資源簡介

(共19張PPT)
第十二章　簡單機械
第4節(jié)　機械效率
知識梳理 導學園地
1.有用功、額外功和總功 (1)利用動滑輪提升鉤碼,將鉤碼提升到一定的高度是我們的目的,動滑輪對　　　　　　所做的功叫作有用功,用　　　　表示。彈簧測力計的　　　　所做的功,叫作總功,用　　　　表示。 (2)用動滑輪提升鉤碼時,我們還不可避免地要克服動滑輪本身的 以及　　　　等因素的影響而多做一些功,這部分功叫作額外功,用表示 。 (3)總功等于　　　　與　　　　之和,即W總=　　　　　　。使用任何機械都　　　　省功。 2.機械效率　 (1)定義:　　　　跟　　　　的比值,即η=　　　　。 (2)規(guī)律:有用功總是　　　　總功,因此η總是小于　　　。
1.機械效率是一個比值,本身沒有單位。
2.機械效率不是固定不變的,它由總功和有用功兩個因素共同決定,它反映的是有用功在總功中所占的比例,與具體做功多少、是否省力無關。
鉤碼的拉力
拉力
W總
重力
摩擦力
W額外
W有用+W額外
不能
有用功　
總功
小于　
1
額外功
有用功　
知識點一:有用功、額外功和總功
【典題1】工人師傅使用如圖所示的滑輪組提起10 N的重物,使它上升0.2 m,拉力是4 N,拉力的作用點上升了0.6 m,拉力所做的功為　　　　J,這個功叫　　　　功;克服物體重力所做的功為　　　　J,這個功叫　　　　功。用來克服滑輪重力、繩重和滑輪間摩擦所做的功為　　　　J,這個功叫　　　　功。
名師點睛
有用功和額外功
(1)有用功相當于不用機械直接用手對物體所做的功,總功是利用機械所做的功。
(2)有用功和額外功并不是絕對的,對某一情況是有用功,對另一種情況可能就是額外功。
2.4　　　　　
總
2
有用
0.4
額外
【變式1-1】小明同學的體重為500 N,用重10 N 的水桶提著重100 N的水,登上5 m高的教室使用,在這一過程中,他做的有用功和額外功分別是(　　)　 　　　　 　　　　
A.500 J,50 J B.500 J,2 550 J
C.550 J,2 500 J D.3 000 J,50 J
知識點二:機械效率
【典題2】(2024山東棗莊中考)如圖所示,小明用滑輪組將重為400 N的貨物在20 s內勻速提升了2 m,小明對繩子的拉力為250 N,不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是(　　)
A.動滑輪的重力為50 N
B.滑輪組做的有用功為500 J
C.拉力F做功的功率為25 W
D.滑輪組的機械效率為80%
B
D
名師點睛
滑輪組機械效率的計算
(1)豎直勻速提升物體時
①有用功:W有用=Gh。
②總功:W總=Fs=F·nh。
(2)勻速水平拉動物體時
①有用功:有用功在數(shù)值上等于摩擦力與物體移動距離的乘積,即W有用=fs物。
②總功:拉力F所做的功,即W總=Fs繩=Fns物。
【變式2-1】如圖所示,重500 N的物體在F=125 N的拉力作用下,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,在此過程中,下列選項正確的是(　　)
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.滑輪組的機械效率是80%
D.拉力做功的功率為25 W
D
知識點三:測量滑輪組的機械效率
【典題3】在探究影響滑輪組機械效率的因素時,小明提出如下猜想。
猜想一:滑輪組機械效率與被提升物體所受的重力有關。
猜想二:滑輪組機械效率與動滑輪所受的重力有關。
為了驗證猜想,準備的器材如下:兩個相同的滑輪、一根細繩、鉤碼若干、刻度尺和彈簧測力計;小明把兩個滑輪分別作為定滑輪和動滑輪組裝成滑輪組,用該滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼進行了三次實驗,數(shù)據(jù)見下表。
請回答下列問題:
(1)表中第3次實驗時滑輪組的機械效率為　　　　;根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出該滑輪組的繞線方式。
(2)分析表中數(shù)據(jù)可知:用同一滑輪組提升不同的物體,物體越重,滑輪組的機械效率 (選
填“越高”“越低”或“不變”)。
(3)為了驗證猜想二,還需增加的實驗器材是　　　　　 　　　。
80.0%
如圖所示
越高
自重不同的動滑輪
名師點睛
實驗應明確的兩個問題
