資源簡介

3.3認識簡單機械(1)
學習指要
一、知識要點
1．杠桿：一根硬棒，在力的作用下如果能繞固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。杠桿可以是直的，也可以是彎的。
2．杠桿的五要素
(1)支點：使杠桿繞著轉動的固定點O。
(2)動力：使杠桿轉動的力F 1。
(3)阻力：阻礙杠桿轉動的力F 2。
(4)動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離 l 1。
(5)阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離l 2。
二、重要提示
1．杠桿可以是直的，也可以是彎的。
2．力臂是支點到力的作用線的垂直距離，而不是支點到力的作用點的距離。
3．畫力臂的步驟：(1)找支點；(2)作力的作用線；(3)從支點向力的作用線畫垂線；(4)標出力臂。
科學廣場
阿基米德的杠桿原理
阿基米德將自己關在一間小屋里，正夜以繼日地寫作《浮體論》。這天突然闖進一個人來，一進門就連忙喊道：“哎呀!老先生原來躲在這里，國王正調動大批人馬，在全城四處找你呢。”原來羅馬人從海陸兩路向這個城邦攻過來，國王嚇得沒了主意。當他找到阿基米德時，恨不得向他下跪，說道：“啊，親愛的阿基米德，你是一個最聰明的人，先王在世時說過你都能推動地球。”這是說他在亞歷山大留學時候的事，他看到埃及農民提水用的吊桿和奴隸們撬石頭用的撬棍并從中受到啟發，發現可以借助_種杠桿來達到省力的目的，而且發現，手握的地方到支點的這一段距離越長，就越省力氣。由此他提出了這樣一個定理：力臂和力(重量)的關系成反比，這就是杠桿原理。用我們現在的表達方式表述就是：F 1l 1=F 2l 2。為此，他曾給當時的國王亥尼珞寫信說：“我可以不費吹灰之力就可以移動任意重量的東西；只要給我一個支點，給我一根足夠長的杠桿，我連地球都可以推動。”
阿基米德制造了特大的弩弓——發石機，這么大的弓，人是根本拉不動的，他就利用了杠桿原理。只要將弩弓上轉軸的搖柄搖動，弓弦就能帶動載石裝置，把石頭高高地拋出城外，可落在1000多米遠的地方，經過這場大戰，羅馬人損兵折將，還白白丟了許多武器和戰船。可是卻連阿某米德的面都沒見到。
解題指導
【例題】如圖3—4所示是一輛搬運東西的斗車，請在旁邊畫出杠桿及五要素。
【解析】斗車的外形及車廂內裝的貨物、斗車下面的支架、斗車的車輪等都是背景因素，它們妨礙了我們對杠桿的識別。我們可以去掉那些次要因素，從背景因素中抽象出沒有粗細、不計外形的理想杠桿模型，如圖3—5所示。這樣我們可以根據畫力臂的步驟畫出五要素。畫力臂的步驟：(1)找出支點；(2)作力的作用線；(3)從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離即為力臂；(4)標出力臂。
同步訓練 A組
1．日本豐田汽車公司因汽車腳墊和油門踏板問題引發了召回事件，其中油門踏板(如圖所示)是一種 (填“杠桿”或“斜面”)類簡單機械。
2．下列儀器或工具在使用過程中，利用了杠桿原理的是 ( )
①剪刀；②托盤天平；③量筒；④燒杯；⑤彈簧測力計；⑥試管夾
A．①②⑥ B．①③⑤
C．①②③ D．①⑤⑥
3．關于力臂，下列說法正確的是 ( )
A．力臂一定在杠桿上
B．從支點到動力作用點的距離叫做動力臂
