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(共25張PPT)
第二節　滑　輪
定滑輪及其工作特點
1.如圖所示,旗桿頂部裝有一個滑輪,這類滑輪的主要特點是( )
A.省力
B.改變力的方向
C.省距離
D.既省力又省距離
B
2.(2023自貢)如圖所示,用一根繩子繞過定滑輪,一端拴在鉤碼上,手執另一端,分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦,下列說法正確的是( )
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
A
動滑輪及其工作特點
3.如圖所示是滑輪的兩種用法,下列說法正確的是( )
A.甲是定滑輪,使用時可以省力
B.甲是動滑輪,使用時能改變力的方向
C.乙是定滑輪,使用時能改變力的方向
D.乙是動滑輪,使用時可以省力
D
4.如圖所示為“觀察滑輪的使用”的實驗,每個鉤碼所受的重力為 2 N,動滑輪所受的重力為2 N,勻速豎直向上運動時彈簧測力計的示數最符合實際的是( )
A.1.5 N B.2 N
C.3.2 N D.6.4 N
C
滑輪組
5.用如圖所示的裝置來提升物體,既能省力又能改變施力方向的裝置是( )
C
6.某同學用如圖所示的實驗裝置探究滑輪組的特點,相關數據記錄在表中。
實驗次數 鉤碼重/N 鉤碼上升的高 度/m 繩端的拉 力/N 繩端移動的距離/m
1 4 0.10 1.8 0.3
2 6 0.10 2.5 0.3
3 6 0.15 2.5
(1)實驗中,使用滑輪組提升重物時,應豎直向上　 　拉動彈簧測力計。
(2)第2次實驗中,2 s內鉤碼上升的高度為0.1 m,則它運動的速度為
　 　m/s。
(3)第3次實驗中,繩端移動的距離為　 　m。
勻速
0.05
0.45
其他簡單機械
7.下列四個簡單機械中,不計摩擦,使用時一定省力的是( )
A.杠桿 B.斜面
C.滑輪 D.輪軸
8.如圖甲所示,用扳手擰螺帽時,圖　 　(選填“a”或“b”)的握法更有利于擰緊或松開螺帽,原因是動力臂更　 　 (選填“長”或“短”)。圖乙中的螺絲刀也是一種簡單機械,叫輪軸,手柄　　(選填“粗”或“細”)一些的螺絲刀用起來更省力。
B
甲 乙
b
長
粗
C
9.如圖所示,滑輪組懸掛在水平鋼架上,某工人站在水平地面上,豎直向下拉動繩子自由端,通過滑輪A和滑輪B使物體C勻速上升,關于人拉動繩子時的過程,下列分析正確的是( )
A.滑輪A相對于物體C在運動,所以A是動滑輪
B.滑輪B相對于物體C靜止不動,故B是定滑輪
C.滑輪A起到改變人所施加的拉力方向的作用
D.滑輪B起到改變人所施加的拉力方向的作用
10.如圖所示,用水平拉力F通過滑輪勻速拉動重80 N的物體A,已知A與水平地面的滑動摩擦力為20 N。不計繩與滑輪間摩擦,則拉力F的大小為( )
A.10 N B.20 N
C.40 N D.80 N
11.如圖所示,滑輪重、繩重、摩擦力均忽略不計,利用兩個滑輪提升同一重物到同一高度時,下列組合中最省力的是( )
B
C
12.如圖所示,G=100 N,G動=10 N,用力F將重物G以0.1 m/s的速度勻速提升,(不計摩擦)則所需拉力F及力F拉繩的速度v分別為( )
A.50 N,0.2 m/s
B.55 N,0.2 m/s
C.200 N,0.05 m/s
D.210 N,0.05 m/s
D
13.如圖所示,物體A、B的重分別為20 N、10 N時,物體A在水平面上向右做勻速直線運動,滑輪和繩子的重忽略不計,若用力F向左拉物體A,使物體A向左做勻速直線運動,則( )
A.F=20 N B.F=10 N
C.F=5 N D.F=30 N
B
14.如圖所示,利用滑輪組在 2 s 內將重400 N的物體勻速提升了1 m,所用拉力F為 150 N。不計繩重和摩擦,下列說法正確的是( )
A.繩子自由端移動的速度為2 m/s
B.動滑輪的總重為100 N
C.繩子自由端移動的距離為5 m
D.物體上升的速度是2 m/s
A
15.如圖甲所示是某一風景區的盤山公路,之所以要把上山的公路修成這般模樣,是因為盤山公路相當于簡單機械中的　 　,使用它可以省　 　。如圖乙和圖丙所示為生活中常見的兩種釘子,其中與盤山公路的力學原理相同的是圖　 　(選填“乙”或“丙”)釘子,為了將它釘進木塊,用　 　(選填“敲”或“擰”)的方式更好。
斜面
力
乙
擰
16.中國高鐵運營里程突破4萬公里,穩居世界第一,高速鐵路的輸電 線,無論冬、夏都繃得直直的,如圖甲所示采用墜砣牽引以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖,其中滑輪B為　 　滑輪。鋼繩通過滑輪組懸掛總重40 000 N的墜砣,若某段時間內墜砣下降了20 cm,不計滑輪和鋼繩自重、摩擦,輸電線P端受到的拉力大小為　 　N,輸電線P端向左移動了　 　cm。
動
8×104
10
17.用細繩將如圖所示的滑輪連接成滑輪組,用該滑輪組提升重物時,承重繩為　 　(選填“2”或“3”)段時是最省力的繞線方式,并畫出最省力的繞線方式。
3
答案:如圖所示
18.如圖所示,工人師傅用120 N的拉力,以0.2 m/s的速度勻速提升重為300 N的物體。(不計繩重及摩擦)
(1)求5 s內繩子自由端移動的距離。
解析:(1)由題意可知,物體上升的速度為v0=0.2 m/s,由圖可知,動滑輪上有3股繩子承重,故繩子自由端移動的速度為
v=3v0=3×0.2 m/s=0.6 m/s,
故5 s內繩子自由端移動的距離為s=vt=0.6 m/s×5 s=3 m。
答案:(1)3 m
(2)求動滑輪的重力。
(3)若物重再增大300 N,求工人所用的拉力。
答案:(2)60 N　(3)220 N
19.(多選題)如圖所示重為60 N的物體A,在10 N的拉力作用下,物體在水平路面上以1 m/s的速度做勻速直線運動6 s,(繩子和滑輪重不計,忽略繩子和動滑輪的摩擦力)則( )
A.物體A與水平路面間的摩擦力為120 N
B.物體A與水平路面間的摩擦力為20 N
C.在6 s內繩子自由端移動了12 m
D.在6 s內繩子自由端移動了18 m
BC
20.閱讀全文,回答以下問題。
變速自行車的奧秘
變速自行車的變速系統是通過改變鏈條和不同的前、后大小的齒輪盤的配合來改變車速快慢的。如圖所示是變速自行車的驅動結構,它與普通自行車的區別在于,它的后齒輪由多個半徑不同的齒輪共同組成(普通自行車的后齒輪只有一個)。選擇不同的擋位時,自行車的鏈條會調整到相應擋位的后齒輪上:選擇低擋位時,鏈條調整到半徑較大的齒輪上;選擇高擋位時,鏈條調整到半徑較小的齒輪上。
自行車的前齒輪和腳踏板構成一個輪軸型的杠桿結構,動力是人給腳踏板的蹬 力,阻力是鏈條對前齒輪的拉力,動力臂是腳踏板到軸心的長度,阻力臂是前齒輪半徑。自行車的后齒輪和后車輪構成另一個輪軸型的杠桿結構,動力是鏈條對后齒輪的拉力,阻力是地面給后車輪的摩擦力,動力臂是后齒輪半徑,阻力臂是后車輪半徑。
騎自行車時,人踩腳踏板一圈,前齒輪跟著轉動一圈,帶動鏈條轉動的長度為前齒輪的周長。與此同時,鏈條帶動后齒輪轉動,由于后齒輪的半徑小于前齒輪,為了保證鏈條轉動的長度相同,后齒輪必須轉過的圈數大于前齒輪。后齒輪的半徑越小,它轉過的圈數就越多。后齒輪同時帶動后車輪轉動,它們轉動的圈數保持一致。因此,后齒輪越小,腳踩一圈,后車輪轉動的圈數越多,即自行車前進的距離越長。