(1)在實驗測量的過程中,為了使彈簧測力計的示數(shù)是一個定值,應該讓彈簧測力計在豎直方向上勻速運動。
(2)控制變量法的應用:要想探究不同裝置滑輪組的機械效率,應控制滑輪組提升的鉤碼和上升的高度都不變,再記錄每一次彈簧測力計的示數(shù),計算出機械效率的大小。
【變式3-1】(2024河南中考)如圖,甲、乙兩人用不同的裝置,在相同時間內把質量相等的貨物勻速提升到同一平臺,不計繩重及滑輪的摩擦。下列說法正確的是(　　)
A.甲做的有用功多
B.乙做的總功多
C.甲做總功的功率大
D.乙所用裝置的機械效率小
C
【易錯專攻】
易錯點:機械效率的概念　　　　　　 　　　　　　　
1.下列關于機械效率的說法正確的是(　　)
A.機械效率高的機械省力 B.機械效率低的機械,有用功在總功中占的比例小
C.機械效率高的機械,有用功做得多 D.機械效率可以高達100%
2.下列關于功、功率、機械效率的說法正確的是(　　)
A.功率越大,做功越快,機械效率越大
B.做功越少,功率越小,機械效率越小
C.功率越大,反映做功越快,與機械效率無關
D.機械效率越大,表明它做的功越多
B
C
易錯提醒
由于對機械效率的概念理解不深,常常把機械效率與功率、是否省力以及有用功的多少相混淆。
【基礎達標練】
1.下列關于機械效率的說法正確的是(　　)
A.越省力的機械,機械效率越高
B.做功越少的機械,機械效率越低
C.做功越慢的機械,機械效率越低
D.總功相同,有用功越大的機械,機械效率越高
2.如圖所示,小明利用動滑輪勻速提升木箱。下列做法可以提高動滑輪機械效率的是(　　)
A.適當增加木箱重力
B.增大木箱上升高度
C.增大提升木箱的速度
D.換用質量更大的動滑輪
D
A
3.兩個滑輪按如圖所示的方式組合,用5 N的拉力F拉動繩端,使物體在5 s 內水平向左勻速滑動1 m,物體與地面間的摩擦力為9 N。下列選項中正確的是(　　)
A.A是定滑輪,B是動滑輪
B.拉力F做的功為5 J
C.拉力F的功率為1.8 W
D.滑輪組的機械效率為90%
4.用四個完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,把相同的物體勻速提升相同的高度。若用η甲、η乙分別表示甲、乙兩滑輪組的機械效率,W甲、W乙分別表示拉力所做的功(不計繩重與摩擦),則( )
A.η甲=η乙,W甲=W乙
B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲D.η甲>η乙,W甲D
A
5.(多選)如圖所示裝置,工人用250 N的拉力,在30 s內將重為400 N的物體勻速提高了6 m,在此過程中,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是0.2 m/s
B.拉力做的有用功為2 400 J
C.拉力做功的功率為100 W
D.若用此滑輪提升重500 N的物體,滑輪的機械效率為80%
6.(2024甘肅蘭州中考)如圖所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力F的作用下,重為1×103 N的重物被豎直向上勻速吊起,已知動滑輪重200 N,重物在8 s內上升了10 m,不計繩重與摩擦,下列說法不正確的是(　　)
A.拉力F大小為400 N
B.拉力F的功率為1 250 W
C.克服動滑輪重力做功2 000 J
D.滑輪組的機械效率約為83.3%
BC
B
7.如圖所示,用沿斜面向上大小為4 N的拉力,將一個重5 N的物體從斜面底端
勻速拉至頂端。已知物體沿斜面上滑的距離為5 m,上升的高度為3 m,則物體
受到的摩擦力為　　　N,斜面的機械效率為　　　。
【能力提升練】
8.如圖所示的滑輪組忽略繩重及繩與滑輪間的摩擦,將物體放在水平粗糙桌
面上。受到水平向左的恒力F=100 N,滑輪組繩子自由端受到的拉力為F繩。
繩子自由端的拉力F繩為60 N時,物體處于靜止狀態(tài),物體與桌面間的摩擦力
恰好為0,則動滑輪的重力為　　　　N;當繩子自由端拉力F1為90 N時,物體
水平向右勻速運動,物體與桌面之間的滑動摩擦力為 N;撤去水平向左的恒力F,改變繩子自由端拉力F1的大小,仍使物體水平向右勻速運動時,滑輪組的機械效率為　　　　。
1　
75%
20　　
60
75%
9.如圖所示是“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置圖。
