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第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械
專項(xiàng) 機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算
機(jī)械效率的計(jì)算主要分為計(jì)算滑輪組及斜面的機(jī)械效率。 機(jī)械效率的計(jì)算是中考的常考點(diǎn)，做題時(shí)要把握機(jī)械效率計(jì)算題的解題技巧，準(zhǔn)確地辨析哪個(gè)力做的功是有用功，哪個(gè)力做的功是總功，就能正確快速地解題。
1. 如圖，用此滑輪組在大小為 15 N 的拉力作用下將重力為 50 N 的物體勻速提升 0.1 m，所用時(shí)間為 2 s，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 繩子自由端移動(dòng)的速度為0.25 m/s
B． 拉力 F 所做的功為 7.5 J
C． 滑輪組的機(jī)械效率約為 83.3%
D． 上升過(guò)程中物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
類型一 滑輪組機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算
C
2. 如圖所示，工人用滑輪組提升質(zhì)量為 96 kg的物體，使物體以 0.2 m/s 的速度勻速上升了1 m，此過(guò)程中工人做了 1 200 J 的功。不計(jì)繩重及摩擦，g 取 10 N/kg，求：
（1）物體的重力；
（2）物體上升 1 m 所用的時(shí)間；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率為多大？
解：（1）物體的重力 ：G = mg= 96 kg ×10 N/kg=960 N；
（2）物體上升 1 m 所用的時(shí)間：t= = =5 s；
（3）有用功：W 有用=Gh=960 N×1 m =960 J，該滑輪組的機(jī)械效率：
η= = =0.8=80%。
3. 在斜面上將一個(gè)質(zhì)量為 5 kg 的物體勻速拉到高處 ，如圖所示 ，沿斜面向上的拉力為40 N，斜面長(zhǎng) 2 m、高 1 m。 把重物直接提升h 所做的功為有用功（ｇ 取 10 Ｎ/ｋｇ）。 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ）
Ａ. 物體只受重力、拉力和摩擦力三個(gè)力的作用
Ｂ. 做的有用功是 50 Ｊ
Ｃ. 此斜面的機(jī)械效率為 62.5％
Ｄ. 物體受到的摩擦力大小為 15 Ｎ
類型二 斜面機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算
A
4. 工人需把重 1 200 N 的木箱 A 搬到高 h＝2 m、長(zhǎng) l＝10 m 的斜面頂端，如圖所示，工人站在斜面頂端， 沿斜面向上用時(shí) 50 s 將木箱A 勻速直線從斜面底端拉到斜面頂端，已知拉力 F 的功率為 80 W。 求：
（1）拉力 F 的大小；
（2）該斜面的機(jī)械效率是多少；
（3）木箱 A 在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到
的摩擦力是多大？
解：（1）由 P= 得拉力所做的功 W 總＝Pt＝80 W×50 s＝4×103 J，由 W 總＝Fl 得 拉力 F 的大小：F= = =400 N；
（2）克服物重做功：W 有甲＝Gh＝1 200 N×2 m＝2.4×103 J，則斜面的機(jī)械效率：η= = ＝0.6=60%；
（3）木箱 A 在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做功 W 額外＝W 總-W 有 用 ＝4×103 J-2.4×103 J＝1.6×103 J，由 W 額外＝fl 得，木箱 A 在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力：f= = =160 N。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)突破 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
一圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)命題點(diǎn)
在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”時(shí)，小明利用兩組滑輪組進(jìn)行了 4 次測(cè)量，用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪測(cè)定前 3 組數(shù)據(jù)，用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪測(cè)得第 4 組數(shù)據(jù)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：
一題串練實(shí)驗(yàn)常考點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)練
B
慣性
（1）請(qǐng)根據(jù)前三組數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法。
如下圖所示
（2）為了探究滑輪組的機(jī)械效率，除了圖中所示器材外，還需要測(cè)量工具 ________。
（3）實(shí)驗(yàn)中要沿 ______ 方向 ______ 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩慢升高。
（4）表格中編號(hào)①處數(shù)據(jù)如圖乙所示，讀數(shù)為______ N，計(jì)算編號(hào)②處數(shù)據(jù)為 _____（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）。
刻度尺
豎直
勻速
1.4
57.1%
（5）由表中第 1、2、3 組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和 ________ 有關(guān)。
（6）由表中第 3、4 組數(shù)據(jù)可知，不同滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和 ________ 有關(guān)，第 4 組實(shí)驗(yàn)中克服摩擦所做的額外功為 _______ J。
（7）以下方法中能提高該滑輪組機(jī)械效率的是 ______（填序號(hào)）。
①增大物體提升高度 ②增加物體的重力
③增大勻速拉繩的速度
物重
動(dòng)滑輪重
0.2
②
實(shí)驗(yàn)拓展練
（8）創(chuàng)新設(shè)問(wèn) 小組的小強(qiáng)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為讀數(shù)方便，他便在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，小明同學(xué)指出他這樣測(cè)出的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，原因是 _____________________________________________________。
由于彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)，所克服的摩擦力大小不同
（9）物理學(xué)與日常生活 小明觀察發(fā)現(xiàn)晾衣架是由定滑輪和動(dòng)滑輪組成（如圖丙所示），若晾衣架上所掛衣物重力為40 N，晾衣架橫梁（含衣架、動(dòng)滑輪）的總重是 10 N，同學(xué)通過(guò)搖柄使衣服以 0.1 m/s 的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)4 s， 則同學(xué)通過(guò)搖柄作用在鋼絲繩自由端的拉力做功 ______ J，升降晾衣架的效率為 ______。（不計(jì)繩重及摩擦）
20
80%(共17張PPT)
12.3 滑 輪
第 2 課時(shí) 滑 輪 組
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
● 考點(diǎn)集訓(xùn)/夯實(shí)基礎(chǔ)
● 綜合檢測(cè)/鞏固排查
● 核心素養(yǎng)/中考新考法
1. 滑輪組中拉力 F 與物體重力 G 的關(guān)系：F= （G 物+G 動(dòng)），重物提升的高度 h 與繩子通過(guò)的距離 s 的關(guān)系：s=nh。 兩式中 n 都是指承擔(dān)重物的繩子段數(shù)。
2. 判斷承擔(dān)物重繩子段數(shù)的方法：在動(dòng)滑輪與和定滑輪之間畫一條線，有幾段繩子通過(guò)動(dòng)滑輪，就有幾段繩子承擔(dān)物重。
1. 習(xí)題衍生 教材 P116，T3 衍生 如圖所示，用滑輪組勻速提升物體 A 時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 ___ N，如果不計(jì)滑輪重和摩擦， 物體 A 的重力為 _____ N。 若繩子的自由端向上拉 0.6 m，則物體 A 升高 _____ m。
■考點(diǎn) 1 滑 輪 組
5.4
16.2
0.2
2. 習(xí)題衍生 教材 P116，T2 高仿 請(qǐng)畫出圖中最省力的繞線方法。
如下圖所示
3. 山間公路修成環(huán)繞山坡的盤山公路，這樣可以使汽車上山時(shí) （ ）
A． 減少行駛路程 B． 縮短上山時(shí)間
C． 減小牽引力 D． 以上選項(xiàng)均不正確
■考點(diǎn) 2 輪軸和斜面
C
4. 一材拓題 教材 P115 圖改編 如圖所示的四種機(jī)械裝置中，不能省力的裝置是 （ ）
A． 圖①：自行車的腳踏板
B． 圖②：旗桿頂?shù)亩ɑ?br/>C． 圖③：水管上的水龍頭
D． 圖④：大門上的門把手
B
5. 如圖所示，每個(gè)滑輪自重相等，不計(jì)繩重和輪、軸間摩擦，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組勻速向上提升重物 G1、G2 時(shí)， 甲、乙滑輪組繩端的拉力 F恰好相等。已知 G1=60 N、G2=36 N，則每個(gè)滑輪的重為 （ ）
A. 12 N B. 3 N C. 11 N D. 22 N
A
■易錯(cuò)點(diǎn) 承擔(dān)物重的繩子段數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤
易錯(cuò)歸納
6. 某升降式晾衣架的結(jié)構(gòu)如圖所示，該晾衣架沒(méi)有應(yīng)用到的簡(jiǎn)單機(jī)械是 （ ）
A. 動(dòng)滑輪
B. 定滑輪
C. 輪軸
D. 斜面
D
7. 搬運(yùn)工人采用如圖所示的兩種不同的方式將同一貨物搬運(yùn)到同一輛汽車上，其中說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 甲種方法搬運(yùn)工人克服重力做功多
B． 乙種方法搬運(yùn)工人更省力
C． 兩種方法搬運(yùn)工人做功一樣多
D． 甲種方法比乙種方法搬運(yùn)工人做功多
D