在爬坡時自行車受到的摩擦阻力較大,而在下坡時自行車受到的摩擦阻力較小,為了達到更好的騎行效果,變速自行車可以通過調節不同的“擋位”來應對不同的路面情況。
(1)自行車驅動結構中,前齒輪和腳踏板組成一個　 　杠桿,后齒輪和后車輪組成一個　 (選填“省力”“費力”或“等臂”) 杠桿。
(2)爬坡時,應將鏈條調整至半徑較　 　 (選填“大”或“小”)的后齒輪上,從而達到相對省力的目的。
省力
費力
大
(3)前齒輪和后齒輪在共同工作時,其特征是　 　。
A.相同時間轉過的圈數相同
B.相同時間帶動鏈條轉動的長度相同
C.相同時間轉過的圈數和帶動鏈條轉動的長度均相同
D.相同時間轉過的圈數和帶動鏈條轉動的長度均不相同
(4)自行車在水平道路上行駛時,后車輪所受的摩擦阻力約為30 N,一輛自行車后車輪的半徑約為40 cm,若它此時鏈條掛在中間擋位的后齒輪上,其半徑為5 cm,由于前齒輪與后齒輪由鏈條連接,所以前、后齒輪受到的鏈條的拉力相同,若前齒輪的半徑為10 cm,腳踏板到軸心的長度為25 cm,則自行車勻速行駛時,人蹬車的力至少應為　 　N。
B
96(共23張PPT)
第九章 簡單機械　功
第一節　杠　桿
杠桿及其五要素
1.下列關于杠桿的說法正確的是( )
A.作為杠桿一定要有支點,而且支點一定在杠桿上,杠桿的形狀可以是直的,也可以是彎的
B.杠桿的長度一定等于動力臂與阻力臂之和
C.力臂一定在杠桿上
D.從杠桿的支點到動力作用點的距離叫做動力臂
A
2.如圖所示,小華用蘋果和橘子來玩蹺蹺板,她將蘋果、橘子分別掛在輕桿的左、右兩端,放手后,桿馬上轉動起來。使桿逆時針轉動的力是( )
A.蘋果的重力 B.橘子的重力
C.蘋果對桿的拉力 D.桿對橘子的拉力
C
3.人踮腳時腳掌可以看作一個杠桿,下列能正確表示踮腳時該杠桿的支點O、動力F1和阻力F2的示意圖是( )
A
A B C D
探究杠桿的平衡條件
4.利用如圖所示的實驗裝置探究杠桿的平衡條件。
(1)實驗前應先調節杠桿在水平位置平衡,這樣做的目的是
　 　,若出現如圖甲所示情況,應將杠桿的螺母向　 　(選填“左”或“右”)調。
便于測量力臂
右
(2)如圖乙所示,杠桿在水平位置平衡,記錄數據。根據這一次實驗數據,小明立即分析得出杠桿的平衡條件,他這種做法的不足之處是
　 　。經老師提醒后,小明繼續進行實驗,若將A、B兩點下方掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一小格,則杠桿　 (選填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)杠桿的平衡條件為　 　。
只做一次實驗,得出的結論不具有普遍性
左端下沉　
F1l1=F2l2
杠桿平衡條件的應用
5.如圖所示,杠桿在水平位置平衡,下列操作仍能讓杠桿在水平位置保持平衡的是( )
A.兩側鉤碼同時向外移一格
B.在兩側鉤碼下方,同時增加一個相同的鉤碼
C.兩側鉤碼同時向內移一格
D.左側鉤碼向左移一格,右側鉤碼下增加一個相同鉤碼
D
6.用鉗子鉗斷鐵絲時,手應握在手柄上　 　(選填“遠離”或“靠近”)轉軸的地方,容易鉗斷鐵絲。原因是根據杠桿平衡條件,阻力及阻力臂不變,加長了　 　,就使動力　 　,因此更容易鉗斷鐵絲。
遠離
動力臂
變小
杠桿的分類
7.(2023臨沂)2023年2月10日,航天員在機械臂的輔助下完成了中國空間站全面建成后航天員的首次出艙活動。機械臂類似人的手臂,具有抓住、拉回、鎖死等功能。下列工具中,正常使用時與機械臂屬于同一類杠桿的是( )
D
A.瓶起子 B.鋼絲鉗 C.核桃夾 D.食品夾
8.在綜合實踐活動課上,小王同學用扳手將生銹的螺母擰下,此時扳手相當于　 　杠桿,他要想更省力一些,手握的位置要　 　(選填“靠近”或“遠離”)螺母;初中物理所學測量工具中可看作等臂杠桿的是　 　。
省力
遠離
天平
C
9.關于支點的位置,下列說法正確的是( )
A.支點必須在動力作用點、阻力作用點之間
B.支點一定在杠桿的一端
C.支點一定在杠桿上
D.支點一定在杠桿的中點
10.(2023隨州)勞動教育越來越重要,許多同學在勞動中獲得了愉悅的體驗也掌握了許多勞動技能。小芳周末回到鄉下姥姥家接過姥姥肩膀上的擔子學習挑擔技巧。假如一個筐子重一個筐子輕(一頭重一頭 輕),在不考慮手臂幫扶的情況下挑起擔子讓扁擔處于水平平衡。請你據勞動體驗結合杠桿平衡知識,判斷下列說法正確的是( )
A.肩膀應該靠近“輕的一頭”
B.肩膀應該靠近“重的一頭”
C.肩膀應該居于扁擔正中間
B
11.如圖所示為“探究杠桿平衡條件”的實驗裝置,杠桿平衡時,鉤碼對杠桿的阻力F2=10 N,阻力臂 l2=20 cm,彈簧測力計示數 F1=25 N,則動力臂l1為( )
A.15 cm B.8 cm
C.50 cm D.80 cm
B
12.如圖所示,杠桿掛上鉤碼后恰好水平平衡,每個鉤碼質量相等,在下列情況中,杠桿能保持水平平衡的是( )
A.左、右鉤碼各向支點移一格
B.左、右各增加兩個鉤碼
C.左、右各減少一半鉤碼
D.左、右各減少一個鉤碼
C
13.如圖所示,杠桿AOB的A端掛重為GA的物體,B端掛重為GB的物體,杠桿平衡時AO處于水平位置,若AO=BO,杠桿自重不計,則GA和GB的大小關系是( )
A.GA>GB B.GA=GB
C.GAC
14.如圖所示,用一個始終水平向右的力F,把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中,力F的大小將( )
A.變大 B.不變
C.變小 D.不能確定
A
15.“文明城市”的創建讓城市更加美麗潔凈,致敬勞動者的辛勞付 出!如圖所示,園林工人使用的剪刀屬于　 　杠桿,環衛工人使用的掃帚可以省　 　。
省力
距離
甲 乙
6
小
②
17.小葉同學探究杠桿的平衡條件。使用的實驗器材有鐵架臺、帶有刻度的杠桿、彈簧測力計、細線、若干鉤碼(每個鉤碼重均為 0.5 N)等。
(1)實驗前,小葉觀察到杠桿靜止時如圖1所示,他應將杠桿兩側的螺母向　 　(選填“左”或“右”)調節,使杠桿在水平位置靜止。
左
(2)實驗過程中,應使杠桿在水平位置平衡,目的是便于測量　 　。如圖2所示,在A點掛3個鉤碼,應在B點掛　 　個鉤碼,才能使杠桿在水平位置平衡。平衡后在A、B兩點各增加1個鉤碼,則杠桿　　(選填“左”或“右”)端下降。
(3)如圖2所示,小葉用彈簧測力計替代鉤碼,首先在B點豎直向下拉,然后將彈簧測力計逐漸向右傾斜,要使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數將逐漸　 　,原因是彈簧測力計拉力的力臂　 　了。(均選填“變大”“變小”或“不變”)
(4)在實驗中,改變力和力臂的大小,得到多組數據的目的是　 　(填字母)。
A.多次測量取平均值減小誤差
B.避免偶然性,使實驗結論具有普遍性
力臂大小
2
右
變大
變小
B
18.如圖甲所示是我國古人運送巨木的勞動情境,其簡化圖如圖乙所 示,O是橫桿與支架的接觸點,人對橫桿的壓力沿MN方向,橫桿水平靜止,粗細忽略不計。
甲 乙
(1)畫出人對橫桿的壓力及其力臂l1。
答案:(1)如圖所示
(2)若人對橫桿的總壓力為2 000 N,則繩子對巨木的拉力為　 　N。
(3)若他們無法把巨木抬起,請你提出一個有可能抬起巨木的改進方案,并簡述其中的物理學原理:　 _
.
