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第十二章 简单机械
一、基础知识梳理
（一）杠杆
1、定义：在__________的作用下绕着__________转动的______________叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。
2、 五要素
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：_________________的力。用字母 F1 表示。
③阻力：_________________的力。用字母 F2 表示。
④动力臂：从_________________________的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂：从_________________________的距离。用字母l2表示
3、杠杆的平衡条件：_______________ _。公式：_______________________ __
4、杠杆的分类：省力杠杆：动力臂__ _____阻力臂
等臂杠杆：动力臂_ _____阻力臂
费力杠杆：动力臂_ ______阻力臂
（二） 滑轮
1、定滑轮：使用时，轴________________，叫定滑轮。
特点：_______________杠杆，____________力，但________________方向。
2、动滑轮：使用时，轴___________________移动，叫动滑轮。
强调：实验时要匀速竖直向上拉动弹簧测力计
特点：_________________________杠杆，___________________________的方向。
3、滑轮组：__________________________方向。
使用滑轮组吊起重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的几分之一。
公式：________________________________
若考虑动滑轮的重力（不计绳子自重和摩擦）公式：_________________________
（三）机械效率
1、有用功：我们___________的功。W有
2、额外功：既无利用价值_____________的功。W额
3、总功= ____________ + ____________
4、定义：_________________________的比值叫机械效率。
5、公式： _____________________________
6、实际生活中机械效率总小于_____________，无单位，有%号
二、基础题练习
1、（2020北京）.如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是

2、（2020江苏苏州）所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．核桃夹 C．船桨 D．钓鱼竿
3、（2020湖北宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是
A. 手握的位置靠近把手末端时更费力 B. 砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C. 轮子的中心是杠杆的支点 D. 图中拉力F大于重力G
4、下面是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　）
A. 图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节
B. 图乙中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆
C. 图丙中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉
D. 图丁中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡
5、（2020福建）.如图，小儿垂钓时的鱼竿是_________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，“怕得鱼惊不应人”是因为________可以传声。
6、（2020绥化）小明用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是120kg，独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是( )
A．独轮车是省力杠杆
B．动力臂是0.7m
C．阻力臂是0.3m
D．人手竖直向上的力F的大小是1500N
7、、(2020南京)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图.O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷石球重50N，不计摩擦和杆重
(1) 脚沿与杆垂直方向至少用力F1，才能将石球抬起F1的力臂为___________m，此时舂米工具是一个__________（选填“省力”或“费力”）杠杆.
(2) 脚竖直向下至少用力F2为 __________ N，才能将石球抬起F2和F1的大小关系为F2 ______ F1.
8、.(2020湖北咸宁).下列的工具中，在使用时可以省距离的是（　　）
A. 食品夹 B. 裁纸刀 C. 钢丝钳 D. 托盘天平
9、(2020山东枣庄)一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是（　　）

A. 当t=1s时，木块受到的摩擦力是0
B. 当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C. 当t在4~6s内，拉力F的功率为6W
D. 当t在2~6s内，木块的机械能保持不变
10、.(2019荆州)湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕．在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1 000 N的拉力F向下拉绳，使重1 600 N的重物匀速上升了5 m，此过程中克服绳重和摩擦做功500 J，下列说法中正确的是(　　)
A. 拉力F做功为 5×103 J
B. 缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800 N
C. 动滑轮重为300 N
D. 滑轮组的机械效率为75%
11. (2019铁岭)如图所示，工人用160 N的拉力F将重为300 N木箱10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端．下列说法正确的是(　　)
A. 拉力F做功的功率是16 W
B. 克服木箱重力做功是900 J
C. 斜面的机械效率是62.5%
D. 若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
12.用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2 m/s的速度水平向左匀速运动10 s．已知物体A重500 N，物体A受到的摩擦力为120 N，拉力F的功率为30 W．下列说法正确的是(　　)
A. 绳子自由端移动的距离为2 m
B. 拉力F的大小为40 N
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 滑轮组对物体A所做的功为1 000 J
13、（2020黔南州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，使杠杆水平平衡，如图所示。画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂。

14、（2020聊城）如图是起重机将货物吊起的情景.O为支点，F1为动力，F2为阻力。请画出阻力F2的力臂l2.
15、（2020天水）．如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。