8. 科學(xué)思維 如圖所示，物體 B 放在水平桌面上，物體 A 通過(guò)滑輪組拉著物體 B， 此時(shí)物體 B保持靜止?fàn)顟B(tài)。 當(dāng)用豎直向下 2 N 的力 F1 拉重為1 N 的物體 A 時(shí)，能使物體 B 以 0.6 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，若只用水平向左的力F2 拉物體 B 時(shí)，能使物體 A 以 0.3 m/s 速度勻速上升，不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。 下列判斷正確的是 （ ）
A． 物體 B 受到的摩擦力為 6 N
B． 拉力 F2 大小為 10 N
C． 拉力 F2 的功率為 1.2 W
D． 拉力 F1 的功率為 0.4 W
C
9． 如圖所示，物重為 Ｇ 的物體在不同簡(jiǎn)單機(jī)械中均處于平衡狀態(tài)（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），拉力 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 的大小關(guān)系是 （ ）
Ａ. Ｆ２＜Ｆ３＝Ｆ４＜Ｆ１ Ｂ. Ｆ２＜Ｆ４＜Ｆ１＜Ｆ３
Ｃ. Ｆ４＝Ｆ２＜Ｆ１＜Ｆ３ Ｄ. Ｆ４＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ１
B
10. 模型建構(gòu) 小明通過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單機(jī)械在生活中有很多實(shí)際應(yīng)用，如：指甲鉗、剪刀、鑰匙等。 將如圖所示的鑰匙插入鎖孔轉(zhuǎn)動(dòng)開鎖時(shí)，鑰 匙 就相當(dāng)于一個(gè) ______（選填“杠桿”“滑輪”或“輪軸”），屬于______（選填“省力”或“費(fèi)力”）機(jī)械。
輪軸
省力
11. 如圖所示，建筑工人用滑輪組勻速提升重物，已知物重 270 N，動(dòng)滑輪重 30 N，不計(jì)繩重及摩擦，則拉力大小為 ____ N，若重物勻速上升 1 m，則此過(guò)程中拉力做的功為 _____ J。
150
300
12. 利用如圖所示的滑輪組，用 300 N 向下的拉力將重為 900 N 的物體勻速提升到高處（繩、滑輪的自重及摩擦不計(jì)），請(qǐng)畫出滑輪組上繩的繞法。
如下圖所示
13. 古代科技 明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置———轆轤，沿用至今。 圖甲是一種轆轤，由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。 提水時(shí)，用力使大輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)并纏繞井繩，提起水桶。
（1）圖甲所示，轆轤可視為不等臂杠桿，為方便提水，它是按照 ______（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿來(lái)設(shè)計(jì)的。 用轆轤提水的某時(shí)刻示意圖如圖乙所示，它的支點(diǎn)是“A”“B”或“C”中的 ______ 點(diǎn)。
（2）設(shè)大輪與小輪的半徑比為 3∶1，水桶受到的總重力為 90 N。 使周長(zhǎng)為 3 m 的大輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，水桶勻速上升，井繩對(duì)水桶做功 ____ J；若要使轆轤靜止在圖乙所示位置，作用在 C點(diǎn)最小的力應(yīng)為 ____ N。（不計(jì)井繩的粗細(xì)和自重）
（3）圖丙所示水龍頭開關(guān)的設(shè)計(jì)也應(yīng)用了同樣的原理，為了更省力，開關(guān)應(yīng)選用 ______（選填“①”或“②”）。
省力
B
90
30
①(共25張PPT)
專項(xiàng) 杠桿的作圖
杠桿的作圖主要分為畫力臂和力的示意圖以及畫最小力的示意圖， 此類題型主要在填空題中考查，難度較小。 此類題的解題方法是確定支點(diǎn)、延長(zhǎng)力的作用線、確定力的方向、畫力臂、最小力的確定。 在作圖中需要注意，力的起點(diǎn)應(yīng)作用在物體上。
1. 畫出圖中 F1 和 F2 的力臂 l1 和 l2。
類型一 畫力臂和力的示意圖
如下圖所示
2. 某劇組為拍攝節(jié)目需要，設(shè)計(jì)了如圖所示的拉力裝置來(lái)改變照明燈的高度， 輕質(zhì)杠桿ABO 可繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出：杠桿所受拉力的力臂 l1。
如下圖所示
3. 如圖為吊車起吊貨物的工作示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力 F1、阻力 F2 和阻力臂 l2。
如下圖所示
4. 工人沿臺(tái)階向上滾動(dòng)圓柱形塑料桶如圖所示。 他在 A 點(diǎn)施加力 F 使塑料桶繞 O 點(diǎn)向上滾動(dòng)，請(qǐng)畫出 F 的力臂。
如下圖所示
5. 在圖中畫出使杠桿平衡的最小作用力以及它的力臂 l。
類型二 作最小力的示意圖
如下圖所示
6. 如圖所示的曲棒 ABC 可繞 A 點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)畫出使曲棒ABC 在圖中位置保持平衡時(shí)所需的最小力及其力臂的示意圖。
如下圖所示
7. 如圖，O 為輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)，A 點(diǎn)掛一重物，杠桿在圖示位置平衡，作出阻力臂 l2 和最小動(dòng)力 F1 的示意圖。
如下圖所示
8. 列車上的一位乘務(wù)員需要把如圖所示的手推車前輪推上一個(gè)小臺(tái)階，請(qǐng)畫出她施加在把手 E 處的最小力 F 及其力臂 l。
如下圖所示
專項(xiàng) 杠桿平衡條件的應(yīng)用
杠桿在日常生活、古代科技及工程實(shí)踐中有許多應(yīng)用，解題時(shí)需要將具有復(fù)雜外形的機(jī)械模型抽象成杠桿的理想模型，其本質(zhì)都是一根可以繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，可以緊扣省力杠桿與費(fèi)力杠桿的概念以及杠桿的平衡原理解題。
1. 小艾陪爺爺去公園鍛煉，看到工人在用園藝剪刀修剪樹枝，如圖所示。 下列關(guān)于園藝剪刀正常修剪樹枝時(shí)的說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 園藝剪刀是費(fèi)力杠桿
B． 支點(diǎn)為大拇指與手柄的接觸點(diǎn)
C． 剪的樹枝越遠(yuǎn)離支點(diǎn)越省力
D． 將手往手柄末端移動(dòng)更省力
類型一 杠桿在日常生活中的應(yīng)用
D
2. 如圖所示，推走獨(dú)輪車之前，需先將其撐腳抬離地面，慢慢抬起的過(guò)程中，獨(dú)輪車屬于________ 杠桿。 若向上施加在車把手上的力始終與把手垂直， 則這個(gè)力的大小 ________（選填“逐漸變大”“逐漸變小”或“始終不變”）。
省力
逐漸變小
3. 如圖所示為應(yīng)用于古代戰(zhàn)場(chǎng)的一種軍事武器拋石車，炮架上方橫置一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，固定在軸上的長(zhǎng)桿稱為“梢”，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 拋石車拋石時(shí)相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿
B． 彈兜所裝石塊的質(zhì)量越大，豎直向下拉炮索的力越小
C． 彈兜所裝石塊的質(zhì)量一定時(shí)，豎直向下拉炮索用力最小
D． 拉動(dòng)相同質(zhì)量的石塊時(shí)，炮軸離炮索越遠(yuǎn)
拉炮索的力越小
類型二 杠桿在古代科技中的應(yīng)用
D
4. 如圖是挖井時(shí)從井中提升沙土的杠桿示意圖。杠桿 AB 可以在豎直平面內(nèi)繞固定點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)， 已知 AO∶OB＝3∶2， 懸掛在 A 端的桶與沙土所受的重力為 100 N，懸掛在 B 端的配重所受的重力為 70 N。 當(dāng)杠桿 AB 在水平位置平衡時(shí)（不計(jì)桿重和繩重），加在配重下面繩端的豎直向下的拉力 F 是 （ ）
A． 80 N B． 100 N
C． 150 N D． 220 N
類型三 杠桿在工程實(shí)踐中的應(yīng)用
A
5. 如圖所示，利用起重機(jī)將另一較重的機(jī)器吊起。 以下說(shuō)法正確的是 （ ）
A. 吊臂實(shí)質(zhì)是省力杠桿
B. 吊臂抬得越高，阻力臂越大
C. 伸長(zhǎng)吊臂可能造成起重機(jī)傾翻
D. 放長(zhǎng)吊繩會(huì)使吊臂受到的支持力變大
C
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)突破 7 探究杠桿的平衡條件
一圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)命題點(diǎn)
小華探究杠桿平衡條件時(shí)， 所用的杠桿上相鄰刻度線間的距離相等。
一題串練實(shí)驗(yàn)常考點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)練
（1）實(shí)驗(yàn)前小華發(fā)現(xiàn)杠桿處于如圖甲所示的狀態(tài)，此時(shí)杠桿處于_______（選填“平衡”或“非平衡”） 狀態(tài)； 要想使杠桿水平平衡，她______（填選項(xiàng)字母）。
A. 只能調(diào)右端平衡螺母
B. 只能調(diào)左端平衡螺母
C. 調(diào)左、右平衡螺母均可
（2）實(shí)驗(yàn)前使杠桿在水平位置平衡的主要目的是 ___________________。
C
便于測(cè)量力臂
平衡
（3）如圖乙所示，杠桿水平平衡后，現(xiàn)在 A 點(diǎn)掛重為 2 N 的鉤碼，應(yīng)在 B 點(diǎn)施加___________（填力的方向）、______ N 的力才能使杠桿重新水平平衡。
豎直向上
1.2
（4）小華同學(xué)完成某次操作后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖丙所示，她記錄的數(shù)據(jù)為動(dòng)力 F1=1.5 N，動(dòng)力臂 l1=0.1 m，阻力 F2=1 N，則阻力臂 l2=____ m。
（5）小華同學(xué)在完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)后，她想進(jìn)一步探究，如果杠桿受到 F2、F3 兩個(gè)阻力，結(jié)果會(huì)怎樣？ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，她得到了如圖丁所示的結(jié)果。根據(jù)這個(gè)結(jié)果，可以初步得出，在這種情況下杠桿的平衡條件為 F1ll=___________。
（F1、F2、F3 的力臂分別用 l1、l2、l3 表示）
0.15
F2l2+F3l3
實(shí)驗(yàn)拓展練
（6）如圖戊所示，在 D 點(diǎn)懸掛鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在 C 處斜向上拉， 仍使杠桿水平位置平衡，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F1。 若在 C 處，改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使方向?yàn)樨Q直向上，也讓杠桿在水平位置平衡，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2。 兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)關(guān)系為 F1 ____ F2（選填“＞”“＜”或“=”），理由是 ___________________________________________________。