(1)第3次拉力示數(shù)①如圖所示,則表格中②處的數(shù)據(jù)是　　　%(結果保留整數(shù)位)。
(2)從表中可得結論:用相同滑輪組提升鉤碼時,滑輪組的機械效率與　　　 有關。
(3)結合生產(chǎn)生活實際,當提升重物時,下列選項中可以提高效率的是　　　　(填選項字母)。
A.增加物體提升的高度 B.加快提升物體的速度
C.減小動滑輪的重力 D.減小物體的重力
91
鉤碼的重力
C
(4)分析數(shù)據(jù)可得結論:使用同一滑輪組,滑輪組的機械效率與物重的關系比較符合的圖
是　　　　(填選項字母)。
B
1.(2024 江蘇無錫中考)如圖所示,用滑輪組勻速提升重為200 N的物體,拉力F為125 N,物體升高的高度為4 m,不計繩重和摩擦,則在此過程中,下列說法正確的是(　　)
A.總功為800 J
B.動滑輪重為5 N
C.繩端移動的距離為4 m
D.滑輪組的機械效率為80%
2.(2024 四川眉山中考)如圖是小龍“測量斜面機械效率”的實驗裝置,斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,將重6 N的物體以1 m/s的速度勻速拉到斜面頂端,測得斜面的機械效率為75%。則下列說法正確的是(　　)
A.拉力做功為3 J
B.物體受到摩擦力為1.5 N
C.在勻速拉動過程中,物體的機械能不變
D.若以2 m/s的速度勻速拉動物體,斜面的機械效率仍為75%
D
D
3.(多選)(2024 四川成都中考)小成在實驗室組裝如圖所示的滑輪組進行實驗探究,實驗過程如下:先測得定滑輪的重力為0.2 N,動滑輪的重力為0.25 N,再使用組裝好的滑輪組在10 s內將質量為100 g的鉤碼豎直勻速提升20 cm,此過程中彈簧測力計的示數(shù)為0.5 N。g 取10 N/kg,下列說法正確的是(　　)
A.彈簧測力計對細繩拉力的功率為0.03 W
B.滑輪組的機械效率為80%
C.克服繩重和摩擦做的額外功為0.05 J
D.若增大提升鉤碼的質量,滑輪組的機械效率不變
4.(2024四川自貢中考)如圖所示,把重為40 N的物體從斜面底端勻速推到斜面頂端,斜面長2 m,高0.6 m,沿斜面的推力F為20 N。那么,此過程中有用功是　 　J,斜面的機械效率是　　　　。
AC
24
60%
5.(2024 黑龍江綏化中考)如圖甲,質量為40 kg的貨物靜止在水平地面上,與地面的接觸面積是800 cm2。如圖乙,工人用250 N的拉力F,將貨物用滑輪組勻速提升到3 m高的二樓,此過程中貨物上升的速度是0.2 m/s。求:
(1)貨物靜止在水平地面上時,對地面的壓強。
(2)工人用滑輪組提升貨物時做功的功率。
(3)滑輪組的機械效率。
(4)為提高該滑輪組的機械效率,請你提出一條合理建議。(共9張PPT)
第十二章 簡單機械 章末復習與拔高
【網(wǎng)絡建構】
【易錯過關】
易錯點一:杠桿的動態(tài)平衡分析
1.如圖所示,杠桿處于平衡狀態(tài),如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離,下列判斷正確的是(　　)
A.杠桿仍能平衡 B.杠桿不能平衡,左端下沉
C.杠桿不能平衡,右端下沉 D.無法判斷
易錯點二:確定滑輪組的繩子段數(shù)
2.利用兩個滑輪提升同一重物,滑輪重、繩重、摩擦力均不計,下圖的幾種滑輪組,最省力的組合是(　　)
C
C
3.如圖所示,三個滑輪懸掛重物的質量相等,若滑輪、繩的重力及滑輪與軸的摩擦忽略不計,則F1、F2、F3的關系為(　　)
A.F1>F3>F2
B.F1=F2=F3
C.F3>F1>F2
D.F2>F3>F1
A
【高頻考點過關】
考點一:杠桿的平衡條件及其應用
1.如圖所示是鍋爐保險閥門的示意圖。當閥門受到的蒸汽壓力超過其安全值時,閥門就會被拉開。如OB=2 m,OA=0.5 m,閥門的底面積S=2 cm2,鍋爐內氣體壓強的安全值p=6×105 Pa(杠桿的重力、摩擦均不計,p0=1×105 Pa),則B處所掛重物的重力是(　　)
A.20 N
B.25 N
C.30 N
D.120 N
2.如圖甲所示是我國古代汲水裝置——桔槔,圖乙是它水平靜止時的簡化模型,該裝置
是　　　　(填簡單機械名稱);此時配重物重力為G1,水桶重力為G2,l1∶l2=2∶1,若不計
桿重,則G1∶G2=　　　　。
B
杠桿
1∶2
考點二:滑輪和滑輪組的特點及有關計算