　。
8 000
將支架更靠近巨木,從而縮短了阻力臂、
增大了動力臂,根據杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知,在阻力一定的情況
下,可以省力(共22張PPT)
第五節　功的原理
功的原理探究實驗
1.小東想探究“使用動滑輪是否省功”。請你幫他將實驗步驟補充完整并回答相應的問題。
(1)實驗步驟:
①在彈簧測力計下掛兩個鉤碼,用彈簧測力計將鉤碼緩慢地勻速豎直向上提升一定高度,并同時用刻度尺測量,記錄拉力F1與彈簧測力計移動的距離h,根據公式W1=　 　,計算拉力所做的功W1。
F1h
②　 _
　。
③比較W1和W2的大小關系,得出結論。
(2)若W1　。
用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地勻速向上
提升相同高度h,記錄拉力F2,計算拉力所做的功W2=F22h
在使用動滑輪提升物體時,
要對動滑輪做功,不省功
2.如圖所示,在探究“使用斜面能否省功”的實驗中:
(1)本實驗中的測量工具除了要用到彈簧測力計外,還需要用到
　 。
(2)實驗時應當用彈簧測力計測量小車重力G和沿斜面勻速拉動小車的拉力F;測量和記錄小車升高高度h時運動的距離s。
刻度尺　
(3)記錄數據的表格如下:
需要測的物 理量 用彈簧 測力計 沿斜面 勻速拉 動小車 時的拉 力F/N 小車升 高高度 h時沿 斜面運 動的距 離s/cm 拉力做 的功 W1/J 小車受 到的重 力G/N 小車升 高高度 h/cm 克服小
車的重
力做的
功W2/J
— 1.2 50 2.5 20
由表格數據計算出W1=　 　J,W2=　 　J。
分析后得到實驗結論:使用斜面　 　(選填“能”或“不能”)省力,　 　(選填“能”或“不能”)省功。
(4)生活中你發現哪些地方應用了斜面 請舉一例:　 　。
0.6
0.5
能
不能
盤山公路
功的原理
3.在生產和生活中,我們經常使用各種機械。以下關于機械的說法 中,正確的是( )
A.越省力的機械越省功
B.越費力的機械越省功
C.有些機械既可以省力,又可以省功
D.使用任何機械,都不能省功
D
4.一個人用50 N的力往下按杠桿,把一個物體舉高0.5 m,如果手下降的高度是2 m,試問:被舉高的物體受到的重力有多大 (不計杠桿重)
答案:200 N
D
5.功的原理告訴我們,在使用機械時( )
A.任何機械都能省力,但不能省功
B.有些機械可以省力,有些機械可以省功
C.任何機械都可以省力,但不能省距離
D.有些機械可以省力,有些機械可以省距離,但都不能省功
6.小明騎車上學有一段上坡路,在騎車騎不動時他就會走“S”形路 線,通過對簡單機械的學習他知道了這樣做的好處是( )
A.省距離 B.省力
C.省功 D.費力但省時間
B
7.斜面是一種簡單機械,生活中經常用到它。工人師傅小波和小新分別用如圖所示的甲、乙兩種方法,將同樣的物體搬上車,下列說法正確的是( )
A.甲方法不可以省力,但能省功
B.甲方法可以省力,也能省功
C.乙方法可以省力,但不能省功
D.乙方法可以省力,也能省功
C
8.如圖所示是“探究使用動滑輪是否省功”的實驗裝置(不考慮繩子、滑輪重和摩擦),下列判斷中,不正確的是( )
A.hB.F>G
C.Fs=Gh
D.能省力,但不能省功
B
9.如圖所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE。若把物體沿AB、AC、AD三個斜面勻速地拉到頂端A時(不計摩擦),則下列結論中,正確的是( )
A.沿著AB用的拉力小,做功多
B.沿著AC用的拉力小,做功多
C.沿著AD用的拉力大,做功少
D.沿著三個斜面用的拉力不相等,做功一樣多
D
10.如圖所示,用相同的滑輪、不同的繞法提升相同的重物,繩重、摩擦忽略不計,在物體勻速上升的過程中( )
A.甲不省功,乙省功
B.甲省功,乙不省功
C.甲和乙一樣省功
D.甲和乙都不省功
D
11.功的原理即“使用任何機械都不省功”,所謂“不省功”有兩層 意思:
(1)使用機械做的功等于不用機械而直接用手對物體做的功,這種情況指的是　 　。
(2)實際上使用機械做的功比不用機械而直接用手對物體做的功還要多些,這種情況指的是　 　。
不計摩擦和機械自重
存在摩擦和機械自重
12.如圖所示,斜面長2 m、高 1 m,把一個質量為24 kg的物體沿斜面從斜面底端勻速拉到頂端,需要克服重力做功　 　J。若斜面是光滑的,則沿斜面向上的拉力F為　 　N。在核桃鉗、紅酒開瓶器和家中升降晾衣架上的滑輪三種機械中,屬于斜面的是　 　。(g取10 N/kg)
240
120
紅酒開瓶器
13.通過對不同機械的研究,我們發現:利用動滑輪提升重物可以
　 　,但手拉繩子移動的距離比重物上升的距離　　;用掃帚掃地,雖然費力,但手移動較小的距離,就可以使掃帚在地上掃過一大片。這說明,省力的機械費　 　,省距離的機械費　 　,　 　(選填“有”或“沒有”)既省力又省距離的機械。
14.如圖所示為光滑斜面,沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部,所需拉力分別為F1和F2,所做的功分別為W1和W2,則F1　 F2, W1　 　W2。(均選填“<”“>”或“=”)
省力
大
距離
力
沒有
<
=
15.花匠手握如圖所示的修枝剪刀把手的末端,便可以輕松地剪斷樹枝。這時修枝剪刀屬于　 　(選填“省力”或“費力”)杠桿,它的支點在　 　(選填“A”“B”或“C”)點,使用該修枝剪刀修剪樹枝時,　 　(選填“能”或“不能”)省功。
省力
B
不能
16.桔槔是中國古代的一種汲水工具,如圖甲所示,直桿的中間由豎木支撐或懸吊起來,一端用繩子與水桶相連,另一端綁上或懸上一塊重石頭,當要汲水時,人用力向下拉繩子,使水桶下降到水面以下并讓水流入水桶,當水桶裝滿水后,人向上拉動繩子,就可以讓綁重石一端的位置下 降,同時將水桶和水提升起來。
(1)桔槔本質上是一種杠桿,由于其另一端配有重物,所以人們把桶和水提起的過程中,人用的力　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)桶和水的總重力。
(2)使用更大的水桶一次打取更多的水時,為了更省力,末端重物不改變其位置的情況下,其質量應　 　(選填“增大”“減小”或“不變”);使用該機械可以省力,但是　 　(選填“省功”或“不省功”)。
小于
增大
不省功(共23張PPT)
第四節　功　率
功率
1.物理學中常用“比值”來定義物理量。例如用物體所做的功與其時間的比值,定義單位時間內做的功,這個比值叫做　 　。這種方法實質上是用　 　(選填“時間相同比較功”或“功相同比較時間”)來比較物體做功快慢的。
功率
時間相同比較功
2.我們可以用兩種方法來判斷物體做功的快慢,如圖所示,表示用挖掘機挖土與人力挖土做功的快慢不同,它所用的判斷方法是做功時間相同,比較　 　;另一種判斷方法是做功相同,比較　 _
　。
時間
做功多少
長短
功和功率的比較
3.下列關于功和功率的說法中,正確的是( )
A.力對物體做功越多,其功率越大
B.力對物體做功越少,其功率越小
C.功率大的機械一定比功率小的機械用時少
D.功率越大的機械做功越快
D
4.(2023澄城縣一模)如圖甲、乙所示,用大小相等的拉力F,分別沿豎直方向和水平方向拉物體,物體的運動方向始終和拉力方向保持一致。已知運動時間tab>tcd,運動距離sab=scd,比較甲、乙兩種情況下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做的功較多
B.ab段和cd段做的功一樣多