＞
彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉比斜向上拉時(shí)動(dòng)力臂大
（7）生活情境 蹺蹺板應(yīng)用了杠桿原理，圖己中欲使靜止的蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，可采取的做法是 _________________________________________________。
乙向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)（答案不唯一）(共18張PPT)
第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 階段小測(cè)
1. 傳統(tǒng)文化《天工開物·作咸》中記錄了井鹽的生產(chǎn)過(guò)程。 下圖是古人從井中汲鹵的示意圖，其中 A 相當(dāng)于現(xiàn)在的定滑輪，其作用是 （ ）
A. 省力 B. 省功
C. 省距離 D. 改變力的方向
階段小測(cè)
一、選擇題（每小題 2 分，共 12 分）
D
2. 如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為 18 N，動(dòng)滑輪重為 2 N，不考慮繩重和摩擦。 則拉力 F 的大小和重物的重力 G 分別為 （ ）
A. 拉力 F 為 20 N，G 為 18 N
B. 拉力 F 為 16 N，G 為 34 N
C. 拉力 F 為 18 N，G 為 34 N
D. 拉力 F 為 18 N，G 為 36 N
階段小測(cè)
C
階段小測(cè)
3. 物理學(xué)與日常生活 如圖所示，現(xiàn)在很多地方設(shè)有輪椅專用通道，為殘疾人通行提供方便，它實(shí)際上就是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，使用這種簡(jiǎn)單機(jī)械為了 （ ）
A. 提高效率
B. 省距離
C. 省功
D. 省力
D
4. 物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展 隨著生活水平的提高，人民越來(lái)越重視健康，實(shí)施全民健身計(jì)劃是國(guó)家的重要發(fā)展戰(zhàn)略。 如圖是小強(qiáng)自己設(shè)計(jì)的用于鍛煉臂力的拉力器結(jié)構(gòu)示意圖。 他每次用恒為 F 的拉力向下拉動(dòng)拉桿，使重為 G 的配重塊在 t 時(shí)間內(nèi)加速升高了 h，然后放手讓其自由落下。（不計(jì)拉桿和繩子的重力）以下說(shuō)法正確的是 （ ）
A. 圖中的滑輪是為了省力
B. 靜止時(shí)，沿 b 方向的拉力比 a 方向拉力大
C. 每次拉動(dòng)拉力器的過(guò)程對(duì)配重塊做的功是 Gh
D. 每次拉動(dòng)過(guò)程中拉力做功的功率為
C
階段小測(cè)
5. 如圖甲所示，用拉力 F 豎直向上勻速提升重720 N 的貨物，貨物移動(dòng)的距離與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。 動(dòng)滑輪重 80 N，不計(jì)繩重和摩擦，則下列結(jié)果正確的是 （ ）
A. 繩子自由端移動(dòng)的速度為 0.5 m/s
B. 拉力 F 為 800 N
C. 拉力 F 的功率為 360 W
D. 動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 90%
階段小測(cè)
D
6. 如圖所示，在 50 N 的水平拉力 F 的作用下，重 600 N 的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的 ，繩子自由端向前移動(dòng)的速度為 0.6 m/s。則下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A. 拉力 F 的功率為 3 W
B. 1 min 內(nèi)物體移動(dòng)的距離為 36 m
C. 1 min 內(nèi)所做的有用功為 1 440 J
D. 該滑輪組的機(jī)械效率為 85%
階段小測(cè)
C
階段小測(cè)
二、填空題（每空 1 分，共 8 分）
7. 傳統(tǒng)文化 谷風(fēng)車是我國(guó)古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。 如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)桿，風(fēng)箱內(nèi)的風(fēng)葉向車斗送風(fēng)，入料倉(cāng)漏出的稻谷經(jīng)過(guò)車斗而被篩選，飽粒將落入 ______（選填“A”或“B”）出料口，癟粒落入另一個(gè)出料口，草屑被吹出出風(fēng)口；風(fēng)車的搖柄屬于 ______（選填“滑輪”
“斜面”或“輪軸”）。 為了更省力，則需要 ______
（選填“增長(zhǎng)”或“縮短”）手動(dòng)桿半徑。
A
輪軸
增長(zhǎng)
階段小測(cè)
8. 交警部門對(duì)道路兩旁違停車輛進(jìn)行拖移時(shí)工作原理圖如圖所示，當(dāng)鋼繩對(duì)違停車輛施加沿斜面向上的拉力 F=5×103 N 時(shí)，在 50 s內(nèi)可將違停車輛沿斜面底端勻速拉至斜面頂端，違停車輛的重力為 1.5×104 N，斜面高為1 m，斜面長(zhǎng)為 5 m。 不計(jì)違停車輛的車長(zhǎng)，g取 10 N/kg，在違停車輛由斜面底端勻速拉至斜面頂端的過(guò)程中 ，斜面的機(jī)械效率為 _____。使用斜面可以______
（選填“省力”或“省功”）。
60%
省力
9. 小明同學(xué)利用如圖甲所示裝置將重 12 N 的空吊籃提升到高處，施加的拉力 F、吊籃上升的速度 v 隨時(shí)間 t 變化關(guān)系分別如圖乙、丙所示。 繩子 B 和 C 能承受的最大拉力分別為100 N 和 40 N，忽略繩重及摩擦。 則動(dòng)滑輪的重力為 ______ N；第 2 s 內(nèi)拉力 F 的功率為 ______ W；此裝置提升重物的最大機(jī)械效率為 ______%。
階段小測(cè)
8
40
75
階段小測(cè)
三、作圖題（3 分）
10. 根據(jù)圖中人所站的位置， 畫出使用滑輪組將重物提升最省力的繞繩方法。
如下圖所示
四、實(shí)驗(yàn)探究題（每空 2 分，共 6 分）
11. 如圖所示，這是小海同學(xué)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。 實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)你分析：
階段小測(cè)
階段小測(cè)
（1）分析甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：使用定滑輪 ______（選填“能”或“不能”）省距離，______（選填“能”或“不能”）改變力的方向。
（2）分析丙實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，拉力的大小總比鉤碼重力的一半要大，這主要是因?yàn)?__________________。
階段小測(cè)
不能
能
動(dòng)滑輪自身受到重力
五、計(jì)算應(yīng)用題（6 分）
12. 某起重機(jī)的滑輪組結(jié)構(gòu)如圖所示，其最大載重為 6 t。 起重機(jī)將 3 200 kg 的鋼板勻速提升到 10 m 高的橋墩上，滑輪組的機(jī)械效率為80%。 不計(jì)鋼絲繩的重力和摩擦，g 取10 N/kg。 求：
（1）克服鋼板重力做的功 W 有用；
（2）鋼絲繩的拉力 F；
（3）滑輪組滿載時(shí)的機(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）。
階段小測(cè)
階段小測(cè)
階段小測(cè)
解：（1）提升鋼板做的有用功：
W 有 用 =G 鋼 板 h=m 鋼 板 gh=3 200 kg×10 N/kg×10 m=3.2×105 J；
（2）由題圖可知，n=4；根據(jù) η= 可知 ，拉力做的總功 ：W 總= = =4×105 J,拉力移動(dòng)距離為 s=nh=4×10 m=40 m
拉力大小：F= = =1×104 N；
階段小測(cè)
（3）不計(jì)鋼絲繩的重力和摩擦，額外功：W 額外=W 總-W 有用=4×105 J-3.2×105 J=8×104 J, 動(dòng)滑輪重：G 動(dòng)= = =8 000 N,
當(dāng)載重最大時(shí)，質(zhì)量為 6 t=6 000 kg，最大重力 G 最大 =m 最 大 g=60 000 N，不計(jì)鋼絲繩的重力和摩擦 ，由 η = = = =可知，此時(shí)機(jī)械效率：η′= =60 000 N60 000 N+8 000 N ≈0.882=88.2%。(共36張PPT)
第 1 節(jié) 杠 桿
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
● 考點(diǎn)集訓(xùn)/夯實(shí)基礎(chǔ)
● 綜合檢測(cè)/鞏固排查
● 核心素養(yǎng)/中考新考法
1. 知道簡(jiǎn)單機(jī)械。 探究并了解杠桿的平衡條件。
2. 知道機(jī)械效率。 了解提高機(jī)械效率的意義和途徑。
3. 能說(shuō)出人類使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
課標(biāo)鏈接·核心素養(yǎng)學(xué)段目標(biāo)
1. 力臂是指點(diǎn)到線（“支點(diǎn)”到“力的作用線”）的距離，而不是點(diǎn)到點(diǎn)（“支點(diǎn)”到“力的作用點(diǎn)”）的距離；力臂不一定在杠桿上。
2. 探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)中，使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測(cè)量力臂；把杠桿的中心作為支點(diǎn)，目的是排除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響。
1. 一材拓題 教材 P104 素材改編 關(guān)于杠桿的有關(guān)概念，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為動(dòng)力臂
B． 力臂一定在杠桿上
C． 杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，且在杠桿的中間位置
D． 支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離為動(dòng)力臂
■考點(diǎn) 1 杠 桿
D
2. 釣魚時(shí)，釣魚竿可看成一根杠桿，如圖所示，其支點(diǎn)位于圖中的 A 點(diǎn)，動(dòng)力作用點(diǎn)在 ____ 點(diǎn)處，阻力作用點(diǎn)在 ____ 點(diǎn)處。
B
C