3.如圖所示,用110 N的拉力剛好可以拉動一重為300 N的物體勻速上升,現(xiàn)用同樣的滑輪組拉動重為600 N的物體上升0.1 m(g取10 N/kg,不計繩及滑輪之間的摩擦),則動滑輪所受的重力G動和拉力分別為(　 　)
A.140 N,185 N
B.30 N,185 N
C.30 N,210 N
D.80 N,210 N
C
4.如圖甲所示,沿水平方向勻速拉動物體A前進時,若繩子自由端拉力F=90 N,物體A重1 500 N,不計滑輪重、繩重及滑輪與軸之間的摩擦,物體A與地面間的摩擦力是　　　N,當繩子自由端移動3 m,則物體A移動　　　　m。如圖乙所示,建筑工人用滑輪組提升重為220 N的泥桶,動滑輪重為20 N,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重,工人將繩子勻速向上拉6 m,手拉繩子的力為　　　　N。
270
1
80
考點三:與滑輪組有關的功、功率和機械效率的計算
5.如圖所示,在200 N的拉力F作用下,用滑輪組將重為300 N的貨物勻速提升,在20 s內貨物豎直上升了2 m,不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是(　　)
A.滑輪組做的有用功為400 J
B.拉力F做功的功率為30 W
C.滑輪組的機械效率為75%
D.此滑輪組提升的貨物越輕,機械效率越高
C
6.圖甲所示的塔吊是施工建設中最常見的設備,其結構可簡化為圖乙所示的滑輪組模型。已知物體質量為300 kg,在繩子自由端施加1 250 N拉力,物體以0.5 m/s的速度勻速上升10 s。求:
(1)繩子拉力端移動的距離。
(2)拉力的功率。
(3)在此過程中滑輪組的機械效率。(共4張PPT)
第十二章　簡單機械
第2節(jié)　跨學科實踐:制作簡易桿秤
1.(2024重慶中考)同學們模仿中藥房的戥秤制作桿秤,用筷子作秤桿,用鉤碼作秤砣,用細線將秤盤系在A點。當不掛秤砣且秤盤不放物體時,在O點提起提紐,秤桿水平平衡;當秤盤放100 g物體、秤砣移到B點時,秤桿再次水平平衡,如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是(　 　)
A.自制桿秤的每一格約表示2.08 g
B.稱中藥時B端翹起應減少中藥恢復水平平衡
C.若秤砣磨損,則測量結果會比真實質量偏小
D.若將提紐移到O點右側,則可以增大桿秤的量程
B
2.桿秤在我國有幾千年的歷史,如今中藥房仍在使用。如圖所示,已測得刺
五加藥材質量是120 g,其中OB=3OA,若不計桿秤自重,則秤砣的質量約
為　　　　g。接下來要測30 g的人參片需要將秤砣向B點的　　　(選填
“左”或“右”)側移動。
3.桿秤是一種用來測量物體質量的工具。小陽嘗試做了如圖所示的桿秤。在秤盤上不放重物時,將秤砣移至O點提紐處,桿秤恰好水平平衡,于是小陽將此處標為“0”刻度。當秤盤上放一個質量為2 kg的物體時,秤砣移到B處,恰好能使桿秤水平平衡,測得OA=5 cm,OB=10 cm。
(1)計算秤砣的質量。
(2)小陽在B處標的刻度應為　　　　kg。若圖中OC=2OB,則C處的刻度應為　　　　kg。
40
右
答案：1 kg
2
4
4.在“探究杠桿平衡條件”實驗中:
(1)請在圖甲中畫出F1的力臂。
(2)F2的力臂l2為　　　　cm。當F2的大小為1 N時,F1' 豎直向上拉杠桿,仍使杠桿在水平位置平衡,F1' =　　　　N。
(3)小明學過杠桿知識后自制了一根桿秤(自重不計),如圖乙所示,要想擴大桿秤的測量范圍,你有哪些方法 (寫出一種方法即可)。小明猜想制作的桿秤刻度是均勻的,請你通過推理證實。(寫出推理過程,涉及的物理量用圖中字母表示)
如圖所示
10.0
0.5
換用質量更大的秤砣　根據(jù)杠桿平衡條件可得:m1g·OA=m2g·OB,則有 ,因為OA和m2均為定值,所以OB和m1成正比,所以制作的桿秤刻度是均勻的。(共20張PPT)
第十二章　簡單機械
第1節(jié)　杠桿
知識梳理 導學園地
1.杠桿 (1)定義:在　　　的作用下能繞著　　　　 轉動的硬棒就是杠桿。 (2)杠桿的五要素: ①支點O:杠桿可以繞其　　　　的點; ②動力F1:使杠桿　　　　的力; ③阻力F2:　　　　杠桿轉動的力; ④動力臂l1:從支點到　　　　　　　　的距離; ⑤阻力臂l2:從支點到　　　　　　　　的距離。 2.探究杠桿的平衡條件 (1)杠桿在動力、阻力作用下　　　　　　,我們稱之為杠桿平衡。 (2)杠桿的平衡條件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,或寫為　　　　　。 3.杠桿的分類 1.“硬棒”可以是直的,也可以是彎的,或者說是任意形狀的。