C.ab段功率較大
D.ab段和cd段功率一樣大
B
功率的計算
5.(2023天津)第七屆世界智能大會于2023年5月18日在天津開幕,大會上展示了可穿戴的“外骨骼”機器人。參觀者戴上該設備,輕松地將50 kg的物體勻速舉高1 m,用時2 s,此過程中對物體做功 　 　J,功率為　 W。(g取10 N/kg)
500
250　
6.(2023安徽月考)如圖所示是我國自主研發的國內首臺5G+氫燃料電動拖拉機(ET504-H),它能夠滿足傳統拖拉機的所有功能,適用于平原或者丘陵地帶,在無人化模式下能夠按照規劃的路徑進行犁耕、旋耕、播種等作業。在某次工作時該拖拉機保持120 kW 的功率不變,以 1.5 m/s的速度在平直場地上勻速前進了20 m,g取10 N/kg,在此過程中,求:
(1)拖拉機所受的阻力。
答案:(1)8×104 N　
(2)拖拉機所做的功。
答案:(2)1.6×106 J
解析:(2)拖拉機所做的功W=Fs=8×104 N×20 m=1.6×106 J。
D
8.(2023東臺市開學)小紅和小田從一樓爬到五樓,她們同時出發,小紅先到,小田后到。過程中( )
A.小紅的功率大
B.小田的功率大
C.小紅和小田的功率一樣大
D.無法確定誰的功率大
9.甲、乙兩人體重之比為3∶5,他們同上二樓所用時間之比為2∶3,則兩人做功之比、功率之比分別為( )
A.3∶5,9∶10 B.3∶5,2∶5
C.5∶3,5∶2 D.5∶3,10∶9
D
A
10.一定質量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面做直線運動,其路程(s)-時間(t)關系如圖所示,下列說法正確的是( )
A.物體20 s時的速度大于8 s時的速度
B.0～12 s物體所受的拉力大于12～24 s 物體所受的拉力
C.0～12 s拉力做的功大于12～24 s拉力做的功
D.0～12 s拉力做功的功率小于12～24 s 拉力做功的功率
C
11.物體在自由下落過程中運動速度會越來越快,一個物體由A點自由下落,相繼經過B、C兩點,已知AB=BC,如圖所示,物體在AB段重力做功W1,做功功率P1;在AC段重力做功W2,做功功率P2,則下列關系正確的是 ( )
A.2W1=W2,P1=P2
B.2W1=W2,P1>P2
C.2W1=W2,P1D.2W1≠W2,P1≠P2
C
12.一只木箱放在水平地面上,地面上各處粗糙程度相同,對木箱施加一個方向不變的水平推力F如圖甲所示,F的大小與時間t的關系、木箱的運動速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是 ( )
A.在第一個2 s內木箱所受摩擦力為2 N
B.在第二個2 s內木箱所受摩擦力為3 N
C.在第一個2 s內推力F對木箱所做的功為2 J
D.在第三個2 s內推力F對木箱做功的功率為8 W
D
13.(2023蘭州)如圖所示,物塊在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直線軌道上運動,其中AB=CD=10 m。已知物塊在AB段和CD段分別以 2 m/s和4 m/s的速度勻速運動,且在AB段、CD段所受摩擦力分別為1 N和2 N,則該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為　 ,拉力F在AB段做功的功率為　 　W。
2∶1　
2
14.甲汽車發動機的功率為78 kW,以此功率運行時,表示每秒鐘做功
　 　J。乙汽車發動機的功率為66 kW,兩臺發動機正常工作時,甲機器做功　 　比乙慢,甲機器做功　 　(后兩空均選填“一定”“可能”或“不可能”)比乙多。
15.一輛重型卡車勻速行駛時發動機的功率為200 kW,速度為 80 km/h。汽車行駛1 h,發動機做的功是　 　J,卡車的牽引力是　 N。
7.8×104
不可能
可能
7.2×108
9 000　
答案:(1)2 000 N　
答案:(2)2.4×107 J
(3)4×104 W
(2)牽引力在10 min內所做的功。
(3)汽車的功率。
答案:(1)4×103 N　
答案:(2)3.2×106 J
(3)20 m/s
(2)整個過程中發動機做的功。
(3)汽車的最大速度。
解析:(2)整個過程中發動機做的功W=Pt=80×103 W×40 s=3.2× 106 J。
18.物理圖象是探究物理問題的有效方法之一,若如圖中橫坐標表示時間t,縱坐標表示功率P,則陰影部分的面積表示的物理量是　 　;若圖中橫坐標表示距離s,縱坐標表示力F,則陰影部分的面積表示的物理量是　 　。(均填寫物理量的名稱)
功
功
19.為了比較兩臺潛水泵的做功快慢,我們對兩臺潛水泵的抽水情況進行了觀察與記錄,記錄的數據如下表所示。
潛水泵 抽水時間/min 抽水高度/m 抽水體積/m3 對水做功/J
甲 10 3 10 3×105
20 3 20 6×105
乙 10 6 10 6×105
20 6 20 1.2×106
分析數據,我們可以得到同一臺潛水泵在不同時間內做功的大小與時間成　 　比。要比較兩臺潛水泵的功率大小,我們可以看出甲、乙兩臺潛水泵在相同時間內,　 　做功多,也就是做功　 　(選填“快”或“慢”);甲、乙兩臺潛水泵在做相同功時,　 　做功時間少,也就是做功　 　 (選填“快”或“慢”)。你認為比較做功快慢更方便的是
　 _
　。通過此過程,你得到的結論是　 _
　。
正
乙
快
乙
快
比較兩臺潛水泵在相同時間內完成的功的多少,即在單位時間內完
成的功多的潛水泵功率大
可以用
單位時間內完成的功的多少來表示做功的快慢(共24張PPT)
微專題四　功、功率和機械效率的計算
功和功率的計算
1.星期天,小明和爸爸一起去登九嶷山娥皇峰。小明用了40 min登上峰頂,爸爸用了50 min登上峰頂,爸爸的體重是小明的2倍,則小明與爸爸登上峰頂時所做功及做功的功率之比是( )
A.2∶1,5∶2 B.1∶2,5∶8
C.1∶2,8∶5 D.2∶1,5∶8
2.小明同學用20 N的水平推力推著重100 N的書箱在水平地面上前進了5 m,所用時間為10 s,在此過程中小明對書箱做功　 J,功率為　 　W,書箱的重力做功　 　J。
B
100　
10
0
3.如圖所示,質量為960 kg、底面積為 0.5 m2的石材A放在水平地面上,利用滑輪組水平拉動A,使其在20 s的時間內勻速向墻靠近了 4 m,水平拉力F=500 N,不計繩、滑輪組的質量以及繩與滑輪組之間的摩擦,g取10 N/kg。求:
(1)A對水平地面的壓強。
答案:(1)1.92×104 Pa
(2)A在運動過程中受到摩擦力的大小。
解析:(2)繩子對A的拉力為
F拉=2F=2×500 N=1 000 N,
A做勻速運動,則A在運動過程中受到摩擦力的大小為f=F拉=1 000 N。
答案:(2)1 000 N　
(3)拉力F的功率。
答案:(3)200 W
4.(2023香洲區一模)如圖所示,汽車行駛過程中牽引力的功率恒為1.2×105 W。汽車從啟動到勻速運動之前行駛的路程為180 m,汽車勻速運動過程中受到的阻力保持不變,運動的速度v與時間t的關系如圖所示,(g取10 N/kg)求:
(1)前10 s,牽引力所做的功。
解析:(1)前10 s,牽引力做的功W=Pt=1.2×105 W×10 s=1.2×106 J。
答案:(1)1.2×106 J　
(2)汽車勻速運動時,牽引力大小。
答案:(2)4 000 N
(3)汽車啟動后并勻速行駛了一段時間,當牽引力做功7.2×106 J時,汽車行駛的總路程。
答案:(3)1 680 m
機械效率的計算