3. 如圖所示，在調(diào)節(jié)平衡后的杠桿兩側(cè)，分別掛上相同規(guī)格的鉤碼，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果鉤碼位置不變，兩側(cè)各去掉一個(gè)鉤碼，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 左端下沉 B． 右端下沉
C． 仍然平衡 D． 無(wú)法判斷
B
■考點(diǎn) 2 杠桿的平衡條件
4. 如圖所示，杠桿始終在水平位置平衡，作用在杠桿 B 點(diǎn)的力在位置 1 時(shí)為 F1，在位置 2 時(shí)為 F2，則 F1 與 F2 的大小關(guān)系是 （ ）
A． F1＜F2 B． F1=F2
C． F1＞F2 D． 無(wú)法判斷
C
5. 習(xí)題衍生 教材 P110，T2 改編 如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械，這種簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱是 __________。 當(dāng)圖中手對(duì)車閘的作用力 F=10 N 時(shí)， 剎車?yán)€受到力的大小為_______ N。
杠桿
40
6. 習(xí)題衍生 教材 P110，T4 改編 用如圖所示的指甲刀剪指甲時(shí)，以 O 為支點(diǎn)的杠桿 AOB 屬于（ ）
A． 省力杠桿 B． 費(fèi)力杠桿
C． 等臂杠桿 D． 無(wú)法確定
■考點(diǎn) 3 生活中的杠桿
A
7. 一材拓題 教材 P104 圖片改編 如 圖 所 示 的 工 具中，在使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是 （ ）
D
8. 一材拓題 教材 P109 科學(xué)世界改編 如圖為《天工開物》中記載的桔槔，它的前端通過(guò)細(xì)桿系一木桶，后端捆綁質(zhì)量適當(dāng)?shù)呐渲厥瘔K。 在桔槔上的“A”“B”和“O”三點(diǎn)中，點(diǎn) ____ 為支點(diǎn)；提同樣多的水，為了減小人向上提水的力，可適當(dāng) _____（選填“增大”或“減小”）配重石塊的質(zhì)量。
O
增大
9. 如圖所示，重力為 G 的均勻木棒豎直懸掛于O 點(diǎn)，在其下端施加一始終垂直于木棒的拉力 F，讓木棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中 （ ）
A． 動(dòng)力臂逐漸變大 B． 阻力臂逐漸變大
C． 動(dòng)力 F 保持不變 D． 動(dòng)力 F 逐漸減小
■易錯(cuò)點(diǎn) 不能正確判斷動(dòng)力臂和阻力臂的大小
易錯(cuò)歸納
B
10. 創(chuàng)新實(shí)踐 如圖，這款圖釘來(lái)自一位初中生的創(chuàng)意，翹起部分為我們預(yù)留出施力空間， 圖釘作為杠桿，其支點(diǎn)是 （ ）
A． A 點(diǎn) B． B 點(diǎn)
C． C 點(diǎn) D． O 點(diǎn)
C
11. 5 N 的動(dòng)力 F1 和 50 N 的阻力 F2 作用在同一杠桿上，杠桿達(dá)到平衡，則動(dòng)力臂 l1 與阻力臂 l2 之比為 （ ）
A． 1∶1 B． 10∶1
C． 1∶10 D． 無(wú)法比較
B
12. 傳統(tǒng)文化 筷子，古稱箸、梜，通常由竹、木等材料制作。 筷子是華夏飲食文化的標(biāo)志之一。在正常使用筷子用餐時(shí)，筷子屬于 （ ）
A． 費(fèi)力杠桿，但省距離
B． 省力杠桿，且省距離
C． 省力杠桿，但費(fèi)距離
D． 等臂杠桿，既不省力也不費(fèi)力
A
13. 懸掛重物 G 的輕質(zhì)杠桿， 在力的作用下傾斜靜止在如圖所示的位置。若力施加在 A 點(diǎn)，最小的力為 FA； 若力施加在 B 點(diǎn)或 C 點(diǎn)，最小的力分別為 FB、FC，且 AB=BO=OC。 下列判斷正確的是 （ ）
A. FA＞G B. FB=G
C. FC＜G D. FB＞FC
C
14. 如果把鐵锨看作費(fèi)力杠桿，在如圖所示的A、B、C 三點(diǎn)中，支點(diǎn)是 _____ 點(diǎn)，動(dòng)力作用點(diǎn)是 _____ 點(diǎn)，阻力作用點(diǎn)是 _____ 點(diǎn)。
C
B
A
15. 如圖所示的杠桿（自重和摩擦不計(jì)），O 為支點(diǎn)，A 處掛一重為 100 N 的物體，為保證杠桿在水平方向平衡， 在中點(diǎn)B 處沿 ____（選填“F”“F1”或“F2”）方向施加一個(gè)最小的力為 ______ N。
F2
200
16. 物理學(xué)與日常生活 如圖所示，是腳踩式垃圾桶的原理示意圖，當(dāng)打開桶蓋時(shí) ，豎桿 CE 對(duì)C 點(diǎn)的壓力 F2 是 10 N，F(xiàn)1 的力臂 l1=2.5 cm，F(xiàn)2 的力臂 l2=1 cm，則打開桶蓋時(shí)腳踩踏板的力是 _____ N。
4
17. 如圖所示，用固定在墻上的三角支架 ABC放置空調(diào)室外機(jī)。如果 A 處螺釘松脫，則支架會(huì)繞 ______ 點(diǎn)傾翻。 已知 AB 長(zhǎng) 40cm，AC長(zhǎng) 30cm，室外機(jī)的重力為 300N，其重心正好處在 AB 中點(diǎn)處，則 A 處螺釘?shù)乃嚼?_____N（支架重力不計(jì)）。 為了安全，室外機(jī)的位置應(yīng)盡量 ______（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。
C
200
靠近
18. 杠桿 OAB 可繞 O 點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，為使杠桿在如圖所示位置保持平衡，請(qǐng)畫出施加于 B 點(diǎn)的最小動(dòng)力 F（保留作圖痕跡）。
如下圖所示
19. 如圖所示為生活中使用的“開瓶起子”，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出作用在“開瓶起子”上動(dòng)力 F1 的力臂和阻力 F2 的示意圖。
如下圖所示
20. 在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：
（1）圖甲中，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向 ______ 側(cè)調(diào)節(jié)。
（2）圖乙中，杠桿恰好處于水平平衡狀態(tài)，若在 A 處下方再掛一個(gè)鉤碼，則 B 處所掛鉤碼須向右移動(dòng) ______ 格，可使杠桿在水平位置再次平衡。
右
1
（3）杠桿處于圖甲所示位置時(shí)，小李同學(xué)就在杠桿上掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ，小明認(rèn)為這樣操作會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生以下影響：
①杠桿自身重力可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響
②可能不便于測(cè)量力臂或出現(xiàn)力臂測(cè)量錯(cuò)誤
③無(wú)法得出杠桿平衡條件
你認(rèn)為正確的是 ______（填選項(xiàng)字母）。
A． ①② B． ①③
C． ②③ D. ①②③
A
21. 傳統(tǒng)文化 杠桿是一種古老又現(xiàn)代的機(jī)械，在古代和現(xiàn)代人們生活和生產(chǎn)中大量使用杠桿。
（1）如圖甲所示，《天工開物》里記載的舂米機(jī)，把稻谷放在碗里，使石球上下運(yùn)動(dòng)，這種杠桿屬于 ______ 杠桿， 人在 A 點(diǎn)踩下，B 端的重物上升，______ 能增加，松腳后，重物下落，______ 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 如圖乙所示，生活中的鋼絲鉗與舂米機(jī) ______（選填“是”或“不是”）同一類杠桿。
（2）如圖丙所示是我國(guó)古代科技著作《天工開物》的《膏液》篇中記載的古代榨油時(shí)的情景，其中還提到“凡炒諸麻菜子，宜鑄平底鍋，投子仁于內(nèi)，翻拌最勤。 ”利用鍋鏟不斷翻炒油料，使油料均勻受熱，鍋鏟是 ______（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿。
費(fèi)力
重力勢(shì)
重力勢(shì)
重力勢(shì)
費(fèi)力
第 2 節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
制作簡(jiǎn)易桿秤的跨學(xué)科實(shí)踐涉及數(shù)學(xué)、物理等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。 通過(guò)制作簡(jiǎn)易桿秤的項(xiàng)目實(shí)踐，可以實(shí)際操作并體驗(yàn)桿秤的原理，從而深入理解杠桿的平衡原理在生活中的應(yīng)用。 在實(shí)踐活動(dòng)中，需要收集和分析數(shù)據(jù)，從數(shù)學(xué)的角度提煉出桿秤平衡中的數(shù)學(xué)關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與物理的融合。
桿秤是我國(guó)最古老的稱量工具，映射出我國(guó)古代勞動(dòng)人民的聰明才智，物理課上，同學(xué)們開展“簡(jiǎn)易桿秤的制作”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)。
【項(xiàng)目提出】查閱資料了解到桿秤是根據(jù)杠桿原理制作的，為了完成桿秤的制作，項(xiàng)目組利用細(xì)桿、細(xì)線、鉤子和質(zhì)量相等的鉤碼等器材，根據(jù)杠桿平衡條件衍生出桿秤原理并制作簡(jiǎn)易桿秤。
【項(xiàng)目分解】
1. 了解桿秤原理
2. 制作簡(jiǎn)易桿秤
【項(xiàng)目實(shí)施】
1. 了解桿秤原理
（1）如圖甲所示是我國(guó)古老的質(zhì)量稱量工具———桿秤，其刻度是均勻的。 使用時(shí)先把被測(cè)物體掛在秤鉤處，提起提紐，移動(dòng)秤砣，當(dāng)秤桿在水平位置平衡時(shí)，秤砣懸掛點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值即為物體的質(zhì)量。 桿秤的工作原理是_______________________（用文字表述）。
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
2. 制作簡(jiǎn)易桿秤
（2）小明選用不計(jì)重力的細(xì)木桿當(dāng)秤桿，細(xì)線做提紐，鉤子做秤鉤，鉤碼做秤砣制作桿秤（如圖乙）。
①確定零刻度線的位置：秤鉤上不掛物體，提起提紐，當(dāng)圖中秤桿右端下沉?xí)r，則應(yīng)將秤砣向 ______ 移動(dòng)，直到秤桿在水平位置平衡，此時(shí)秤砣懸線所在的位置標(biāo)為“0”。
②確定桿秤的刻度：將質(zhì)量為 1 kg 的重物掛在秤鉤上，移動(dòng)秤砣直到秤桿在水平位置平衡，秤砣懸線所在的位置標(biāo)為“1”。
③若使用桿秤時(shí)發(fā)現(xiàn)秤砣有磨損，稱量貨物時(shí)桿秤顯示的質(zhì)量將比真實(shí)質(zhì)量偏 ______。
左
大
【項(xiàng)目拓展】
（3）在圖乙的基礎(chǔ)上增加一個(gè)提紐（分別固定于 B、C 兩點(diǎn)）如圖丙所示，已知 AC=3AB，BD∶CD=10∶9。 利用提紐 1 時(shí)，D 處刻度值為 5 kg，則利用提紐 2 時(shí)，D 處對(duì)應(yīng)的刻度值為 ____ kg（秤桿、秤鉤和提紐的質(zhì)量均忽略不計(jì)）。