2.(1)力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到力的作用點的距離。
(2)動力和阻力是杠桿受到的力,是其他物體作用在杠桿上的力,不要把杠桿作用給別的物體的力誤認為是杠桿受到的力。
3.既省力又省距離的杠桿是不存在的。
杠桿類別 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
力臂的大小關系 l1　　　l2 l1力的大小關系 F1特點 省力但　　　 省　　　　但費力 既不省力,也不省距離
應用 撬棒、核桃鉗 釣魚竿、筷子 天平
力
固定點
轉動
轉動
阻礙
動力作用線
靜止
阻力作用線
動力×動力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
>
=
>
=
費距離
距離
知識點一:杠桿
【典題1】如圖所示,輕質杠桿平衡,請作出動力F1的力臂l1和杠桿所受阻力F2的示意圖。
如圖所示
名師點睛
畫杠桿力臂“四步法”
【變式1-1】(2024江蘇鹽城中考)如圖所示,畫出用起子撬圖釘?shù)膭恿1的力臂l1。

【變式1-2】如圖所示,畫出圖中力F的力臂并用字母l表示。

如圖所示
如圖所示
知識點二:探究杠桿平衡的條件
【典題2】某同學在探究“杠桿平衡的條件”實驗中,所用的器材有支架、刻度均勻的杠桿(每小格為5 cm)、細線、重0.5 N的鉤碼若干。
(1)杠桿在支架上靜止時如圖甲所示,應將杠桿的平衡螺母向　　　　(選填“左”或“右”)調節(jié),使杠桿在水平位置平衡。
(2)杠桿調節(jié)在水平位置平衡后,分別在杠桿兩端加減、移動鉤碼,使杠桿在水平位置重新平衡。某次實驗時,在杠桿A點掛上4個鉤碼,如圖乙所示,要使杠桿在水平位置平衡,她應在B點掛上　　　個鉤碼。
(3)如圖丙所示,當彈簧測力計在C點由豎直位置逐漸向右傾斜過程中,要使杠桿仍在水平位置平衡,彈簧測力計的示數(shù)將　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)生活中的桿秤,其主要結構由秤桿、秤鉤A、提紐(B、C)、秤砣D組成(O點為刻度的起點),如圖丁所示。若該桿秤配套的秤砣D粘上了少量泥土,稱量貨物時桿秤顯示的質量　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)被測貨物的真實質量。
右
6
變大
小于
名師點睛
關于探究杠桿平衡條件實驗
(1)調節(jié)平衡螺母的方法:左低右調,右低左調。
(2)使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測量力臂,讀出力臂大小,消除杠桿自重對平衡條件的影響。
(3)實驗中,多次實驗收集不同數(shù)據(jù)的目的是使實驗結論更具有普遍性。
【變式2-1】如圖,在“探究杠桿的平衡條件”實驗中,已知杠桿上每個小格長度為2 cm,鉤碼總重為2 N,當彈簧測力計在A點斜向上(與水平方向成30°角)拉杠桿使杠桿在水平位置平衡。下列說法正確的是(　　)
A.動力臂為0.08 m
B.若將30°角減小為20°角,彈簧測力計示數(shù)變小
C.彈簧測力計示數(shù)為4 N
D.若將鉤碼向右移動一格,彈簧測力計的示數(shù)變小
D
【變式2-2】(2024安徽中考)如圖甲所示,用核桃鉗夾核桃時,用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿,若F1=20 N,l1=10 cm,l2=4 cm,忽略杠桿自身的重力,則F2的大小為　　　　N。
50
知識點三:杠桿的分類
【典題3】(2024黑龍江牡丹江中考)下列工具屬于費力杠桿的是(　　)
A
名師點睛
判斷杠桿種類的方法
【變式3-1】(多選)廚房里有一把多功能剪刀,圖中標注了該剪刀的相關用途。對于它的使用,以下分析正確的是( 　　)
A.做起瓶器使用時:它是一個省力杠桿
B.做剪刀使用時:物體越靠近O點越省力
C.做削皮刀使用時:刀刃很鋒利,是為了增大壓力把果皮削掉
D.做擠壓鉗使用時:擠壓齒尖銳,是為了增大壓強把果殼擠開
ABD
【易錯專攻】
易錯點:杠桿的平衡條件