C．從支點到力的作用線的距離叫做力臂
D．動力臂不可能等于阻力臂
4．下列圖示中，所畫F，的力臂正確的是 ( )
5．如圖所示是一個Z形杠桿，請在圖中畫出力F的力臂l。
6．2008年5月12日，四川汶川發生8.0級地震。地震發生后，救援隊員利用各種器材展開搶險救災。
(1)利用如圖甲所示的鋼絲鉗，救援隊員把鋼筋剪斷，鋼絲鉗 (填“是”或“不是”)杠桿。
(2)使用撬棒，救援隊員把滾落在公路上的石塊撬起，如圖乙所示，若救援隊員在撬棒D點沿DM方向用力撬起石塊l，則撬棒的支點是 點；若救援隊員在撬棒D點沿DN方向用力撬起石塊1，則撬棒的支點是 點。
同步訓練 B組
7．如圖所示，開瓶蓋的起子可以看作是一個杠桿，圖中能正確表示開瓶蓋時該杠桿的支點、動力和阻力的示意圖是( )
8．如圖所示，人體前臂可以看作杠桿，當曲肘將手中的重物舉起時，阻力臂大小將 (填“增大”或“減小”)。
9．如圖所示是漁民在小河捕魚的一種方式，請畫出此漁民扳漁網的杠桿示意圖，畫出支點、動力及動力臂、阻力及阻力臂。
10．如圖為一種能夾著重物起吊的鉗子的示意圖，其中AOB和COD構成鉗子的兩個杠桿，O為轉軸，a、b為繩子。請你畫出吊起重物時鉗子AOB部分所受繩子拉力的力臂和重物對鉗子產生壓力的力臂，并分別用l 1和l 2表示。
參考答案
3.3認識簡單機械(1)
1．杠桿 2．A 3．C 4．D
6．(1)是 (2)A C 7．C 8．減小[解析：曲肘將手中的重物舉起時，支點到阻力作用線的距離減小，阻力臂將減小。] 9．圖略 10．圖略
3.3認識簡單機械(2)
學習指導
一、知識要點
1．杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)。
2．杠桿的類型
(1)省力杠桿：省力，但費距離；動力臂大于阻力臂，如拔釘子用的羊角錘、剪鐵皮用的剪子等。
(2)費力杠桿：費力，但省距離；動力臂小于阻力臂，如釣魚竿、鑷子等。
(3)等臂杠桿：既不省力，也不費力；動力臂等于阻力臂，如天平、定滑輪等。
二、重要提示
1．若F1l1≠F2l2，則杠桿的平衡被破壞，原來靜止的杠桿就會發生轉動，若F1l1>F2l2，則杠桿向Fl的方向轉動，反之則向F2的方向轉動。
2．杠桿平衡：杠桿處于靜止狀態或勻速轉動狀態。
科學廣場
怎樣使用杠桿最省力
根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，可以看出：當作用在杠桿上的阻力F2和阻力臂l2一定時，動力臂越長，使杠桿平衡所用的動F1越小，也就是說當動力臂最長時用的動力最小。
為了使動力臂最長，施加的動力必須具備兩個條件：(1)動力的作用點在杠桿上距支點最遠；(2)動力的方向應垂直于支點和動力作用點的連線。如圖3--6和圖3—7所示，作用在杠桿上的動力均是最小的。
解題指導
【例l】下列工具中，屬于費力杠桿的是 ( )
【解析】我們利用鋼絲鉗、起子、羊角錘的目的都是為了省力，它們的動力臂都大于阻力臂，是省力杠桿。使用鑷子時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。
【答案】D
【例2】一根扁擔長2米，前后兩端各掛l20牛和200牛的重物，不考慮扁擔重。
(1)人肩應位于扁擔什么地方，扁擔才能在水平位置平衡?
(2)平衡后肩受到的壓力為多少?