1.5
【展示交流】
（4）小林同學(xué)用自制桿秤稱一個(gè)實(shí)心球的質(zhì)量，如圖丁所示，當(dāng)桿秤在水平位置平衡時(shí)，秤砣拉線正好壓在 4 kg 的刻度線上。 根據(jù)秤砣拉線、提紐和秤鉤所在秤桿的位置之間距離的關(guān)系，可以估測(cè)出秤砣的質(zhì)量大約是 ________，若要增加該桿秤的測(cè)量范圍，可以采用的方法是 _____________________________（寫出一種即可）。
1 kg
將提紐向左移（合理即可）(共18張PPT)
階段小測(cè)
1. 下面關(guān)于杠桿的說(shuō)法，正確的是 （ ）
A． 硬的直棒就是杠桿
B． 費(fèi)力杠桿的動(dòng)力臂比阻力臂長(zhǎng)
C． 等臂杠桿既不省力也不費(fèi)力
D． 從支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的連線叫阻力臂
一、選擇題（每小題 2 分，共 12 分）
C
2. 如圖所示的工具，在使用中屬于費(fèi)力杠桿的是（ ）
B
3. 如圖甲所示，一均勻方條木桿 AB，在中點(diǎn) O用一細(xì)繩懸掛，木桿保持平衡，如果將該木桿從 AO 段的中間鋸斷， 然后將鋸下的一半疊放在此端，如圖乙所示，則 （ ）
A． 仍保持平衡
B． 長(zhǎng)端向下傾斜
C． 短端向下傾斜
D． 以上三種情況都有可能
D
4. 如圖所示，在建筑工地上經(jīng)常看見塔吊，塔吊的橫梁可以看成一根杠桿，塔吊在 C 處安裝了較重的配重物，其主要目的是 （ ）
A． 美觀
B． 增大塔吊的阻力，確保塔吊不會(huì)翻倒
C． 減小塔吊所吊物體的重力
D． 增大塔吊的阻力臂
B
5. 如圖所示是鍋爐保險(xiǎn)閥門的示意圖，已知OA=10 cm，AB=14 cm，為保持鍋爐內(nèi)的水蒸氣壓強(qiáng)是最大值，在 B 處所掛物體重 25 N，則閥門 S 承受的最大壓力是 （ ）
A． 35 N B． 30 N C． 20 N D． 60 N
D
6. 如圖所示為一可繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，在 A 端通過(guò)繩作用一豎直向下的拉力 F 使杠桿平衡，此時(shí) AB 部分水平，保持重物靜止不動(dòng)，而使繩繞 A 點(diǎn)從如圖所示的位置沿圖中的虛線CD 轉(zhuǎn)動(dòng)，則 （ ）
A． 逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn) 先變小后變大
B． 順時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn) 先變小后變大
C． 順時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn) 先變大后變小
D． 逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn) 先變大后變小
B
二、填空題（每空 1 分，共 5 分）
7. 舞蹈《飛天》中的七名仙女要演繹出敦煌壁畫中的飛天形象，她們的右腿是全身的支撐點(diǎn)，穿著固定在舞臺(tái)上的“鐵靴子”跳著輕盈的飛天舞蹈， 演員整個(gè)身體可以看成一個(gè)杠桿，是以 _______ 為支點(diǎn)，身體能保持飛天的姿態(tài)沒(méi)有傾倒可以用 ______________ 解釋。
右腿
杠桿的平衡條件
8. 把湯匙放在手指尖上，調(diào)節(jié)支撐湯匙的支點(diǎn)，可使其在手指尖上水平靜止，如圖所示，則湯匙柄端的重力 _______（選填“大于”“小于”或“等于”）另一端的重力。
小于
9. 如圖，OA 為一輕質(zhì)杠桿，長(zhǎng)為 1 m，在其中點(diǎn) B 處掛了一質(zhì)量為 2 kg 的物體 ， 現(xiàn)用力 F1 將杠桿由圖示位置向水平位置拉， 則 在此過(guò)程中 F1 的大小將 _____（選填“不變”“變大”或“變小”）；當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，在 A點(diǎn)至少加 _______ N 的力。（g 取 10 N/kg）
變大
10
三、作圖題（3 分）
10. 如圖所示是室外盆栽植物的支撐架，O 為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出力 F 的力臂 l。
如下圖所示
四、實(shí)驗(yàn)探究題（8 分）
11. 學(xué)完杠桿的知識(shí)后，小明設(shè)計(jì)了一種測(cè)量物體質(zhì)量的工具，如圖甲所示，其中 AB 是一根輕質(zhì)木桿，AO=OB，O 處為提紐。
（1）當(dāng)把物體放在左盤中，為了使木桿在水平位置平衡，他應(yīng)在右盤中放入質(zhì)量與左盤物體質(zhì)量 ______ 的砝碼。 在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，為了測(cè)出不同物體的質(zhì)量，他應(yīng)該準(zhǔn)備不同質(zhì)量的砝碼，很不方便。
（2）他想到以前使用的托盤天平，托盤天平的兩臂長(zhǎng)度相等，天平平衡后，被測(cè)物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量。實(shí)際上使用天平經(jīng)常同時(shí)用到砝碼和游碼，此時(shí)被測(cè)物體的質(zhì)量 _______（選填“大于”“等于”或“小于”）砝碼的質(zhì)量。
相等
大于
（3）他想是否可以不用右盤而直接用一個(gè)質(zhì)量較大的鐵塊來(lái)做游碼，于是對(duì)上述的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。 他更換了一根更長(zhǎng)的輕質(zhì)木桿，并將右盤換成了一個(gè)可移動(dòng)的鐵塊。 如圖乙所示，當(dāng)左盤中放入 1 kg 物體時(shí)，鐵塊正好在 C 處使木桿在水平位置平衡。 若增加左盤中物體的質(zhì)量，鐵塊應(yīng)向 ______ 端移動(dòng)，使木桿在水平位置平衡。 用這樣的方法，就可以標(biāo)出木桿上不同的位置所對(duì)應(yīng)左盤中不同物體的質(zhì)量，從而解決（1）中的問(wèn)題。
右
（4）但小明又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)左盤中物體質(zhì)量較大時(shí)，無(wú)論怎么移動(dòng)鐵塊也無(wú)法實(shí)現(xiàn)木桿在水平位置平衡， 請(qǐng)你在不增加木桿長(zhǎng)度的情況下，幫助小明實(shí)現(xiàn)木桿在水平位置平衡。 你的方法是 ________________________________________________。（寫出一種方法即可）
將左盤向提紐方向移動(dòng)適當(dāng)距離（答案不唯一）
五、計(jì)算應(yīng)用題（7 分）
12. 如圖所示，質(zhì)量為 6 kg，邊長(zhǎng)為 10 cm 的正方體物塊 A 置于水平地面上， 通過(guò)細(xì)繩系于輕質(zhì)杠桿 BOC 的 B 端，杠桿可繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且BO=10 cm，OC=30 cm，在 C 端用 F=10 N 的力豎直向下拉杠桿， 使杠桿在水平位置平衡，且細(xì)繩被拉直（物體 A 未離地）。（細(xì)繩重力不計(jì)，g 取 10 N/kg）求：
（1）B 端細(xì)繩的拉力 F 拉；
（2）當(dāng)要將 A 拉離地面時(shí)，作用在 C 端的力F′至少為多大。
解 ：（1）由杠桿的平衡條件可得，F(xiàn) 拉 × OB＝F ×OC，則 F 拉 ＝F × ＝10 N× =30 N；
（2）當(dāng)將要把 A 拉離地面時(shí)，由二力平衡的條件可得，B 端細(xì)繩的拉力 F 拉′=G=mg=6 kg×10 N/kg=60 N， 由杠桿的平衡條件可得，F(xiàn) 拉′×OB=F′×OC，則 F′=F 拉′× =60 N× =20 N。(共24張PPT)
124 機(jī)械效率
第 2 課時(shí) 滑輪組的機(jī)械效率
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
● 考點(diǎn)集訓(xùn)/夯實(shí)基礎(chǔ)
● 綜合檢測(cè)/鞏固排查
● 核心素養(yǎng)/中考新考法
1. 同一滑輪組，提升重物越重，機(jī)械效率越高；提升相同重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，機(jī)械效率越低，但越省力。
2. 滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：滑輪組提升重物時(shí)，有 η= ，因?yàn)?W 有用=Gh，W 總=Fs，所以有η= ，又因?yàn)?s=nh，所以有 η= ；如果不計(jì)摩擦和繩重，則有 F= ，則 η= 。
1. 一材拓題 教材 P119 實(shí)驗(yàn)改編 如圖所示，在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，若物體重 6 N。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)沿 ________ 方向拉繩子自由端最省力，且
應(yīng)________ 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。 若物體上升高度為 10 cm，
此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖中所示，則滑輪組的機(jī)械效率
是 _______（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）。
（2）若僅增加物體的質(zhì)量，該滑輪組的機(jī)械效率將 _______（選填“增大”“減小”或“不變”，不計(jì)摩擦）。
■考點(diǎn) 1 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
豎直向上
勻速
83.3%
增大
2. 一材拓題 教材 P120 素材衍生 通過(guò)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，可得出下列各措施中能提高機(jī)械效率的是 （ ）
A． 增加動(dòng)滑輪，減小拉力
B． 改用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪
C． 減少提升高度，減少做功
D． 減少提升重物重力
B
3. 習(xí)題衍生 教材 P123，T7 改編 工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為 800 N 的物體緩慢勻速豎直提升 3 m，人對(duì)繩端的拉力 F 為 500 N，不計(jì)繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則動(dòng)滑輪的重力為 ______ N；滑輪組的機(jī)械效率為 ______。
■考點(diǎn) 2 滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算
200
80%
4. 如圖所示，在 50 N 的水平拉力 F 作用下，重800 N 的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間滑動(dòng)摩擦力為 120 N。 則滑輪組的機(jī)械效率為 ______， 若繩子自由端向前移動(dòng)的速度為 0.6 m/s，則物體在 1 min 內(nèi)移動(dòng)的距離為 ______ m。