1.如圖所示是小明探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置,實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài),若在C處逐漸改變彈簧測力計拉力的方向,使其從①→②→③,則拉力的變化情況是(　 　)
A.先變小后變大 B.先變大后變小
C.逐漸變大 D.逐漸變小
A
2.如圖所示,杠桿OBA可繞O點在豎直平面內轉動,OB=2BA,在B點懸掛一個10 N的重物G,在A點施加豎直向上的動力F1使杠桿OBA水平平衡(杠桿重力及摩擦均忽略不計),下列說法正確的是(　 　)
A.在A點施加豎直向上的力F1時,該杠桿是費力杠桿
B.作用在A點的力F1的大小為5 N
C.如果重物的懸掛點B向O點移動,要使杠桿水平平衡,F1應變小
D.若將作用于A點的力F1變?yōu)閳D中F2,要使杠桿水平平衡,F2應小于F1
C
易錯提醒
(1)杠桿平衡指杠桿在動力、阻力作用下靜止或勻速轉動。
(2)決定杠桿平衡的因素不是力,也不是力臂,而是力跟力臂的乘積。
(3)當F1l1≠F2l2時,杠桿失去平衡,向力和力臂的乘積較大的一側偏轉。
【基礎達標練】
1.2023年9月24日,中國組合在賽艇女子輕量級雙人雙槳決賽中奪冠,
斬獲杭州亞運會首金。如圖所示,賽艇的槳可視為杠桿,下列工具正常使
用時,與槳屬于同類杠桿的是(　　 )
A
2.如圖所示是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關說法正確的是( )
A.刀刃很薄可以增大壓力
B.鍘刀實質上是一種費力杠桿
C.甘蔗放在a點比放在b點更易被切斷
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
3.如圖甲所示的杠桿是水平平衡的。如果在支點兩側的物體下方分別加掛一個等重的物體,如圖乙所示,則杠桿(　　)
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持平衡應將左端的物體向右移動
D.要保持平衡應在右端再加掛一個物體
C
A
4.我國古代科技著作《天工開物》中記載了用腳踏碓給稻谷去殼的過程,用腳連續(xù)踏木桿的一端,另一端的碓頭就會連續(xù)起落,如圖所示。下列說法正確的是(　　 )
A.腳踏碓在應用中屬于省力杠桿
B.人腳越靠近O點越省力
C.碓的頭部較細,是為了增大壓力
D.腳踩位置有粗糙的花紋是為了增大摩擦
5.(2024四川廣安中考)桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具,在重石輔助下,人幾乎可以不用力就能將一桶水從井中提起。如圖所示,已知A點所掛重石重力為100 N,OA∶OB=2∶1,兩側懸掛的繩子始終保持在豎直方向,忽略橫桿和繩的重力(ρ水=1.0×103 kg/m3)。下列說法錯誤的是(　　)
A.桔槔平衡時,桶內水的體積為2×10-2 m3
B.桔槔是杠桿裝置
C.桔槔平衡時,A、B兩點所受的拉力之比為1∶2
D.要想一次提取更多的水,可以將懸掛點A向遠離O點方向移動
D
A
6.停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出,如圖甲所示。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所示的杠桿。若橫桿AB粗細相同、質量分布均勻,重G=120 N,AB=2.8 m,AO=
0.3 m。要使橫桿AB保持水平平衡,需在A端施加豎直向下的力F=　　　　N。
7.植樹節(jié)當天,學校開展植樹活動。同學們分工合作,如圖甲所示,小高正在用鐵鍬鏟土。將鐵鍬視為杠桿,O為支點,請在圖乙中畫出:①手在A處施加的最小動力F的示意圖;②F的力臂l。
440
如圖所示
【能力提升練】
8.骨骼、肌肉和關節(jié)等構成了人體的運動系統(tǒng),人體中最基本的運動大多是由肌肉牽引骨骼繞關節(jié)轉動產(chǎn)生的。下列關于人體中的杠桿說法正確的是(　 　)
A.圖甲:手托重物時,可視為省力杠桿
B.圖甲:手托重物時,肱二頭肌對前臂的牽引力是阻力
C.圖乙:踮腳時,可視為費力杠桿
D.圖乙:向上踮腳的過程中,腓腸肌對足部骨骼的牽引力是動力
D
9.如圖所示,小王站在水平地面上,將長為0.6 m,質量可忽略不計的木棒擱在肩上,支點O距離后端A處為0.2 m,A處掛一個重40 N的物體,他用手豎直壓住前端B處使木棒保持水平平衡。若小王的質量為50 kg,雙腳與地面的總接觸面積約為400 cm2,則下列說法正確的是(　 　)