【解析】本題考查的是杠桿平衡問題，應根據杠桿平衡條件求解。
(1)設扁擔前端重物對其作用力為F1，則后端為F2。根據題意畫出如圖3—8所示的杠桿示意圖，若支點O(即人肩所在位置)距前端A的距離為l1，時扁擔在水平位置平衡，則根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，可得：120牛×l1=200牛×(2 米一l1)
解出：l1=l.25米。即人肩應位于距離扁擔前端l.25米處，扁擔才能在水平位置平衡。
(2)肩承受壓力F=G1+G2=120牛+200牛=320牛
【答案】 (1)人肩應距扁擔前端l.25米處 (2)320牛
同步訓練A組
1．園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了 ( )
A．增大阻力臂，減小動力移動的距離 B．減小動力臂，減小動力移動的距離
C．增大動力臂，省力 D．減小阻力臂，省力
2．為了避免垃圾散發異味，室內垃圾桶的蓋子平時是關閉的，使用時用腳踩踏板，開啟桶蓋。根據室內垃圾桶的結構示意圖判斷，下列說法正確的是 ( )
A．桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿
B．桶中只有一個杠桿在起作用，且為費力杠桿
C．桶中有兩個杠桿在起作用，且都是省力杠桿
D．桶中有兩個杠桿在起作用，且一個為省力杠桿，一個為費力杠桿
3．如圖所示是安置在公路收費站的欄桿的示意圖。當在A處施加一個動力時，可將欄桿逆時針拉起來，它是一根 ( )
A．省力杠桿 B．費力杠桿 C．等臂杠桿 D．無法確定
4．如圖所示為一種樹木扶正器。將扶正器的B端放在地面上，通過收緊帶與樹根部C保持
一定距離。A端固定在樹干上，利用液壓裝置產生一個推動樹干的力，那么，在扶正到
如圖所示的位置時，樹干A點 ( )
A．受到沿BA方向的推力
B．受到垂直于AB方向的推力
C．所受推力的力臂為AB
D．所受推力的力臂為BC
5．在建筑工地上，工人用獨輪車運送石塊，如圖所示。石塊與獨輪車的總重為600牛，重心在A點，則工人兩手對車所施加向上的力F是 牛；要想使F更小一些，你的建議是 。
6．如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時相當于一個 (填“省”或“費”)力杠桿；若旅行箱和物品共重l00牛，動力臂是阻力臂的5倍，則抬起拉桿的力至少為 牛。
7．用扳手擰生銹的螺母時，工人師傅常在扳手柄上再套一節管子，如圖所示。這樣就可以比較容易地擰下螺母，這是因為 ( )
A．套上的管子較重，可以省些力
B．套上的管子較粗，使用比較方便
C．套上管子后增大了動力臂，可以省力
D．套上管子后增大了力
8．如圖所示，輕質杠桿0.4中點懸掛重為60牛的物體，在A端施加一個豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小是 ，若在用此杠桿將重物由圖示位置勻速提升的過程中，力F的方向始終跟杠桿垂直，那么力F將 (填“變大”“變小”或“不變”)。
同步訓練B組
9．以下工具在正確使用時，屬于省力杠桿的是 ( )
①鋼絲鉗；②鑷子；③扳手；④掃帚；⑤釣魚竿；⑥瓶蓋起子
A．①③⑥ B．②④⑤ C．①④⑤ D．②③⑥
10．有一把準確的秤，不慎將秤砣碰掉了一塊，那么再稱物體時，它的讀數將 ( )
A．比實際質量大
B．與實際質量相同
C．比實際質量小
D．以上都有可能
11．如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，使其一端抬離地面。則 ( )
A．F甲>F乙，因為甲方法的動力臂長 B．F甲C．F甲>F乙，因為乙方法的阻力臂短 D．F甲一F乙，因為動力臂都是阻力臂的兩倍
12．某科學興趣小組利用硬棒(質量可忽略不計)、細線、若干已知重力的物體、刻度尺等器材來研究杠桿平衡的條件。如圖所示，在C處掛一待測物體B，當重為8牛的物體A掛在D處時，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺測得OC為6厘米，OD為18厘米。
(1)此時物體8的重力是多少牛?