5.如圖所示,利用滑輪組勻速拉動放在水平地面上重為G的物體,物體移動的距離為s1,繩子自由端移動的距離為s2,A點的拉力為FA,滑輪組的機械效率為η,下列說法正確的是( )
A.FA=2F
B.有用功為Gs1
C.物體受到地面的摩擦力為2Fη
D.額外功為Fs2-Gs1
C
6.建筑工地上,起重機吊臂上的滑輪組如圖所示。在勻速起吊重4.2×103 N的物體時,物體5 s內上升了6 m,此過程中有用功為
　 　J,鋼絲繩移動的速度為　 　m/s;若滑輪組的機械效率為70%,則額外功為　 J,拉力F為　 N,其功率為　 　W。
2.52×104
3.6
1.08×104　
2 000　
7 200
7.為了將重為600 N的物體運送到 6 m 高的樓頂上,甲工人利用如圖所示的滑輪組用250 N的拉力在30 s內完成任務(不計摩擦和繩重),此過程中繩子自由端移動的距離為　 　m;拉力的功率為　 　W;該滑輪組的機械效率為　 　%;動滑輪的重力為　 　N,如果繩子能承受的最大拉力為400 N,則該滑輪組最大可吊起　 N的物體,此時滑輪組的機械效率為　 　%。
18
150
80
150
1 050　
87.5
8.掃地機器人是智能家用電器的一種,逐漸進入我們渝北普通家庭的生活。如圖所示是一款集自動清掃技術和人工智能設計于一體的地面清掃機器人,小王在室內運動場上試用中發現,該機器人在1 min內沿直線勻速清掃的距離為18 m,若它在運動中所受阻力為105 N,求此過程中:
(1)機器人清掃地面時運動的速度。
答案:(1)0.3 m/s
(2)機器人克服阻力所做的功。
(3)如果機器人在這個過程中消耗的總能量W總=2.1×103 J,該機器人的效率。
解析:(2)機器人克服阻力所做的功W有用=fs=105 N×18 m=1 890 J。
答案:(2)1 890 J　(3)90%
9.斜面是一種簡單機械,在我國戰國時期,墨子所作的《墨經》一書中就記載了利用斜面來提升重物的方法。在日常生活中經常會使用斜面,例如卡車裝載大型貨物時,常會在車尾斜搭一塊木板,工人將貨物沿木板推入車廂,如圖甲所示。將這一情景簡化為圖乙,斜面長s= 8 m,高h=3 m。用平行于斜面的推力F=500 N將質量m=100 kg的物體,由斜面的底端勻速推到頂端,所用時間t=10 s,g取10 N/kg。求:
(1)物體重力大小。
解析:(1)物體的重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1000 N。
答案:(1)1 000 N
(2)推力做功的功率。
(3)該斜面的機械效率。
答案:(2)400 W　(3)75%
(4)物體受到的摩擦力大小。
答案:(4)125 N
10.如圖所示是使用滑輪組打撈水中A物體的示意圖。A物體重為 1 500 N,體積為 0.06 m3,在整個打撈過程中,以恒定的速度上升,若A物體離開水面之后繩子自由端的拉力F=1 000 N。g取 10 N/kg,水的密度為1.0×103 kg/m3,求:
(1)A物體浸沒在水中時受到的浮力F浮。
解析:(1)A物體浸沒在水中時受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m3=600 N。
答案:(1)600 N　
(2)A物體浸沒在水中時繩子對A物體的拉力FT。
解析:(2)A物體浸沒在水中時繩子對A物體的拉力為
FT=G-F浮=1 500 N-600 N=900 N。
答案:(2)900 N　
(3)若A物體的底面積為3×10-3 m2,放在水平地面上時對水平地面的壓強為多少
答案:(3)5×105 Pa　
(4)A物體離開水面之后滑輪組的機械效率η。
答案:(4)75%
11.有一種重心在支點處的杠桿,它與轉軸間的摩擦較小,因此機械效率很高,若用這種杠桿將質量為72 kg的物體勻速提升50 cm 的過程中,杠桿的機械效率為90%,動力作用點在動力方向上移動的距離是重物被提升距離的1.6倍,g取10 N/kg。則:
(1)提升該物體需要做的總功。
答案:(1)400 J
(2)杠桿提升該物體時的動力大小。
答案:(2)500 N
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第三節　功
功的概念及做功的判斷
1.教室里,同學們正在調換座位,下列所描述的情境中,人對物體一定做功的是( )
A.甲抱著一疊課本原地不動
B.乙在推一張堆滿課本的課桌,但未推動
C.丙背著書包從教室前排勻速走到后排
D.丁推著一張空課桌在教室地面上前進
D
功的大小比較
2.一個人用同樣大小的力,拉著木箱先后在光滑地面和粗糙地面上前進相同的距離,下列說法正確的是( )
A.在粗糙地面上做功多
B.在光滑地面上做功多
C.兩次做功一樣多
D.無法比較
C
3.下列說法正確的是( )
A.用力越大,物體移動的距離也越大,則力做的功也一定越大
B.力的大小一定,物體在力的方向上移動的距離越大,力對物體做的功一定越大
C.力的大小一定,力所做的功與物體移動的距離成正比
D.物體受到的力越大,則力對物體做的功也越大
B
功的計算
4.如圖所示,用F=20 N的水平推力推著重為40 N的物體沿水平方向做直線運動,若推力F對物體做了40 J的功,則在這一過程中( )
A.重力做的功一定為40 J
B.物體一定受到20 N的摩擦力
C.物體一定運動了2 m
D.物體一定運動了1 m
5.一質量為3 kg的木塊在大小為10 N的水平拉力作用下沿水平方向勻速前進了5 m,則拉力做的功是　　J,重力對木塊做的功是　 J。
C
50
0
B
6.(2023連云港)下列關于功的說法正確的是( )
A.用力推車沒有推動,人對車做了功
B.足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功
C.運動員舉著杠鈴在空中靜止不動時對杠鈴做了功
D.學生背著書包在水平路面勻速前進時對書包做了功
7.關于功,下列說法正確的是( )
A.力越大做功越多
B.做功所用的時間越長做功越多
C.物體在力的方向上移動的距離越大做功越多
D.功等于作用在物體上的力與物體在力的方向上通過的距離的乘積
D
8.一個人先后用同樣大小的力F將不同質量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s(如圖所示),該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3,關于它們之間的大小關系的比較正確的是( )
A.W1B.W1C.W1=W2=W3
D.W1=W2C
9.拋實心球時動作示范如圖所示,將此過程中球所在位置用數字標記。其中1號位置是發力投擲的起始位置,在3號位置球恰好脫離手掌。下列說法正確的是( )
A.球在1號位置保持不動時,人對球做了功
B.球由2號位置運動到3號位置,人對球不做功
C.球由3號位置運動到4號位置,人對球做了功
D.球由4號位置運動到5號位置,人對球不做功
D
10.一名中學生跳繩時平均每分鐘跳120次,已知跳繩時重心每次上升的高度大約為5 cm,那么跳繩2 min克服重力做的功大約是這名同學爬幾層樓克服重力做的功( )
A.1層 B.2層
C.4層 D.6層
C
11.如圖所示,置于水平桌面上的物體A重 50 N,物體B重30 N,動滑輪重10 N,物體B在勻速下降了40 cm的過程中,拉動物體A在水平桌面上勻速移動了一段距離,忽略繩重及滑輪軸上的摩擦,則下列說法正確的是( )
A.物體A移動了20 cm
B.繩子拉力對物體A做的功是8 J
C.物體A與桌面的滑動摩擦力為30 N
D.若對物體A施加一個水平向左的力F,使物體B可以勻速上升,則力F的大小為40 N