三、基础实验归纳
1、圆梦小组的小明和他的同学们在探究杠杆的平衡条件实验中所用到的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、 质量相同的钩码若干个。
(1)杠杆两端平衡螺母的作用是_______________________．
(2)在挂钩码前，小明发现杠杆左端高右端低(如图甲所示)，接下来应将杠杆左端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调 节，使杠杆在_________位置平衡，这样做的目的是避免____________对实验的影响和便于测量_____________________.
(3)在杠杆两端挂上不同数量的钩码，使杠杆在水平位置平衡，得到的数据如下表：
这四次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是______________________，错误的原因可能是_____________________，由正确 的实验数据总结得出杠杆平衡条件：________________________________________．
(4)此实验多次改变挂在支点O两侧钩码的数量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂和阻力、阻力臂的数据， 其目的是_______________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)．
(5)如右图所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 ______个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一个 小格，则杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.
(6)得到实验结论后，同组的小华利用弹簧测力计代替钩码，设计了如右图所示实验． ①这样做的好处是_____________________，为使杠杆保持水平平衡，且弹簧测力计示 数最小，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是_______________． ②借助杠杆上的刻度线，右侧只使用弹簧测力计，左侧只悬挂重物．若弹簧测力计的量 程是0～2.5 N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知，悬挂的重物最重可达 ________N. ③杠杆平衡后，小华将弹簧测力计向右转过一定角度，如图丙所示沿虚线方向拉动，杠杆重新平衡后，弹簧测力计的示 数________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
(7)小华在完成规定实验后，他们想进一步研究，如果杠杆受到F2 、 F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如右图所示的结果，根据这个结果，可以初步得出，在这种情 况下杠杆的平衡条件为：F1l1＝___________．(F1 、 F2 、 F3的力臂分别为l1、l2、l3)
(8)实验中小华发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验 时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由：_________________________．
(9)接着，小华提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”利用（9）如图戊所示的装置 进行探究，弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码重力为阻力F2，图中拉力F1＝_____N．多次调整力和力臂的大小进行测 量，发现：F1l1总是大于F2l2，其原因是________________________．
(10)杠杆在生活中有很多应用．现欲使如图己所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可以采取的做法______________．
（11）小明测得数据如上表所示。接着小明分析实验数据后得出杠杆的条件是:动力+动力臂=阻力+阳力臂请你对小明的分析折做出评价
2.牛顿小组在“测滑轮组机械效率的实验”中，实验装置如图所示.
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________．
(2)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计.
(3)分析表中数据可知第4次实验是用________(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验，请将表中的两个数据填写完整.
(4)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关. (填实验次数的序号)
(5)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高. (填实验次数的序号)
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_______________________________________________________________.
(7)根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功________(选填“变小”“变大”或“不变”)，原因是__________________________________________________________________________．
(8)该小组同学利用图甲的滑轮组提升相同的物体时，增加物体匀速上升的速度，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
(9)不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是________N.
(10)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数. 你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到________________对滑轮组机械效率的影响.
(11)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与物重的关系．请你对小明同学的观点进行评估：___________________________________________.
答 案
基础知识梳理
（一）杠杆
1、定义：在____力______的作用下绕着____固定点______转动的______________叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。
2、 五要素
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：___使杠杆转动______________的力。用字母 F1 表示。
③阻力：_____阻碍杠杆转动____________的力。用字母 F2 表示。
④动力臂：从____支点到动力作用线_____________________的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂：从_____支点到阻力作用线____________________的距离。用字母l2表示
3、杠杆的平衡条件：
_______动力×动力臂＝阻力×阻力臂__。公式：_____ F1l1=F2l2_____________________
4、杠杆的分类：省力杠杆：动力臂__大于_____阻力臂
等臂杠杆：动力臂__等于_____阻力臂
费力杠杆：动力臂_小于______阻力臂
（二）滑轮
1、定滑轮：使用时，轴___轴固定不动_____________，叫定滑轮。
特点：___等臂____________杠杆，______不省______力，但____可以改变用力____________方向。
2、动滑轮：使用时，轴___轴和重物一起移动__________移动，叫动滑轮。
强调：实验时要匀速竖直向上拉动弹簧测力计
特点：_____动力臂是阻力臂 2倍____________________杠杆，____不可以改变用力的方向_
3、滑轮组：。
使用滑轮组吊起重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重的几分之一。
公式：________________________________
若考虑动滑轮的重力（不计绳子自重和摩擦）公式：__
（三）机械效率
1、有用功：我们_人们有用的_的功。W有
2、额外功：既无利用价值___不 得不做的功。W额
3、总功= _W有___________ + _____W额_______
4、定义：_____有用功W有与总功W总的比值____________________的比值叫机械效率。
5、公式： _____________________________
实际生活中机械效率总小于____1_________，无单位，有%号
二、基础题练习
1、D
2、B
3、C
4、C
5、费力 水
6、AC
7、 1 省力 20 大于
8、A
9、C
10、C
11、C
12、C
13、
14、
15、
三、基础实验归纳
1、（1）调节杠杆在水平位置平衡
（2）左 水平 杠杆自重 力臂
（3） 2 动力臂和阻力臂记反了 F1l1=F2l2_
（4）寻找普遍规律
（5） 6 不能
（6）能直接读出力的大小 垂直杠杆向下 12.5 变大
（7）F2L2+F3L3
（8）不会，因为该力的力臂为0
（9）3.3 实验受杠杆自身重力的影响
（10）向右用电器
（11）只做一次实验，结论具有偶然性
单位不同的物理量不能相加
2、（1）刻度尺
（2）匀速 0.4 80
（3）丁
（4）1、2
（5）2、3
（6）不同滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，机械效率越低
（7）变大，随着物体重力的增加，滑轮和轴之间的摩擦增大，克服摩擦做的额外功增大。
（8）不变
（9）1.4
（10）不正确 摩擦力
（11）没有控制动滑轮重力不变，结论不可靠。
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