80%
12
5. 如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為 G 的物體，若拉力的大小為 F，物體和地面之間的摩擦力大小為 f，A 點(diǎn)的拉力為 FA，則下列滑輪組的機(jī)械效率表達(dá)式正確的是 （ ）
C
■易錯(cuò)點(diǎn) 找錯(cuò)有用功
易錯(cuò)歸納
6. 下列做法不能夠改變滑輪組機(jī)械效率的是（ ）
A． 改變提升重物的速度
B． 用體積相等的塑料動(dòng)滑輪代替鑄鐵動(dòng)滑輪
C． 提升更重的物體
D． 給定滑輪加潤(rùn)滑油
A
7. 小聰測(cè)量了如圖所示的滑輪組的機(jī)械效率，他先后進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，將鉤碼分別勻速豎直提升 ｈ１ 和 ｈ２ 的高度（ｈ１＞ｈ２）。 對(duì)兩次實(shí)驗(yàn)中一些物理量進(jìn)行比較，正確的是（其中 ｓ 為繩子自由端通過(guò)的距離，Ｈ 為動(dòng)滑輪上升的高度，不計(jì)繩重和摩擦）（ ）
Ａ． ｓ１＝ｓ２ Ｂ． Ｈ１＝Ｈ２
Ｃ． η１＝η２ Ｄ． Ｗ有用 １＝Ｗ有用 ２
C
8. 如圖所示，用滑輪組把重為 200 N 的貨物提到 9 m 高的樓上，所用拉力為 80 N，則總功和滑輪組的機(jī)械效率分別是 （ ）
A． 1 400 J 80% B． 1 800 J 80%
C． 1 800 J 83.3% D． 2 160 J 83.3%
D
9. 甲、乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中的每一個(gè)滑輪質(zhì)量都相同，用它們分別將重物 G1、G2提高相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 若 G1=G2，拉力做的額外功相同
B． 若 G1=G2，拉力做的總功相同
C． 若 G1=G2，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率
D． 用甲、乙其中的任何一個(gè)滑輪組提起不同
的重物，機(jī)械效率不變
C
10. 建筑工人用如圖所示的滑輪組，在 4 s 內(nèi)將重為 1 500 N 的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2 m 的過(guò)程中，所用的拉力大小為375 N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的 0.4 倍。 在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A. 繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了 6 m
B. 物體受到的拉力為 750 N
C. 拉力 F 的功率為 750 W
D. 滑輪組的機(jī)械效率為 80%
D
11. 控制變量法 在探究“影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素”時(shí)，同學(xué)們提出了下列猜想：
①滑輪組機(jī)械效率高低可能與動(dòng)滑輪重力有關(guān)；
②滑輪組機(jī)械效率高低可能與被提升的物重有關(guān)；
③滑輪組機(jī)械效率高低可能與物體提升高度有關(guān)；
④滑輪組機(jī)械效率高低可能與承重繩子股數(shù)有關(guān)。
小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的兩個(gè)滑輪組，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證提出的猜想，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是猜想 （ ）
A． ① B． ② C． ③ D． ④
B
12. 如圖所示，在測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置中，動(dòng)滑輪重 0.6 N，物重 2.4 N，不計(jì)繩重和各處摩擦，當(dāng)物體勻速提升時(shí)，繩的自由端在豎直方向上的拉力 F 為 ______ N，此過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率為 _________。
1
80%
13. 用如圖所示的滑輪組將重85 Ｎ 的物體勻速提升 2 ｍ，拉力 Ｆ 為 50 Ｎ。 此過(guò)程中有用功為＿＿＿＿ Ｊ，總功為 ＿＿＿＿Ｊ，滑輪組機(jī)械效率為 ＿＿＿＿＿＿，根據(jù)已知條件，以下四個(gè)物理量 ：①動(dòng)滑輪上升的高度、②動(dòng)滑輪的重力、③額外功、④拉力的功率，還能求出的有＿＿＿＿＿ 和 ＿＿＿＿＿（選填序號(hào)）。
170
300
56.7%
①
③
14. 小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度，如圖所示。 他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為 F 甲和 F 乙，則 F 甲 _____ F 乙；所做的有用功分別為 W 甲和 W 乙，機(jī)械效率分別為 η 甲和 η 乙，則 W 甲 ____ W 乙，η 甲 ____ η 乙。（均選填“＞”“=”或“＜”）
＜
＜
＜
15. 如圖所示，手用 F1 的力直接將物體 B 勻速提升 h，F(xiàn)1 做功 300 J；若借助滑輪組把 B 勻速提升相同高度，滑輪組機(jī)械效率是 30%，則F2 做功為 _______ J。
1 000
16. 小明同學(xué)用如圖甲所示的滑輪組提土，他用10 s 的時(shí)間把重為 150 N 的土從井中勻速提升 2 m，拉力做的功 W 隨時(shí)間 t 的變化圖像如圖乙所示。 則拉力的功率為 ______ W，該滑輪組的機(jī)械效率為 _____；拉力的大小為_____ N。
40
75%
100
17. 某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升重物，工人對(duì)繩的拉力 F 為 400 N，并能用 10 s的時(shí)間將 96 kg 的重物勻速提升 2 m，求：
（1）拉力 F 的功率 P；
（2）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率 η。
（不計(jì)繩重和摩擦，g 取 10 N/kg）
解：（1）由題圖知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：s=3h=3×2 m=6 m，拉力 F 做的功：W 總=Fs=400 N×6 m=2 400 J；拉力 F 做功的功率：
P= = =240 W；
（2）重物的重力：G=mg=96 kg×10 N/kg=960 N，
有用功：W 有用=Gh=960 N×2 m=1 920 J；
滑輪組的機(jī)械效率：η= = =0.8=80%。
18. 開放性試題 小明同學(xué)做“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。 如圖所示，用同一滑輪組緩慢提升不同數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
（1）觀察圖中測(cè)力計(jì)的示數(shù)，表格中編號(hào)①處的數(shù)值是_____，
②處的數(shù)值是 _______（百分號(hào)前保留整數(shù)）。
（2）小明通過(guò)分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機(jī)械效率的方法。 汽車作為一種“機(jī)械”，提高效率對(duì)節(jié)能減排有重要意義。 請(qǐng)你指出以下三種提高效率的方法中，方法 ____是與本實(shí)驗(yàn)同理的。
方法一：鼓勵(lì)人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重力；
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好潤(rùn)滑。
2.3
87%
一
（3）小明發(fā)現(xiàn)繩端移動(dòng)的距離始終與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認(rèn)為：鉤碼數(shù)量一定時(shí)，無(wú)論將鉤碼提升多高，都不影響該滑輪組的機(jī)械效率。 小芳則認(rèn)為：鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機(jī)械效率就變化了。 你認(rèn)為 _______ 的看法是正確的，并說(shuō)明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
小明
根據(jù) η= = = = 可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體提升高度無(wú)關(guān)(共20張PPT)
12.4 機(jī)械效率
第 1 課時(shí) 有用功和額外功、機(jī)械效率
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
● 考點(diǎn)集訓(xùn)/夯實(shí)基礎(chǔ)
● 綜合檢測(cè)/鞏固排查
● 核心素養(yǎng)/中考新考法
1. 有用功是必須要做的對(duì)工作目的有用的功，用 W 有用表示；額外功是對(duì)工作目的沒(méi)有用但又不得不做的功，用 W 額外表示；總功是有用功與額外功之和是總共做的功，用 W 總表示。
2. 機(jī)械效率 η= ；機(jī)械效率的高低反映了使用機(jī)械時(shí)有用功在總功中所占的比例大小，比例越大，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好，經(jīng)濟(jì)效益越高。
3. 使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功，有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于 1。 機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。
1. 一材拓題 教材 P117 演示改編 用繩子將鉤碼提升至一定的高度，如圖所示，此過(guò)程所做的有用功是 （ ）
A． 升高鉤碼所做的功
B． 克服摩擦力所做的功
C． 提高繩子所做的功
D． 克服動(dòng)滑輪重力所做的功
■考點(diǎn) 1 有用功和額外功
A
2. 如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)杠桿，使重為 18 N的物體緩慢升高 0.1 m，拉力大小 F=8 N，拉力移動(dòng)的距離為 0.25 m。 所做的有用功為 ______ J，額外功為 _______ J，總功為 _______ J。
1.8
0.2
2
3. 在日常應(yīng)用簡(jiǎn)單機(jī)械時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A． 總功一定大于有用功
B． 有用功一定大于額外功
C． 機(jī)械效率一定小于 1
D． 機(jī)械效率是有用功在總功里所占的百分比
■考點(diǎn) 2 機(jī)械效率
B
4. 習(xí)題衍生 教材 P121，T5 改編 如圖所示，小明用動(dòng)滑輪把 90 N 的重物勻速提升2 m，所用的拉力是 60 N，則小明做的有用功是 ______ J，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 ______。