D
12.2022年北京冬奧會上智能設備廣泛應用,一款智能送餐機器人的重力是500 N,如果機器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直線勻速運動50 m,它受到的阻力為 60 N。機器人的重力做功　 　J,牽引力對機器人做功　 J。
13.(2023周口模擬)我國春秋末年的著作《考工記辀人篇》有“勸登馬力,馬力既竭,辀(zhōu)猶能一取焉”的記載。意思是說,趕馬車時,即使馬對車不再施力了,車還能繼續前進一段路。“馬力既竭”后,馬對車　 　(選填“不做功”或“做功”);車還能繼續前進是因為車具有　 　。
0
3 000　
不做功
慣性
14.如圖甲所示,一塊質量為0.4 kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上,在豎直方向上拉力F的作用下向上運動,6 s時做功為7.2 J,鐵塊運動的速度v與t的關系圖象如圖乙所示。則拉力F=　　N,鐵塊受到的摩擦力為　 N。(g取10 N/kg)
6
2　
15.如圖所示,在整修房屋時,甲工人用較大的力將一捆木料勻速提到了3 m高的廟墻上,乙工人用較小的力將一籃瓦片勻速提到了8 m高的房檐上。根據以上情景,小明和小紅就甲、乙兩個工人所做功的多少進行了討論。
小明的觀點:甲工人做功多,因為他用的力大;
小紅的觀點:乙工人做功多,因為他提起的距離大。
你認為小明的觀點　 　,小紅的觀點　 　(前兩空均選填“正確”或“錯誤”),根據現有條件,　 　(選填“能”或“不能”)準確比較兩個工人做功的多少。
錯誤
錯誤
不能
答案:(1)9×103 m
(2)牽引力所做的功。
答案:(2)1.62×107 J
17.要探究你背著書包從一樓上到三樓對書包所做的功。則:
(1)需要測哪些物理量
(2)需要用哪些測量儀器
(3)用所測的量表示出功的表達式。
答案:(1)要測書包的重力G、從一樓到三樓的豎直高度h。
(2)臺秤、卷尺(或米尺)。
(3)W=Gh。
18.閱讀短文,回答問題。
無人機
如圖所示為某品牌“無人機”,其主要用復合材料制成的,質量(含攝像機)為1.5 kg,“無人機”采用4個相同的電動機帶動4個旋翼轉動,對下方空氣施力的同時每個旋翼獲得相同的升力,“無人機”上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比,該“無人機”能以最大6 m/s的速度上升,此時受到的空氣阻力為9 N。(g取10 N/kg)
(1)“無人機”旋翼高速旋轉獲得升力,該升力的施力物體是　 　;為使“無人機”能載更重“貨物”,復合材料的密度應該　 　(選填“較大”或“較小”);“無人機”以恒定的速度從地面勻速豎直上升,“無人機”受　 (選填“平衡力”或“非平衡力”)。
(2)當“無人機”攜帶攝像機懸停在空中進行地面圖像拍攝時,每個旋翼獲得的升力大小是　 N;“無人機”在參與某次火情的勘測時,假設它以2 m/s的速度從地面勻速豎直上升至50 m高處,然后懸停(整個過程4個電動機同時工作)。“無人機”勻速上升過程中受到的空氣阻力為　 　N,升力所做的功為　 　J。
空氣
較小
平衡力　
3.75　
1
800(共17張PPT)
微專題三　簡單機械的作圖
力和力臂作圖
1.(2023邗江區校級一模)在圖中畫出力F1的力臂l1。
答案:如圖所示
2.如圖所示,一個繞O點轉動的杠桿,已知動力F1的方向、大小和阻力F2的力臂l2,請畫出動力F1的力臂l1以及阻力F2。
答案:如圖所示
3.如圖所示是人單手做俯臥撐時的簡圖,O點為重心,O′點為支點。手臂伸直時,地面對手的支持力沿虛線ab。
(1)畫出人所受的重力G;
(2)畫出地面對手的支持力及其力臂。
答案:如圖所示
4.(2023湖北)如圖所示是指甲剪的示意圖。請在圖中畫出杠桿ABO以O點為支點時動力F1的力臂l1和阻力F2。(忽略摩擦,保留作圖痕跡)
答案:如圖所示
最小力作圖
5.(2023錦州)如圖所示,用瓶起子起瓶蓋時,瓶起子是一個杠桿,O是它的支點,F2是它受到的阻力。請你在圖中畫出作用在A點的最小動力F1及其力臂l1。
答案:如圖所示
6.請在圖中畫出使用羊角錘拔釘子時,在A點施加的最小動力的示意圖和相應的力臂。
答案:如圖所示
7.如圖所示,工人沿臺階向上滾動圓柱形塑料桶,O1為支點,O2為圓桶的橫截面的圓心。工人用最小的動力F將塑料桶滾上臺階,請在圖中畫出此最小動力F的示意圖并作出其力臂l。
答案:如圖所示
8.(2023沙坪壩區月考)如圖所示,AO=0.6 m,BO=0.3 m,BC=0.4 m,物體在杠桿AOBC作用下保持靜止,請作出使杠桿在圖示位置平衡時施加的最小力F1(O為支點)。
答案:如圖所示
9.在使用圖甲的水龍頭時,其手柄可抽象為一個杠桿。請在其示意圖乙中畫出關閉水龍頭時:
(1)阻力F2的力臂l2。
(2)施加在A點的最小動力F1。
答案:如圖所示
(1)根據杠桿旋轉的方向確定動力和阻力的方向。
(2)確定作哪個力的力臂,畫力的作用線,作出垂線段,標出力臂。
(3)確定最小力時,動力的作用點要選在杠桿的最遠端,支點與動力作用點的連線為最長力臂,過動力作用點作力臂的垂線,根據杠桿的旋轉方向確定動力的方向。
滑輪組的組裝
10.(2023棗莊)如圖所示,若利用滑輪組向下拉繩將重物提升,請畫出滑輪組繞繩方法。
答案:如圖所示
11.站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶,請在圖中畫出滑輪組繩子的繞法。
答案:如圖所示
12.根據提示,給滑輪組繞線。(不計動滑輪重和摩擦)
答案:如圖所示
13.請在圖中畫出繩子的繞法,使滑輪組達到最省力的效果。
答案:如圖所示
(2)如果拉力的方向確定,由繩子自由端逆向確定繩子起始端應固定的滑輪。
(3)繞線時每個滑輪只能繞一次,且繩子不能交叉。
謝謝觀賞！(共22張PPT)
第六節　機械效率
有用功、額外功和總功
1.小明在超市從貨架上拿起一個水杯并購買。到家他用這個水杯喝水,在水杯里倒滿水后,他從桌面上拿起水杯。則他兩次拿起水杯的過程中( )
A.對水杯所做的功都是有用功
B.對水杯所做的功都是額外功
C.購買水杯時,對水杯所做的功是有用功
D.喝水時,對水杯所做的功是有用功
C
2.一個重500 N的學生把一個重100 N的桌子搬到3 m高的樓上,那么對　 　做的功是有用功,其大小是　 　J;對　 　做的功是額外功,其大小是　 　J;在這個過程中,學生做的總功是　 　J。
桌子
300
學生
1 500
1 800
機械效率
3.關于機械的功、功率和機械效率,下列說法正確的是( )
A.利用機械越省力,機械效率越高
B.機械做功越快,機械效率越高
C.機械的功率越大,做功越多
D.機械的功率越小,做功越慢
D
4.小亮不慎將質量為1 kg的水桶掉到了井里,在將水桶撈出的同時,帶上了2 kg的水,若水桶升高的距離為2.5 m,(g取10 N/kg,不考慮繩重)則下列說法正確的是( )
A.有用功是50 J,機械效率是66.7%
B.有用功是50 J,額外功是25 J
C.額外功是25 J,總功是75 J
D.有用功是25 J,機械效率33.3%
D
測量簡單機械的機械效率
5.某同學探究“影響滑輪組的機械效率的因素”,他做了如圖所示的實驗,并測算了各次實驗的機械效率,關于他的實驗過程,下列說法不正確的是( )
A.實驗時彈簧測力計應在靜止時讀數
B.根據①、②兩次實驗可知,滑輪組的機械效率與繩子的繞法無關
C.根據②、③兩次實驗可知,同一滑輪組提起物重越大,機械效率越高
D.為使實驗的結論更具可靠性,應換用不同的裝置進行多次實驗歸納得出普遍規律
A
