ， ， “３３ ” “２５ ”）； “
下 方 ??????型 那 样 完 美 请 你 提 出 一 条 产 生 误 差 的 原 因
” ， ：　 　 　 　
??????
弹 簧 测 力 计 每 次 拉 动 物 体 时 均 加 速 上 升
Ｂ． ??????　 　 　 　 　 　 　 　 。
所 使 用 的 动 滑 轮 的 重 力 小 于 智 慧 小 组 答 案 一 个 ％ 绳 与 轮 （轮 与 轴 ）之 间 存
Ｃ． ?????? 　 　 １ Ｎ　 ８０ 　
答 案 （ ）匀 速 （ ） ． ％ （ ）越 大 （ ） ． 在 摩 擦
　 １ 　 ２ ７４ １ 　 ３ 　 ４ ０ ５４??????　
（ ） ｈ ．
５ Ｃ ?????? 解 析 绳 子 的 有 效 段 数 ｎ １ ３０ １ ｃｍ ，故 动 滑
解 析 （ ）实 验 过 程 中 ，应 竖 直 向 上 匀 速 拉 动 弹 簧 测 　 ＝Ｈ ＝
１ ≈３
　 １ ?????? １０．０ ｃｍ
力 计 ，系 统 处 于 平 衡 状 态 ，拉 力 的 大 小 等 于 测 力 计 示 数 ； 轮 实 际 被 使 用 的 个 数 是 一 个 （若 是 两 个
?????? ，有 效 段 数 为 或
４
Ｗ有 ??????）；
（ ）第 三 次 实 验 中 滑 轮 组 的 机 械 效 率 是 η ５
２ ＝Ｗ总 ??????＝ Ｇ Ｇ动
若 不 考 虑 绳 重 及 摩 擦 ，则 Ｆ ＋ ，滑 轮 组 中 所 有 动
Ｇｈ ?????? ＝
４ Ｎ×０．１ ｍ ． ％； ３
Ｆｓ＝ ． ≈７４ １ ??????滑 轮 （及 动 滑 轮 间 连 接 物 ）总 重 力 约 为 Ｇ动 Ｆ Ｇ
１ ８ Ｎ×０．３ ｍ ＝ ３ １－ １＝
（ ）纵 向 分 析 表 中 实 验 数 据 可 知 ，同 一 滑 轮 组 ，物 ??????重 ，即 滑 轮 组 中 所 有 动 滑 轮 （及 动 滑 轮 间 连
３ ２ Ｎ×３－５ Ｎ＝１ Ｎ
越 大 ，滑 轮 组 的 机 械 效 率 越 高 ； ??????接 物 ）总 重 力 约 为 ；
?????? １ Ｎ
（ ）若 在 第 三 次 实 验 中 ，Ｆ ． ，物 体 上 升 的 速 度 为 Ｗ有
４ ＝１ ８ Ｎ ?????? 由 表 中 数 据 知 ，第 次 实 验 的 机 械 效 率 为 η
． ，则 绳 子 自 由 端 的 速 度 ｖ ． ， １ ＝Ｗ总 ＝
０ １ ｍ／ｓ ＝３×０ １ ｍ／ｓ＝０．３ ｍ／ｓ ??????
Ｗ Ｆｓ Ｇ ｈ ．
则 拉 力 Ｆ的 功 率 为 Ｐ Ｆｖ ． ??????１ １ ５ Ｎ×０ １ ｍ ． ％，因 机 械 效 率 随 提 升 物 重 的
＝ ｔ ＝ ｔ ＝ ＝１ ８ Ｎ×０．３ ｍ／ｓ＝
??????Ｆ１ｓ ＝
１ ． ． ≈８３ １
２ ０ Ｎ×０ ３０１ ｍ
； 减 小 而 变 小 ，当 提 升 重 物 重 力 为 Ｇ ． 时 ，该 滑 轮 组 的
０．５４ Ｗ ?????? ＝４ ０ Ｎ
（ ）测 拉 力 时 ，弹 簧 测 力 计 未 调 零 ，指 针 指 在 零 刻 度 机 械 效 率 应 略 小 于 ． ％，故 最 接 近 ％；
５ ?????? ８３ １ ８０
线 下 方 ，则 拉 力 测 量 值 偏 大 ，机 械 效 率 偏 小 ， 不 符 合 ??????题 乙 组 同 学 发 现 实 验 数 据 不 像 “理 想 模 型 ”那 样 完 美 ，
Ａ
意 ；弹 簧 测 力 计 每 次 拉 动 钩 码 时 均 加 速 上 升 ，则 拉 力 测 ??????量 产 生 误 差 的 原 因 是 绳 与 轮 （轮 与 轴 ）之 间 存 在 摩 擦 。
值 偏 大 ，机 械 效 率 偏 小 ， 不 符 合 题 意 ；使 用 的 动 滑 轮 的 ??????重
Ｂ

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