180
75%
5. 如圖所示，用一個(gè)重為 18 N 的動(dòng)滑輪來(lái)提升物體，在實(shí)際工作中勻速豎直向上的拉力為 30 N，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 （ ）
A． 一定等于 30%
B． 一定等于 70%
C． 一定小于 70%
D． 可能大于 70%
C
■易錯(cuò)點(diǎn) 忽略繩重和摩擦
易錯(cuò)歸納
6． 關(guān)于機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 功率越大的機(jī)械，機(jī)械效率越高
B． 機(jī)械效率越高的機(jī)械越省力
C． 機(jī)械效率越低的機(jī)械，做的功就越少
D． 由于有用功總小于總功，機(jī)械效率總小于 1
D
7. 如圖所示,斜面長(zhǎng) 3 m,高 0.6 m,建筑工人用繩子在 6 s 內(nèi)將重 500 N 的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端,拉力是 150 N(忽略繩子的重力) 則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是 50 N
B. 拉力的功率是 50 W
C. 拉力所做的功是 300 J
D. 斜面的機(jī)械效率是 80%
A
8. 利用如圖所示裝置將重為 100 N 的物體勻速?gòu)男泵娴牡锥死巾敹恕?已知斜面的長(zhǎng)是5 m，高是 2 m，拉力為 F=50 N，則該裝置的機(jī)械效率為 （ ）
A． 40% B． 50% C． 80% D． 100%
A
9. 如圖所示，當(dāng)水平拉力 F=50 N 時(shí)，恰好可以使物體 A 沿水平地面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體重為 200 N，所受地面的摩擦力約為 80 N，假如在 5 s 時(shí)間內(nèi)，物體水平移動(dòng)了0.6 m，不計(jì)繩和滑輪的自重，則在此過(guò)程中（ ）
A. 拉力 F 做功為 30 J
B. 物體重力做功為 120 J
C. 拉力 F 做功的功率為 12 W
D. 該裝置的機(jī)械效率約為 60%
C
10. 如圖是人抬起獨(dú)輪車車把時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖，此時(shí)獨(dú)輪車相當(dāng)于一個(gè) ________（選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿；若動(dòng)力臂是阻力臂的 3 倍，物體和車總重 G 為1 200 N，抬起車把的力 F=500 N，則此杠桿的機(jī)械效率為 ______。
80%
省力
11. 如圖所示為建筑工地上常用的鏟車，鏟車的機(jī)械手臂是利用杠桿原理工作的。 機(jī)械手臂是用液壓頂將手臂、鏟斗向上舉起的，若液壓頂桿的功率為 80 kW，用 20 s 時(shí)間將鏟車內(nèi)10 噸的貨物向上勻速舉高 4 m，則這段時(shí)間內(nèi)頂桿所做的功為 _______ J，機(jī)械手臂的機(jī)械效率為 _______。（g 取 10 N/kg）
1.6×106
25%
12. 往車上裝重物時(shí)，常常用長(zhǎng)木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去。 如圖所示，工人用 3 m長(zhǎng)的斜面，把 120 kg 的重物提高 1 m。（g 取10 N/kg）求：
（1）假設(shè)斜面很光滑，則需要施加的推力 F；
（2）若實(shí)際用力為 500 N，斜面的機(jī)械效率 η；
（3）重物受到的摩擦力 f。
解：（1）斜面很光滑，人做的有用功等于用斜面所做的總功：W 有用=Gh=mgh=120 kg × 10 N/kg×1 m=1 200 J；
W 總=Fs=W 有用=1 200 J ，解得 ： F = = =400 N；
（2）有摩擦力時(shí)人所做的總功：
W 總′=F′s=500 N×3 m=1 500 J；斜面的機(jī)械效率：η= = =0.8=80%；
（3）W 額外=W 總′-W 有用=1 500 J-1 200 J=300 J，由 W 額外=fs 可得f= = =100 N。
13. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 小明用圖中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體 A，他猜想動(dòng)滑輪拉動(dòng)的物體越輕，機(jī)械效率越高，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其猜想，并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_________________________________________________。
（2）實(shí)驗(yàn)器材：小明準(zhǔn)備了鉤碼，除了如圖所示的器材，你還需要的測(cè)量工具有 __________。
探究動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體時(shí)機(jī)械效率與物體輕重的關(guān)系
彈簧測(cè)力計(jì)
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用測(cè)力計(jì)直接拉著物體 A 沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體 A 處于平衡狀態(tài)， 由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力 f 等于拉力 F1；
②如題圖所示，用動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)物體 A 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù) F2；
③在物體 A 上方放不同數(shù)量的鉤碼，分別重復(fù)上面的步驟①②，比較機(jī)械效率大小得出結(jié)論。(共20張PPT)
第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 章末提升
五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂
簡(jiǎn)單
機(jī)械
杠桿
定義：在力的作用下繞著①________ 轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒
杠桿平衡條件：②________×③________=④________×⑤________，
用字母表示為⑥________________
腦圖體系構(gòu)建
省力杠桿：l1⑦_(dá)____l2，F(xiàn)1⑧_____F2，省力，但費(fèi)距離
杠桿分類
等臂杠桿：l1⑨_____l2，F(xiàn)1⑩____F2，不省力，不費(fèi)力
費(fèi)力杠桿：l1 _____l2，F(xiàn)1 _____F2，費(fèi)力，但省距離
固定點(diǎn)
動(dòng)力
動(dòng)力臂
阻力
阻力臂
F1l1=F2l2
>
<
=
=
<
>
簡(jiǎn)單
機(jī)械
滑輪
定滑輪
輪軸：由 ______ 和 ______ 組成
輪軸和斜面
斜面：屬于省力機(jī)械，費(fèi)距離
跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易桿秤
實(shí)質(zhì)： ______ 杠桿
特點(diǎn)：不能 ______，但能 ____________
動(dòng)滑輪
實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂 ______ 倍的杠桿
特點(diǎn)：能 ______，但不能 ____________
滑輪組
特點(diǎn)：既能 ______，又能 ____________
使用滑輪組時(shí)，若不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，有幾段繩子承擔(dān)物重，繩子自由端的力就是物重的 __________，繩子自由端移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的 ______
等臂
省力
改變力的方向
兩
省力
改變力的方向
省力
改變力的方向
幾分之一
幾倍
輪
軸
簡(jiǎn)單
機(jī)械
機(jī)械效率
定義： ______ 與 ______ 之比
公式：η=
影響因素：機(jī)械自重、機(jī)械部件間的摩擦、物體的重力等
提高機(jī)械效率的方法：減輕機(jī)械自重、減少摩擦等
有用功
總功
教材圖片全解
教材圖片 圖片解讀
（人教八下 P108） 命題考點(diǎn)：杠桿的分類
賽艇的槳可看成一個(gè)杠桿， 如圖所示， 賽艇的槳屬于①______杠桿。
費(fèi)力
（人教八下 P110） 命題考點(diǎn)：杠桿的分類
如圖所示，搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車是一個(gè)②_____ 杠桿， 使 用它可以③______。
續(xù)表
省力
省力
（人教八下 P110） 命題考點(diǎn)：杠桿的分類
如圖所示的杠桿中 ，鋼絲鉗屬于④_____杠桿，車閘屬于⑤_______杠桿，指甲刀有⑥_______ 個(gè)杠桿，
其中⑦_(dá)______ 個(gè)費(fèi)力，⑧_______個(gè)省力。
續(xù)表
省力
省力
3
2
1
（人教八下 P115） 命題考點(diǎn)：輪軸
如圖能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿還叫輪軸，輪半徑大于軸半徑，動(dòng)力作用在⑨______（選填“輪”或“軸”）上時(shí)
省力。
續(xù)表
輪
一、 杠 桿
1. 跨學(xué)科 數(shù)學(xué) 如圖為小柯在科技節(jié)中制作的“杠桿力臂演示儀”（杠桿自身質(zhì)量和摩擦忽略不計(jì)， 固定裝置未畫出）。 O 為支點(diǎn)，OA=OD=3OB=0.6 m，CD=0.2 m。 在做背景的白紙上作有以 O 為圓心半徑為 0.2 m 的圓。 在 A點(diǎn)掛 5 N 的重物 G，使杠桿水平平衡，按圖示方向分別施加 FB、FC、FD 三個(gè)力，則下列說(shuō)法正確的是 （ ）
C
考點(diǎn)整合應(yīng)用
A. FC 的力臂長(zhǎng)為 0.4 m
B. 三個(gè)力大小 FD＞FC＞FB
C. 作用在 C 點(diǎn)的力 FC 為 15 N
D. 力作用在 D 點(diǎn)時(shí)杠桿為等臂杠桿
2. 某興趣小組制作了如圖所示的能測(cè)一根頭發(fā)絲質(zhì)量的“小天平”，取一根細(xì)長(zhǎng)的飲料吸管，在其靠左端朝上剪一個(gè)小缺口，靠右端朝上剪出多個(gè)小缺口，然后在距左端一定距離處穿過(guò)一縫衣針， 并在左端插入一個(gè)小螺絲釘，將吸管放在支架上。 仔細(xì)調(diào)節(jié)螺絲釘?shù)奈恢茫刮茉谥Ъ苌媳３炙狡胶猓瑴y(cè)量時(shí)在左端缺口處掛一段質(zhì)量已知的細(xì)銅絲，右端缺口處放上一根頭發(fā)絲。 關(guān)于測(cè)量原理和方法，說(shuō)法正確的是 （ ）
C
A. 小螺絲釘?shù)淖饔孟喈?dāng)于天平上的游碼
B. 吸管的質(zhì)量必須很小且可忽略不計(jì)