(2)保持O點位置和物體A的重力不變，在C處掛上不同重力的物體，移動物體A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分別在OE上標出相應的重力值所對應的刻度，就制成了一根能
直接讀出待測物體重力的杠桿。該杠桿的刻度是否均勻?請說明理由。
參考答案
3.3 認識簡單機械(2)
1．D 2．D 3．B 4．A 5．240 兩手向車把末端移動 6．省 20 7．C 8．30牛變小 9．A 10．A 11．DE解析：根據杠桿平衡原理F1l1=F2l2 “兩方法的動力臂均為阻力臂的兩倍，阻力相等，則動力也相等。] 12．(1)24牛 (2)刻度均勻。設待測物體重為G，物體A距離O點長度為L。由杠桿平衡條件得G×OC=GA×L，L=．G，其中是定值，所以L與G成正比
3.3認識簡單機械(3)
學習指導
一、知識要點
1．滑輪：周邊有槽，可以繞著中心軸轉動的輪子。
2．定滑輪：使用時滑輪的位置固定不變；定滑輪實質是等臂杠桿；使用定滑輪時不能省力，但可以改變力的方向。
3．動滑輪：使用時滑輪隨重物一起移動；動滑輪實質是動力臂為阻力臂兩倍的杠桿；使用動滑輪可以省一半的力，但不能改變力的方向。
4．滑輪組：定滑輪和動滑輪的組合，使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向。
5．使用滑輪組時，重物和動滑輪的總重由幾股繩子承擔，提起重物所用的力就是總重的幾分之一。
二、重要提示
1．滑輪是一種變形的杠桿。
2．使用定滑輪時，繩子自由端移動的距離與重物上升的距離相等，繩子自由端移動的速度與物體移動的速度相等；使用動滑輪時，繩子自由端移動的距離是物體移動距離的兩倍，繩 子自由端移動的速度是物體移動速度的兩倍。
3．使用滑輪組時，由幾股繩子承擔是指與動滑輪相連的有幾股繩子。如果承重繩子的股數是竹，則繩子自由端移動距離是物體移動距離的幾倍。
解題指導
【例題】如圖3—9所示，物體重50牛，不計糟輪目重及軸心摩擦，用F=10牛的拉力將物體沿水平面勻速拉動，則物體受到地面的摩擦力多大?
【解析】利用滑輪組沿水平方向拉動物體時，所克服的阻力不是重力，而是地面的摩擦力。此時，有幾股繩子與動滑輪相連接，則動力就是摩擦力的幾分之一，即F=。由圖可見， n=3，所以，摩擦力=3F=30牛。
【答案】30牛
同步訓練A組
1．使用如圖所示的裝置勻速提起重物，所用的拉力中 ( )
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．F1、F2、F3一樣大
2．一輛汽車不小心陷進泥潭后，司機按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中勻速拉出。比較這兩個裝置，下列說法正確的是 ( )
A．甲、厶女裝剛邵苊明滑托，都能省力
B．甲、乙安裝的都是定滑輪，都不能省力
C．甲安裝的是動滑輪，能省力
D．乙安裝的是動滑輪，能省力
3．如圖為家庭手搖升降晾衣架結構圖，當順時針搖動手柄時，橫梁上升。下列滑輪屬于動滑輪的是 ( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
4．如圖所示，某同學用重力為10牛的動滑輪勻速提升重為50牛的物體。不計摩擦，則該同學所用拉力F的可能值是 ( )
A．35牛 B．30牛 C．25牛 D．20牛
5．為了搬運一個很重的機器進入車間，某工人設計了下列四種方案(機器下方的小圓圈表示并排放置的圓形鋼管的橫截面)，其中最省力的方案是 ( )
6．如圖所示的動滑輪，在用它把重l5午的物體勻透提升的過程中，彈簧測力計的示數是l0牛，則拭力F= 牛，若不計繩重和摩擦，則動滑車重為 牛。若重物上升的速度為1米／秒一則繩子自由端移動的速度為 米／秒。
7．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220牛的泥桶，動滑輪重為20牛，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重。若工人在5秒內將繩子勻速向上拉6米，則泥桶上升 米，手拉繩子的力為 牛，拉力的功率為 瓦。
8．如圖所示，用滑輪在4秒內使重為200牛的物體A在水平地面上勻速前進2米，物體A與地面的摩擦力是50牛，不計滑輪重和輪軸的摩擦，則拉力F的大小及拉力F的功率P分別是 ( )