6.在探究“斜面的機械效率”的實驗中,記錄數據如下,下列說法不正確的是( )
傾角 斜面粗 糙程度 物重 G/N 高度 h/m 拉力 F/N 斜面長 L/m 機械
效率/%
30° 粗糙 1 0.5 0.7 1 71
30° 稍光滑 1 0.5 0.6 1 83
45° 粗糙 1 0.7 0.9 1 78
A.斜面的機械效率跟斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度有關
B.斜面越光滑,斜面的機械效率越高
C.要驗證斜面的機械效率與物重的關系,應該保持斜面的傾斜程度和粗糙程度不變
D.當其他條件一定時,斜面傾斜程度越大,斜面的機械效率越大
B
機械效率的計算
7.甲、乙兩臺機械的總功之比為5∶4,有用功之比為3∶2,則它們的機械效率之比為( )
A.6∶5 B.4∶15 C.5∶3 D.15∶4
8.(2023江寧區模擬)如圖所示,工人用250 N的力F將重為400 N的物體在10 s內勻速提升2 m,則此過程中,工人做的有用功為　 　J,拉力做功的功率為　 　W,滑輪組的機械效率為　 ,要提高這個滑輪組的機械效率,可采取的辦法是　 　。
A
800
100
80%　
增加提升重物的重力
B
9.工人用滑輪組把一箱貨物從一樓提升到五樓。加上潤滑油后滑輪轉動靈活了,如果再用它把同樣的重物從一樓提升到五樓所做的( )
A.有用功減小,總功不變
B.有用功不變,總功減小
C.有用功增加,總功不變
D.額外功減小,總功不變
10.某施工工地上,技術革新小組將一個滑輪組改進后提高了機械效 率,用它把同樣的物體勻速提升同樣的高度,改進后和改進前相比,則 ( )
A.總功不變,有用功增加了
B.總功不變,額外功減少了
C.額外功減少了,有用功不變
D.額外功不變,有用功增加了
C
11.分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體提升相同高度,做的有用功( )
A.杠桿最多 B.斜面最多
C.滑輪組最多 D.一樣多
D
12.如圖所示,工人師傅用不同的滑輪裝置把相同的物塊提升相同的高度,拉力之比為F甲∶F乙=5∶3,有用功分別為W甲、W乙,機械效率為η甲、η乙,則( )
A.W甲∶W乙=5∶3
B.W甲∶W乙=6∶5
C.η甲∶η乙=6∶5
D.η甲∶η乙=5∶3
C
13.下列關于功的原理和機械效率的說法正確的是( )
A.使用機械提升物體可以省功
B.提升同一物體,使用省力杠桿一定比用等臂杠桿的機械效率大
C.提升同一物體,使用動滑輪一定比用定滑輪的機械效率大
D.使用任何機械提升物體,機械效率都不可能達到100%
D
14.(2023荊州)一位同學用如圖所示的滑輪組拉著重500 N的物體,使物體以0.1 m/s的速度沿水平地面向右勻速直線運動10 s,已知物體與地面間的滑動摩擦力為150 N,滑輪組的機械效率為60%,在此過程中,下列說法正確的是( )
A.繩子自由端移動的距離為3 m
B.拉力做的有用功為500 J
C.拉力做的額外功為150 J
D.拉力做功的功率為25 W
D
15.如圖所示是一種小型千斤頂的示意圖,往下壓動搖臂時,能把重物抬高一段較小的距離,工人在2 s時間內用100 N的力豎直向下壓動搖臂1 m,把1 000 N的重物勻速抬高8 cm。則物體上升的速度是
　 　m/s,人做的功為　 　J,千斤頂的效率是　 　%。
0.04
100
80
16.如圖所示,用一個長為1.2 m 的斜面將重為 45 N 的物體沿斜面勻速拉到0.4 m的高臺上,斜面的機械效率為60%,則把物體拉上高臺所做的有用功是　 　J,物體與斜面間的摩擦力是　 　N。
18
10
17.(2023承德縣模擬)同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究,用到的裝置如圖甲、乙、丙所示,實驗數據記錄如表所示。
實驗 次數 鉤碼重 力G/N 鉤碼上 升高度 h/m 繩端拉 力F/N 繩端移 動距離 s/m 機械效
率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
3 6 0.1 1.6 0.5
4 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
(1)實驗中應沿豎直方向　 拉動彈簧測力計。
勻速　
(2)通過比較1、4兩次實驗數據可得出:使用同一滑輪組提升相同重 物,滑輪組的機械效率與重物上升高度　 　。
(3)通過比較　 　兩次實驗數據可得出:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越高。
(4)分析表中數據可知,第3次實驗是用如圖　 　所示裝置來完成的,第3次實驗時所做的有用功為　 　J,滑輪組的機械效率是　 　%。
(5)假如第1次實驗時,不計繩重和摩擦,鉤碼重由2 N增加到8 N,滑輪組的效率可以達到　 　%。
無關
1、2
丙
0.6
75
83.3
18.(2023鎮江)如圖所示,用拉力F通過動滑輪將重90 N的貨物勻速提升1 m,動滑輪的機械效率為90%。不計繩重及摩擦,求;
(1)上述過程中的有用功W有用。
(2)上述過程中拉力所做的功WF。
解析:(1)有用功W有用=Gh=90 N×1 m=90 J。
答案:(1)90 J　(2)100 J
(3)動滑輪所受的重力G動。
答案:(3)10 N
19.為了研究機械效率與哪些因素有關,小明同學提出兩個猜想。猜想一:機械效率與G物有關;猜想二:機械效率與G動有關。為了驗證猜想,小明先用如圖甲所示的裝置不斷改變G物,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,計算并繪出η與G物關系如圖乙a所示;然后換另一個不同重量的動滑輪,不斷改變G物,計算并繪出η與G物關系如圖乙b所示。根據圖象( )
A.只能驗證猜想一
B.只能驗證猜想二
C.既不能驗證猜想一,也不能驗證猜想二
D.既能驗證猜想一,也能驗證猜想二
D(共23張PPT)
第九章 簡單機械 章末復習
作用在物體上的力
在力的方向上移動的距離
W=Fs
描述做功的快慢
在力的作用下能繞固定點轉動的硬棒
支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂
動力×動力臂=阻力×阻力臂
省力但費距離
不省力,但能改變力的方向
能省力,但不能改變力的方向
【典題】 小明在探究杠桿平衡條件的實驗中:(每個鉤碼的重力均為G,杠桿上每格長度均為a)
(1)掛鉤碼前,杠桿在如圖甲所示的位置靜止,此時杠桿　 　(選填“達到”或“沒有達到”)平衡狀態,接下來小明向左調節杠桿兩端的螺母,使杠桿保持水平并靜止。
達到
(2)實驗中,在杠桿左側掛上不同數量的鉤碼,杠桿水平平衡時的數據已填入表格。分析實驗數據,可歸納出杠桿的平衡條件:　 　。
F1l1=F2l2
實驗次數 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 1.0 0.15
(3)如果小明同學面對圖甲狀況,沒有調至水平平衡就匆忙進行圖乙實驗(彈簧測力計的掛鉤鉤在右側第4格處),杠桿雖然此時水平平衡,但可以判斷:2G·3a　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)F1·4a(F1是彈簧測力計的示數)。
(4)面對圖甲狀況,小華同學按正確的操作將杠桿調至水平平衡后,保持左側鉤碼位置不變,然后將彈簧測力計的圓環用細線系在杠桿右側第4格處,向下拉掛鉤(如圖丙所示),記錄下杠桿水平平衡時彈簧測力計的示數F2,發現2G·3a>F2·4a,不滿足F1l1=F2l2,原因是　 _