A.手對木棒的壓力大小為40 N
B.肩對木棒的支持力大小為80 N
C.地面對人的支持力大小為560 N
D.人對地面的壓強大小約為1.35×104 Pa
D
1.(多選)(2024貴州中考)如圖甲所示的條凳,人若坐在凳的一端,極易使其另一端上翹而摔倒。現(xiàn)將其簡化為如圖乙所示的示意圖,B、C點分別與凳腳的E、F點在同一豎直線上。當人對水平凳面施加豎直向下的壓力時,下列分析正確的是(　 　)
A.壓力作用于A點,可將條凳視為繞E點轉動的杠桿
B.只要壓力作用于凳面的中間,則條凳一定不會上翹
C.只要在A、D點同時施加壓力,則條凳一定不會上翹
D.在B或C點施加一個壓力,則條凳一定不會上翹
2.(2023貴州中考)工具的發(fā)明制造為生產(chǎn)、生活提供便利,如圖所示的工具在使用中都是為了　　　　(選填“省力”或“省距離”)。
ABD
省力
3.(2024 江蘇蘇州中考)健身步道上的坐式劃船訓練器如圖所示。人坐在座板上,用始終與把手垂直的力緩慢向后將把手拉至身體兩側,此過程中,拉力大小變化情況是　 。 若要增加訓練強度,應將配重盤向　　　　(選填“a”或“b”)端移動。
變小
a(共15張PPT)
第十二章　簡單機械
第3節(jié)　滑輪
軸
糟
固定不動
隨物體一起運動
省
改變力
的方向
省
改變力的方向
等臂
兩倍
=
=
(2)動滑輪:用動滑輪提升重物時,不計動滑輪重、繩重和摩擦,則拉力F與物重G的關系F=
　　　　 G;繩子自由端移動的距離s與物體升高的距離h的關系s=　　 　h;若只不計繩重和摩擦,則F=　　　(G+G動),s=　　　h。
3.滑輪組
(1)滑輪組:將　　 　　和　　　　 組合在一起。
(2)省力情況:用滑輪組提起重物時,動滑輪上有n段繩子承擔物重,若不計動滑輪重、繩重及摩擦,則F= G,s=nh;若只不計繩重及摩擦,則F= (G+G動),s=　　　h。
2
2
定滑輪
動滑輪
n
知識點一:定滑輪和動滑輪
【典題1】在“探究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中,實驗裝置及實驗情景如圖所示:
(1)實驗過程讀彈簧測力計示數(shù),應該　　 　　(選填“勻速拉動”或“靜止”)時讀數(shù)。
(2)由圖甲知:使用定滑輪不省力,但可以改變　　　　　　。
(3)由圖乙知:使用動滑輪可以省力,但沒有省一半的力,原因是　 。
勻速拉動
拉力的方向
動滑輪存在重力,繩與滑輪間有摩擦
名師點睛
判斷定滑輪和動滑輪的方法
【變式1-1】如圖所示,三個滑輪拉同一物體在同一水平面做勻速直線運動,所用拉力分別為F1、F2、F3,那么這三個力的關系是(　　)
A
【變式1-2】如圖所示,小明組裝了甲、乙兩種滑輪,用來提升同一物體,G物=200 N(不計繩重、輪重和摩擦),要使物體豎直勻速提升2 m。下列說法正確的是(　 　)
A.F甲=200 N,并向上移動4 m
B.F甲=100 N,并向上移動2 m
C.F乙=200 N,并向上移動1 m
D.F乙=400 N,并向上移動1 m
D
知識點二:探究滑輪組的特點
【典題2】如圖所示,工人利用滑輪組將200 N的重物勻速向上提升到2 m高的
平臺上,則他所用的拉力為　　　　N,繩子自由端向下移動的距離為　　　　m。
(不計繩重、動滑輪重及摩擦)
名師點睛
判斷繩子段數(shù)的方法
分割法:在定滑輪和動滑輪之間作一條水平輔助線,使滑輪組的繞線“截斷”,
數(shù)出動滑輪上連接的繩子段數(shù),即為吊著重物的繩子的段數(shù)n。(如圖所示)
100
4
【變式2-1】(多選)用完全相同的滑輪組成的滑輪組,勻速豎直向上提物體M,如圖所示。如果自由端的拉力F=30 N,物體M的速度v=0.1 m/s,每個滑輪重10 N,忽略繩重和軸摩擦。下列說法正確的是(　　)
A.圖中的A滑輪是定滑輪
B.物體M的重力為80 N
C.自由端移動的速度為0.2 m/s
D.天花板受到的拉力為90 N
【變式2-2】工人用如圖所示的滑輪組來提升貨物,已知貨物重400 N,每個滑輪重50 N,若物體在10 s內被提升了6 m,不計繩重和摩擦,則拉力F是　　　 　N,繩子自由端移動的速度是　　　　m/s。
AC
225
1.2
【基礎達標練】
1.下列工具中,正常使用時屬于省力杠桿的是(　　)　　 　　　　 　　　　
A.筷子 B.釣魚竿 C.定滑輪 D.動滑輪
2.下列各圖所示的工具,正常使用時省力的是(　　)