A．F=25牛，P=25瓦 B．F=25牛，P=50瓦
C．F=50牛，P=25瓦 D．F=50牛，P=50瓦
同步訓練B組
9．若要用l0牛的拉力提起重40牛的物體，則可以應用 ( )
A．一個定滑輪
B．一個動滑輪
C．一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組
D．杠桿
10．用下列四種機械提起同一重物，不計機械自重和摩擦，最省力的是 ( )
11．如圖所示，物重為20牛，當滑輪在力F的作用下以1米／秒的速度勻速上升時，物體的速度是 米／秒，滑輪和繩的重力以及摩擦不計，拉力F為 牛。若滑輪重2牛，則此時拉力F為 牛。
12．用如圖所示的滑輪組提升重物，若拉力F將繩子的自由端移動l.5米時，重物升高0.5米，請你在圖中畫出繩子的繞法。
13．如圖所示是2008北京殘奧會開幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己雙手的力量，攀爬到火炬臺底部并最終點燃圣火的照片，該點火儀式充分體現了殘疾人自強自立、拼搏向上的勇氣和精神。小明同學看到火炬手攀爬很費勁，想到科學課上學過利用滑輪組可以省力。小明同學如果站在地面上，用下圖所示的滑輪組 拉起火炬手侯斌最合適，理由是 。
參考答案
3.3 認識簡單機械(3)
1．D 2．D 3．D 4．A 5．C 6．10 5 2 7．2 80 96 8．A 9．DE解析：因為一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組最多省力至，所以只能選擇杠桿。] 10．D[解析：不計摩擦及機械自重，A是長為高的2倍的斜面，所以F=G；B中F=G；C中F=2G。D是動力臂為阻力臂4倍的杠桿。所以F=G，因此D中F最小。] 11．2 40
42 13．D 拉力方向向下且更省力
3.3認識簡單機械(4)
學習指要
一、知識要點
1．有用功：利用機械時，必須要做的這部分功，叫有用功，常用W有用表示。
2．額外功：使用機械時，不需要但又不得不做的那部分功叫額外功，常用W額外表示。
3．總功：有用功和額外功的總和，叫總功，常用W總表示。
4．機械效率：有用功跟總功的比值，叫機械效率，常用η表示。
5．機械效率的公式：η= ×100％。
二、重要提示
1．機械效率反映了有用功在總功中占的比例大小，它沒有單位。
2．提高機械效率的方法：減少機械自重、減少機械的摩擦等來減小額外功；也可以在額外功一定時，增大有用功。
3．由于有用功總小于總功，機械效率總小于1。
科學廣場
滑輪組的機械效率僅由滑輪組決定嗎
我們以如圖3—10所示的滑輪組為例，設動滑輪的質最為m，為簡化分析，設繩子的質量及摩擦阻力不計。讓滑輪組吊起質量為M的物體，則所做的有用功W有用=Mgh，額外功W額外=mgh，則滑輪組的機械效率為η= = = =
由上式可知，滑輪組的機械效率既與動滑輪的質量m有關，也與所吊重物的質量M有關，它隨M的增大而增大。
解題指導
【例l】下列說法正確的是 ( )
A．機械效率越高，做功越多
B．機械效率越高，越省力
C．機械效率越高，額外功在總功中占的比例越小
D．機械效率越高，機械的功率越大
【解析】 機械效率是有用功在總功里占的比例大小，它只與有用功和總功有關，機械效率高，表示有用功在總功里占的比例大，但并不表示做功的多少；也不表示使用機械時是省力 還是費力。由于總功是有用功和額外功之和，所以機械效率高，也表示額外功在總功中占的比例小。機械效率與機械的功率無關。
【答案】C
【例2】如圖3—11所示，工人用滑輪組提升重240牛的物體，所用的拉力為150牛，物體在5秒內勻速上升l米。求：(1)有用功的大小；(2)滑輪組的機械效率；(3)拉力的功率。
【解析】 因為動滑輪和重物是由2股繩子承擔的，所以，當動滑輪上升距離為h時，兩股繩子都要縮短h，這樣繩端拉動的距離s=2h。
(1)因為提升貨物是我們工作的目的，所以W有用=Gh= 240牛×l米=240焦
(2)動力所做的功即為總功，所以W總=F·s=F·2h=150牛×2×1米=300焦
η= ×100％= ×100％=80%
(3)拉力的功率即總功與時間之比：P= = =60瓦
【答案】(1)240焦 (2)80％ (3)60瓦
同步訓練 A組