　。
大于
彈簧測力
計有重力
[考點拓展] (5)小明同學將圖甲狀況調節成水平平衡后,進行圖丁實驗。(彈簧測力計掛鉤鉤在右側第4格處)
①彈簧測力計向右下方拉,示數為F3,力與水平方向成θ角,杠桿水平 平衡;
②將該彈簧測力計的方向改為向左下方拉,示數為F4,力與水平方向成β角,杠桿水平平衡。若F3>F4,則θ　 　(選填“>”“=”或“<”)β。
<
杠桿的平衡條件及其應用
1.(2023高新區一模)滬蘇通長江公鐵大橋開創了世界建橋史上公鐵兩用橋跨度進入千米級的篇章。小明模仿大橋搭建簡易模型。如圖乙所示,其他因素不變,如果只把拉索與橋塔的固定點上移,則可以( )
A.增加動力 B.減小阻力
C.增加動力臂 D.增加阻力臂
C
2.如圖所示,杠桿AO可繞O轉動,B為OA中點,在B點掛一重為G的物體,用始終與OA垂直的力F抬起杠桿。下列說法不正確的是( )
A.動力F的力臂始終不變
B.若把F變為始終豎直向上,則旋轉過程中,它的大小不變
C.力F先增大后減小
D.旋轉過程中阻力與阻力臂的乘積一直變大
D
3.杠桿是我們生活中一種常見的簡單機械,如圖所示,輕質杠桿OA可繞O點無摩擦轉動,A點懸掛一個重為20 N的物體,B點施加一個豎直向上的拉力F,使杠桿在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1。則F=　 　N,此杠桿是　 　杠桿。
30
費力
4.(2023百色)如圖所示,輕質細桿可繞豎直墻上的O點轉動,末端掛一個重為150 N的物體,拉力F沿水平方向,當θ=45°時,拉力F=　 　N。若保持拉力沿水平方向,讓細桿順時針緩慢旋轉到圖中虛線位置,則拉力將　 　(選填“變大”或“變小”)。
150
變大
5.如圖所示是一個壓強測試的簡化模型。杠桿AB長4 m,質量不計,支點為O,A、B兩端均懸空,A端掛著一個橫截面積為40 cm2的物體M,B端連接一個質量分布均勻的實心圓柱體N,N的重力為60 N。求:
(1)當壓強傳感器C還未放置于物體M的下面時,杠桿在水平位置處于靜止狀態(如圖甲所示),BO=3AO,物體M受到的重力GM。
答案:(1)180 N
(2)如圖乙所示,在M下面安裝一個壓強傳感器C(感知M與C之間的壓 強),C的橫截面積為100 cm2,將支點O沿水平方向移動一定距離ΔL時,壓強傳感器的示數為1×104 Pa,且杠桿在水平位置處于靜止狀態,求支點O移動的距離ΔL。
答案:(2)0.2 m
機械效率及其大小比較
6.同一物體(質量為m)先用滑輪組(如圖甲所示)勻速提升,后沿斜面 (如圖乙所示)勻速提升,兩次提升高度均為h,兩次拉力大小均為0.75mg,斜面長AB=2h,則這兩次提升物體的機械效率比較( )
A.條件不足無法比較
B.η甲=η乙
C.η甲<η乙
D.η甲>η乙
C
7.如圖所示裝置中,每一個滑輪的質量都相同,提升相同的重物,繩子自由端移動速度相同。忽略繩重、摩擦、空氣阻力、水的阻力。下列說法中( )
①甲、乙兩個滑輪組的機械效率相同
②丙、丁兩個滑輪組的機械效率相同
③甲滑輪組拉力做功的功率最大
④丙、丁物體升高的速度相同
A.只有③④正確 B.只有①③④正確
C.只有①④正確 D.只有②④正確
B
8.如圖所示,實驗小組的同學分別將甲、乙兩組鉤碼在相同的時間勻速提升相同高度,每個滑輪和鉤碼的重力均相同,每個鉤碼的質量是100 g,兩個滑輪組的機械效率分別為η甲和η乙,拉力的功率分別為P甲和P乙,則P甲　 　P乙,η甲　 (前兩空均選填“>”“=”或“<”)η乙,勻速提升甲組鉤碼時,F1的示數為0.5 N,則勻速提升乙組鉤碼時,F2的示數為　 N。(g取10 N/kg,不計繩重和摩擦)
<
<
1.25　
9.如圖甲所示是描繪猴子和兔子分蘿卜的漫畫,究竟誰分得的蘿卜重呢 某物理小組的同學利用實驗室的器材對“杠桿的平衡條件”進行了探究(如圖乙所示)。
實驗探究
(1)實驗前和實驗時都使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是
　 　。
(2)該小組記錄的實驗數據如表所示。該組同學根據表中數據,得出結論:F1l1=F2l2。你認為這樣得出的結論　 　(選填“合理”或“不合理”),理由是　 _
。
便于測量力臂
不合理
每次實驗的動力和阻力都相等,得出動力和動力臂
的乘積等于阻力和阻力臂的乘積也是偶然的,所以結論不具有普遍性
實驗次數 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 3.0 10 3.0 10
2 2.0 20 2.0 20
3 1.0 30 1.0 30
(3)實驗后,該小組的同學畫出了猴子和兔子分蘿卜的杠桿模型如圖丙所示,根據杠桿的平衡條件可知,猴子和兔子分得的蘿卜是　 _
　(選填“猴子的更重”“兔子的更重”或“一樣重”)。
猴子的
更重
10.在生活和生產中,簡單機械有著十分重要的作用。
(1)小明用圖甲的實驗裝置探究滑輪組的機械效率。實驗中用同一滑輪組提升鉤碼,記錄數據如下表所示。
實驗次數 鉤碼重力G/N 鉤碼提升高度h/m 拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率
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由圖甲可知,第2次實驗中彈簧測力計示數為　 N;
②第3次實驗中,滑輪組的機械效率為　 　%(結果保留一位小數);
③分析實驗數據可得:同一滑輪組,提升的物體越重,滑輪組的機械效率越高。若提升同一物體時,減小動滑輪的重力,則滑輪組的機械效率　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)小明用圖乙的實驗裝置探究斜面的機械效率。發現斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關,與物重無關。保持斜面傾斜程度不變,可以采用
　 　的方法減小摩擦,從而提高斜面的機械效率。某次實驗測得物重 G=4 N、斜面長s=1 m、高h=0.2 m,若機械效率η=80%,則物體在斜面上受到的摩擦力為　 N。
1.6　
90.9
變大
減小接觸面的粗糙程度
0.2　
11.用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率與懸掛點的關系,OC是一根均勻的杠桿,且OA=AB=BC,分別把鉤碼掛在A點和B點進行實驗(不計摩擦),收集的數據如下表所示。
懸掛 點 鉤碼重 力G/N 鉤碼上 升高度 h/m 拉力的 大小 F/N 拉力移 動距離 s/m 機械效
率η
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 0.2 5 0.3
(1)鉤碼掛在B點時的機械效率η=　 　。
80%
(2)從實驗數據分析得出,杠桿的機械效率與懸掛點　 　 (選填“有關”或“無關”),影響杠桿的機械效率的因素有多個,請你再說出一個:　 。
(3)分析表格中數據,求出杠桿的自重為　 　。
(4)若把彈簧測力計由C點移到B位置,點O位置不變,仍將掛在A點的鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機械效率將　 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
有關
杠桿自重 (或所掛物體的重)　
2 N
不變　
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