D
B
3.如圖所示,利用動滑輪提升物體,使其在10 s內勻速上升4 m。物體的重力為10 N,動滑輪的重力為2 N,不計繩重與摩擦。下列說法正確的是(　　)
A.使用動滑輪可以省距離
B.物體運動的速度為4 m/s
C.拉力的大小為5 N
D.繩子自由端移動的距離為8 m
4.如圖所示是小明家陽臺上的手搖晾衣架,若衣服和晾衣架的總重為100 N,不計滑輪重、繩重及摩擦,下列說法正確的是(　　)
A.裝置中的A和B都是動滑輪
B.衣架上升0.2 m,人通過搖柄將繩拉動0.8 m
C.利用該裝置不能省力,但能改變力的方向
D.衣架勻速上升時,人通過搖柄作用在繩上的拉力F為20 N
D
B
5.(多選)如圖所示,物體A、B、C的重力都為8 N,不計滑輪和繩的重力及滑輪摩擦,此時A、B兩物體靜止在水平面上。下列說法正確的是(　 　)
A.繩對O點的拉力為4 N
B.水平面對B的摩擦力為4 N
C.A與B之間的摩擦力為2 N
D.水平面對B的支持力為8 N
6.將物體A、B置于如圖所示的裝置中,物體B恰好勻速下降,已知A重30 N,B重5 N,則A所受地面的摩擦力為　　　　N;若對A施加一個水平向左的拉力F,剛好使A勻速向左運動,則拉力F=　　　　N。(不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦)
AB
10
20
7.如圖所示,分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400 N的物體勻速向上提起。已知每個滑輪重20 N,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦,圖甲中車對繩子的拉力為　　　N,圖乙中人對繩子的拉力為　　　　N。
8.工人利用如圖所示的兩個滑輪組成滑輪組,向下拉動繩子來提升貨物,已知貨物重600 N,不計繩重及摩擦。
(1)在圖中畫出繩子的繞法。
(2)若忽略動滑輪重,工人所用拉力為　　　　N。
(3)若不可忽略動滑輪重,工人實際所用拉力為350 N,則動滑輪重為　　　　N。
400
210
如圖所示
300
100
9.如圖所示,若繩重和摩擦不計,動滑輪重不計,物重G=300 N,則圖甲中的拉力F甲=　 N,圖乙中的拉力F乙=　　　N。若甲、乙兩裝置中繩子自由端均移動了1.2 m,則甲、乙兩裝置中物體被提升的高度之比為　　　　。
甲　　乙
10.簡單機械廣泛應用于日常生活。某小區(qū)物業(yè)為了方便住戶扔垃圾,對垃圾桶進行了簡易改裝,被拉起的垃圾桶蓋可看成一個簡易杠桿。如圖所示為桶蓋與繩子成90°且處于靜止狀態(tài)時的示意圖,O為杠桿支點,A為繩子拉力F的作用點,B為桶蓋的重心。根據(jù)圖回答下列問題:
(1)定滑輪的作用是　 。
(2)該狀態(tài)下的桶蓋屬于　　　　　(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。
150
100
3∶2
改變力的方向
省力
【能力提升練】
11.如圖所示,為了把兩件相同貨物搬運到汽車上,工人用相同材質的木板搭建了AB、CD兩個斜面,用沿斜面向上的力將其中一件貨物從斜面AB 的底端勻速推到頂端,另一件貨物用同樣的方法沿斜面CD 搬運。下列說法正確的是(　　)
A.沿斜面AB 推動更省力
B.無論利用哪個斜面,工人克服貨物重力做的功一定相同
C.利用兩個斜面工作,工人克服貨物重力做功的功率可能相同
D.沿斜面推動貨物的過程中,貨物的機械能增大
D
12.明代宋應星在《天工開物》中記載了一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤,如圖甲所示。轆轤由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成。提水時,用力使大輪轉動,小輪隨之轉動并纏繞井繩,提起水桶。
(1)用轆轤提水的某時刻示意圖如圖乙所示,把轆轤視為杠桿,它的支點是　　　　(選填“A”“B”或“C”)點。
(2)設大輪與小輪的半徑比為3∶1,水桶受到的總重力為90 N。若要使轆轤靜止在圖乙所示位置,作用在C點最小的力應為　　　　N。(不計井繩的粗細和自重)
(3)如圖丙所示,水龍頭開關的設計也應用了同樣的原理,為了更省力,開關應選用　　(選填“①”或“②”)。
B
30
①

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