1．下列說法正確的是 ( )
A．用水桶從井里打水的時候，對桶做的功是有用功
B．用水桶從井里打水的時候，對水做的功是總功
C．桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時候，對桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時候，桶里帶了一些水，對桶和水做的功都是有用功
2．用如圖所示的甲、乙兩種方式勻速提升重為100牛的物體，已知滑輪重20牛，繩重和摩擦力不計。則 ( )
A．手的拉力：F甲=F乙；機械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲 C．手的拉力：F甲> F乙；機械效率：η甲<η乙
D．手的拉力：F甲> F乙；機械效率：η甲>η乙
3．小文同學采用如圖所示的兩種不同的方式將同一貨物搬運到同一輛汽車上。下列說法下確的是 ( )
A．甲種方法更省距離
B．乙種方法更省力
C．兩種方法機械效率相等
D．兩種情況克服重力做功相同
4．如圖所示，物體重100牛，不計滑輪重、繩重，不計機械自身摩擦，用F=10牛的拉力，使物體以0.1米／秒的速度做勻速直線運動。物體受到的摩擦力為 牛；拉力F在10秒內所做的功為焦；拉力F的功率為 瓦。若考慮機械自身的摩擦時，所用拉力F=12.5牛，此時滑輪組的機械效率是 。
5．某同學在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的裝置勻速提起重物，并做了如下的實驗記錄：
(1)如果你對該同學的實驗記錄進行分析，就會發現他的實驗結果是違背科學規律的，其錯誤之處在于 。
(2)圖乙是彈簧測力計的放大圖，結合圖甲，你會發現導致實驗結果違背科學規律的原因是 。
(3)糾正錯誤后，可計算出該滑輪組的機械效率為 。
6．如圖所示，工人在20秒內用小車沿斜面把質量為100千克的物體推到高處。已知該斜面長3米，高1.5米，機械效率為η=80％，g取10牛／千克。求：
(1)工人將物體推上高處所做的有用功；
(2)工人將物體推上高處所做的總功和總功的功率。
(3)在實際生活、生產中應用了斜面工作原理的實例還有： (寫出兩個即可)。
7．小明用如圖所示的滑輪組提升重物。
(1)在圖中畫出最省力的滑輪組繞線方式。
(2)繩重及摩擦不計，小明將重為800牛的貨物提至高處，人對繩子的拉力F為500 牛，貨物在1分鐘內勻速上升了5米。
①求滑輪組的機械效率。
②如果貨物重600牛，要把貨物提升5米，求：拉力做的功、滑輪組的機械效率。
同步訓練B組
8．同學們在探究影響滑輪組機械效率高低的因素時，提出了下列假設：
a．滑輪組機械效率的高低可能與動滑輪的重量有關；
b．滑輪組機械效率的高低可能與被提物的重量有關；
c．滑輪組機械效率的高低可能與物體被提升的高度有關；
d．滑輪組機械效率的高低可能與承重繩子的股數有關。
一位同學按如圖所示裝置設計了四個滑輪組，并將所測實驗數據填人下表：
實驗
次數
動滑輪
重(牛)
被提物
重(牛)
動力
(牛)
繩子的股數
機械效率(%)
①
1
2
1
②
1
4
1.67
③
2
4
2
④
1
4
2.5
(1)在表中填人四次實驗中繩子的股數和機械效率。
(2)根據實驗 (填“①”“②”“③”或“④”，下同)和 可知，滑輪組機械效率的高
低與被提物的重量有關。
(3)根據實驗②和④可知，滑輪組的機械效率與 無關。
(4)通過實驗可以發現，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越 。
(5)要研究滑輪組機械效率的高低是否與物體被提升的高度有關，應該選用 (填“同
一”或“不同”)滑輪組，通過提升 (填“相同”或“不同”)的高度來研究。
9．用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
(1)實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，彈簧測力計的示數F為 牛，鉤碼總重G為1.0
牛，鉤碼上升高度h為0.1米，彈簧測力計移動距離S為0.3米，則杠桿的機械效率為
％。請寫出使用該杠桿時做額外功的一個原因： 。
(2)為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數據：