C. 為了測(cè)出頭發(fā)絲的質(zhì)量，還需要用到刻度尺
D. 當(dāng)頭發(fā)絲放在 3 號(hào)缺口處時(shí)發(fā)現(xiàn)吸管右端較高，應(yīng)將頭發(fā)絲調(diào)到 1 或 2 號(hào)缺口處
二、滑輪、滑輪組
3. 在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的工地上，如圖所示，工人借助動(dòng)滑輪用 250 N 的拉力，將 450 N 的重物勻速提升 2 m，用時(shí) 10 s，則 （ ）
A. 物體勻速上升時(shí)動(dòng)能增大
B. 圖中的滑輪不能改變拉力的方向
C. 重物上升的速度為 0.4 m/s
D. 動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 80%
B
4. 北京冬奧會(huì)的場(chǎng)館建設(shè)中采用了如圖所示的裝置提升重物，工人師傅站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，用 200 N 的拉力剛好可以拉動(dòng)一重為 300 N 的物體 A 勻速上升，使物體 A 在 5 s 內(nèi)上升了 2 m，不計(jì)繩重與摩擦，則下列正確的是 （ ）
A. 繩子自由端的移動(dòng)速度是 0.8 m/s
B. 滑輪組的機(jī)械效率是 66.7%
C. 動(dòng)滑輪重為 50 N
D. 增加物體 A 的質(zhì)量則滑輪組的機(jī)械效率不變
A
三、斜面及其機(jī)械效率
5. 如圖甲所示，工人用推力 F 將重為 1 000 N的箱子沿斜面推至水平車廂中，斜面長(zhǎng) 3 m、高 1.5 m，F(xiàn) 始終與箱子運(yùn)動(dòng)方向相同，箱子運(yùn)動(dòng)路程隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，推力 F 隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。 下列分析正確的是 （ ）
D
A. 0～10 s 內(nèi)，箱子做加速運(yùn)動(dòng)
B. 0～10 s 內(nèi)，箱子所受摩擦力為 600 N
C. 10 s～20 s 內(nèi)，推力 F 的功率為 160 W
D. 10 s～20 s 內(nèi)，箱子所受摩擦力為 200 N
綜合實(shí)踐與創(chuàng)新探究
6. 如圖所示，體重都為 400 N 的小文和小志要把重 100 N 的沙子運(yùn)到三樓。 方案一為小文的辦法。學(xué)習(xí)了滑輪的知識(shí)后，小志利用滑輪設(shè)計(jì)了一個(gè)升降裝置（方案二），若不計(jì)摩擦，請(qǐng)結(jié)合題中信息回答下列問(wèn)題：
（1）方案一中有用功和總功各是多少？
（2）方案二中動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）
（3）請(qǐng)你也設(shè)計(jì)一個(gè)升降裝置，并說(shuō)一說(shuō)你設(shè)計(jì)的升降裝置和方案二比有什么優(yōu)點(diǎn)？要求：把你設(shè)計(jì)的裝置圖畫在虛線框內(nèi)。
解：（1）方案一，運(yùn)沙子時(shí)做的有用功：
W 有用=G 沙 h=100 N×2×3 m=600 J；克服人的體重和桶的自重做的功為額外功：
W 額外=（G 桶+G 人）h=（20 N+400 N）×2×3 m=2 520 J；
總功：W 總 =W 額 外 +W 有 用 =2 520 J+600 J=3 120 J；
（2）方案二中，運(yùn)沙子時(shí)的有用功不變，克服動(dòng)滑輪重和桶的自重做的功為額外功：
W 額外′=（G 桶+G 動(dòng)）h=（20 N+10 N）×2×3 m=180 J；
所做的總功：W 總′=W 額外′+W 有用=180 J+600 J=780 J；
則方案二中動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η= = ≈0.769=76.9%；
（3）可利用定滑輪和小桶將沙子提上去，和方案二比不用克服動(dòng)滑輪的自重做額外功，機(jī)械效率高，還可改變力的方向，如下圖所示。（合理即可）(共17張PPT)
12.3 滑 輪
第 1 課時(shí) 滑 輪
● 名師點(diǎn)撥/事半功倍
● 考點(diǎn)集訓(xùn)/夯實(shí)基礎(chǔ)
● 綜合檢測(cè)/鞏固排查
● 核心素養(yǎng)/中考新考法
1. 定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿。 定滑輪的支點(diǎn)在滑輪的軸上，兩個(gè)力臂 l1=l2 （力臂就是滑輪的半徑），根據(jù)杠桿原理可知 F1=F2。
2. 動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿。 支點(diǎn)在滑輪的邊緣上，阻力加在滑輪的軸上，動(dòng)力臂就是滑輪的直徑 l1，阻力臂就是滑輪的半徑 l2。 根據(jù)杠桿原理可知，動(dòng)滑輪能省一半的力，但是要費(fèi)一倍的距離。
1. 一材拓題 教材 P113 圖改編 如圖所示， 工人在提升重物時(shí)，要在轉(zhuǎn)彎處安裝一組導(dǎo)向輪，這組導(dǎo)向輪屬于 ________。
■考點(diǎn) 1 定 滑 輪
定滑輪
2. 一材拓題 教材 P113 素材改編 學(xué)校旗桿頂裝有定滑輪，這樣做 （ ）
A． 既省力，又能改變施力的方向
B． 省力，但不能改變施力的方向
C． 不省力，但能改變施力的方向
D． 既不省力，又不能改變施力的方向
C
3. 如圖所示是建筑工地上工人使用動(dòng)滑輪來(lái)提升建筑材料的裝置，其目的是 （ ）
A． 減小拉力的大小
B． 改變拉力的方向
C． 減小物體移動(dòng)的距離
D． 以上說(shuō)法都不對(duì)
■考點(diǎn) 2 動(dòng) 滑 輪
A
4. 習(xí)題衍生 教材 P116，T1 改編 如圖所示，在研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，如果物體重為 1 N，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為 （ ）
A. 1 N B. 1.5 N
C. 2 N D. 0.5 N
D
5. 如圖所示，用一根繩子繞過(guò)定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)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(shuō)法正確的是 （ ）
A． F1 較大
B． F3 較大
C． F1、F2、F3 的大小不能確定
D． 將鉤碼提升相同的高度，力 F1、F2、F3 所做的功相等
D
■易錯(cuò)點(diǎn) 不理解定滑輪的實(shí)質(zhì)
易錯(cuò)歸納
6. 兩個(gè)物體 A 和 B，質(zhì)量分別為 M 和 m，用跨過(guò)定滑輪的輕繩相連，A 靜止于水平地面上，如圖所示，不計(jì)摩擦力，物體 A 對(duì)繩的拉力的大小與地面對(duì)物體 A 的支持力的大小分別是（ ）
A．（M-m）g，Mg
B． mg，Mg
C． mg，（M-m）g
D．（M-m）g，（M+m）g
C
7. 用滑輪按如圖所示的三種不同方式拉同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，忽略繩與滑輪的重力及繩與滑輪間的摩擦，則（ ）
A． F1＞F2＞F3 B． F2＞F3＞F1
C． F2＜F1＜F3 D． F3＜F1＜F2
C
8. 如圖所示，拉力 F 的功率為 3.6 W，物體A 以 0.1 m/s 的速度沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng)，A 與地面間的摩擦力是 A 重力的 0.3 倍，不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，則下列分析錯(cuò)誤的是 （ ）
A． 1 s 內(nèi)重力做功 3.6 J
B． A 的重力為120 N
C． 拉力 F=18 N
D． 摩擦力為 36 N
A
9． 某工人用如圖所示的裝置，將重150 N 的木塊在 10 s 內(nèi)豎直向上勻速提升 4 m，此裝置是 _______（選填“定”或“動(dòng)”）滑輪，該工人拉力的功率為 ______ W（滑輪和繩的重力、摩擦均不計(jì)）。
動(dòng)
60
10. 小可在 A 端用如圖所示的動(dòng)滑輪勻速提起 200 N 的水桶，若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，則人拉繩子 A 端的動(dòng)力為 _____ N；若不計(jì)繩重及摩擦，實(shí)際測(cè)量 A 端的拉力為 110 N，則滑輪重為 ________ N。
100
20
11. 如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 10 N，物體A 的重力為 50 N。 在力 F 的作用下，物體 A勻速移動(dòng)了 4 m，所用的時(shí)間是 10 s。（不計(jì)繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦）求：
（1）物體 A 受到的摩擦力 f ？
（2）拉力 F 的大小？
（3）拉力在 10 s 內(nèi)做了多少功？
（4）拉力的功率是多少？
解：（1）（2）由題知，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力 F 大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，即 F=10 N；如題圖所示，使用的是動(dòng)滑輪，物體 A 受到的摩擦力 f=2F=2×10 N=20 N；
（3）拉力移動(dòng)的距離：s=2×4 m=8 m，拉力做功：W=Fs=10 N×8 m=80 J；
（4）拉力的功率：P= = =8 W。
12. 科學(xué)探究 小永猜想“使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，如果提升的物體重力比動(dòng)滑輪的重力小，這時(shí)動(dòng)滑輪就是費(fèi)力的”。 現(xiàn)有下列物品及器材，重物 M 的重力 5 N＜G＜9 N，動(dòng)滑輪共有 3 個(gè)，如圖所示。 請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)小永的猜想是否正確。
（1）為了完成該實(shí)驗(yàn)，還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材有 _______________。
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，完成實(shí)驗(yàn)裝置的組裝；
②將重物M掛在 B 動(dòng)滑輪下，__________________________________________________；
③______________________________，重復(fù)步驟②記下示數(shù) F2；
（3）若 __________________，則小永的猜想正確。
彈簧測(cè)力計(jì)
用彈簧測(cè)力計(jì)勻速豎直向上拉，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F1
將物體 Ｍ 掛在 Ｃ 動(dòng)滑輪下
Ｇ＜Ｆ１，Ｇ＜Ｆ2

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