次數
鉤碼懸
掛點
鉤碼總
重G/牛
鉤碼移
動距離
h/米
拉力
F/牛
測力計
移動距
離s/米
機械效
率η/%
1
A點
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B點
2.O
0.15
1.2
0.30
83.3
根據表中數據，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論? ，請簡要說明兩條理由：
① ；
② 。
(3)為提高本實驗中杠桿的機械效率，請提一條合理的建議： 。
10．小芳同學設計了一個高度可調節的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關系，如圖所示。她首先測出小車重，然后用彈簧測力計沿斜面拉動小車，調節斜面傾斜角θ的大小多次測量，得到下表所示的數據：
斜面
傾斜角θ
小車重
G/牛
斜面高
h/米
斜面長
s/米
拉力
F/年
有用功
W有用/焦
總功
W總/焦
機械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
2.1
47.6%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
69.4%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
(1)請你替小芳在上表中的空格處填上適當的數據。
(2)分析上表中的數據，可以得出的探究結論是：斜面傾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面
的機械效率越 。
(3)實驗過程中拉力的方向應與斜面 。
(4)若想探究斜面的機械效率與物重的關系，則要保持 不變，斜面的光滑程度不變，只改變 ，這種研究問題的方法我們稱之為 法。
11．如圖所示是某水上打撈船起吊裝置的結構。某次打撈作業中，該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面，已知該貨箱體積為50米3，質量是200噸。
(1)貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少?
(2)貨箱完全出水后，又被勻速吊起l米，已知此時鋼纜拉力F為1×106牛，則在此過程中拉力F所做的功是多少?起吊裝置的滑輪組機械效率是多少?
(3)若貨箱從剛露出水面到完全出水的過程中是被勻速提升的，請分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機械效率的變化情況。(水的密度為1.0×103千克／米3，g取10牛／千克，不考慮風浪、水流等的影響)
參考答案
3.3 認識簡單機械(4)
1．C 2．D 3．D 4．30 30 3 80％ 5．(1)有用功比總功還大 (2)彈簧測力計讀數錯了，應為0.8牛 (3)83.3％ 6．(1)1500焦 (2)1875焦93.75瓦 (3)引橋、盤山公路 7．(1)如圖
(2)①80％ ②4000焦75% 8．(1)3 66.7 3 79.8 3 66.7 2 80.0 (2)① ② (3)承重繩子的股數 (4)小 (5)同一不同 9．(1)0.5 66.7使用杠桿時需要克服自重、摩擦力等做功 (2)不能 ①兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置 ②僅根據一次對比實驗所得的結論是不可靠的 (3)選擇支點靈活的杠桿(或減小杠桿自重)[解析：彈簧測力計的讀數要注意量程和分11廠度值，題中彈簧測力計的分度值是0.1牛。η= ×100％=×l00％=×100%=×l00％，對于杠桿而言，額外功主要是克服杠桿自身的重力所做的功。提高機械效率可以減小杠桿自重、增大物重等，但是要在支點和懸掛點不變的情況下使
用。] 10．(1)1.0 3.6 81.4％ (2)小 小 (3)平行 (4)斜面的傾斜角 物重 控制變量11．(1)5×105牛 (2)4×106焦 50％ (3)浮力漸漸變小，滑輪組機械效率變大

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