資源簡介

(共23張PPT)
3　功　功率
欄目導航
知識要點
批判質疑
圖說物理
一、做功
1.定義:如果力作用在物體上,并使物體沿　　的方向移動一段　　 ,我們就說力對物體做了功。
2.做功的兩個必要條件:一是　　　　　　　　　;二是　
。
3.三種不做功的情況:(1)推而未動、搬而未起,又稱為　　　 　;
(2)物體由于慣性向前運動一段距離,又稱不勞無功;(3)力和物體通過的距離垂直,又稱　　　　　　。
知識要點
力
距離
作用在物體上的力
物體在力的
方向上移動一定的距離
勞而無功
垂直無功
二、功的計算
1.功的符號:　　　。
2.計算公式:　　　　。
3.單位:在國際單位制中,功的單位是　　　　　,簡稱　　　　,符號是　　　　　。為了紀念英國物理學家焦耳,人們給了這個單位一個專門的名稱——　　　　,簡稱焦,符號是　　　。1 J=1 N·m。
W
W=Fs
牛頓米
牛米
N·m
焦耳
J
三、功率
1.物理意義:功率是描述做功　　　　的物理量。
2.定義:功與完成這些功所用時間　　　　。
3.公式:　　　　。
4.單位:國際單位制中,功率的單位是　　　　,符號是　　　。為紀念英國科學家瓦特,人們給了這個單位一個專門的名稱,叫作　　　 ,簡稱瓦,符號是　　,1 W=1 J/s。
四、功的原理:　　　　　　　　　　　 　。
快慢
之比
焦/秒
J/s
瓦特
W
使用任何機械都不能省功
圖說物理
命題點1　力做功的必要條件
1.如圖所示,小明用力推箱子,雖然累得滿頭大汗,但箱子沒有移動,小聰用力將箱子拉動了。在這個過程中,小聰的力具有成效,則物理學中說,小聰　　　　了,小明則　　　　　　　。
做功
沒有做功
命題點2　1 J的含義
2.如圖所示,小明舉起一枚雞蛋。一枚雞蛋的質量約為　　　g,重力約為　　　N,把一枚雞蛋舉高2 m做的功約為　　　。(g取10 N/kg)
50
0.5
1 J
批判質疑
1.只要有力作用在物體上,力就一定對物體做功。(　　)
2.物體移動了距離,一定有力對物體做功。(　　)
3.功率大的機器做功一定多。(　　)
4.功率越大的機器做功越快。(　　)
√
×
×
×
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.(2024邢臺期末)小明運用學習的美術技能將體育課上扔實心球的情景(包含四個過程)繪畫出來,如圖所示,其中手對球做功的過程有(　)
①撿起球　 ②停在空中　 ③揮動球　 ④球飛出去
A.①和② B.①和③ C.②和④ D.③和④
做功概念及條件
基礎鞏固練
B
2.(2024菏澤月考)滑板車是深受小朋友們喜愛的玩具,使用時一只腳站在滑板上,另一只腳蹬地,滑板車就能載著人前進。蹬地時人對車
　 　;蹬地的腳離地后,人和車由于慣性一起繼續向前滑行,滑行時人對車　 　。(均選填“做功”或“不做功”)
做功
不做功
功的計算
3.小明幫張奶奶把10 kg的大米從一樓送至四樓的家中,繼續扛著大米水平移動5 m到廚房存放,若每層樓高3 m,則小明在上樓過程中對大米所做的功為　 　J;全過程小明對大米所做的功為　 　J。(g取10 N/kg)
4.(2024廊坊期末)小明用50 N的水平拉力拉著重200 N的木箱,在水平地面上勻速直線運動4 m,則木箱所受摩擦力大小為　 　N,拉力所做的功為　 　J,木箱重力所做的功為　 　J。
900
900
50
200
0
功的原理
5.對于機械做功,下列說法正確的是(　 　)
A.省距離的機械可以省功,但一定費力
B.省力的機械一定費距離,但不省功
C.省力的機械可以省功,但一定費距離
D.省距離的機械可以省力,但不省功
B
功率
6.小紅和小田從一樓爬到五樓,她們同時出發,小紅先到達五樓,小田后到達五樓。在此過程中(　 　)
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
7.(2024上海)塔吊吊起重物,在豎直方向勻速上升時,若拉力為1×
104 N,重物上升的距離為40 m,重物上升所用的時間為50 s,則拉力
做功為　 　J,功率為　 　W。
D
4×105
8 000
不能正確理解計算功時力F與移動距離s的對應關系
8.(2024石家莊月考)現有甲、乙、丙三個質量不同的物體(m甲>m乙>
m丙),在相等的恒力F作用下,分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方
向上通過了相等的距離s。如圖所示。F在三種情況下做的功分別為
W甲、W乙、W丙,三者大小判斷正確的是(　 　)
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙易錯易混練
C
不能正確理解功和功率的物理意義
9.(2024秦皇島期末)下列關于功和功率的說法中,正確的是(　 　)
A.物體做功越快,功率越大
B.物體做功越多,功率越大
C.功率是表示物體做功多少的物理量
D.物體做功時間越短,功率越大
A
能力提升練
10.(2024連云港)如圖所示,一個人先后兩次用同樣的時間、同樣大小的力,將不同質量的物體在不同的表面上分別移動相同的距離。該力在此過程中所做功的大小分別為W1、W2,功率的大小分別為P1、P2,關于它們之間的大小關系說法正確的是(　 　)
光滑表面　 粗糙表面
A.W1W2,P1>P2
C.W1=W2,P1=P2 D.W1P2
C
11.物理學與日常生活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
12.如圖所示是我國首臺5G氫燃料無人駕駛拖拉機,正在平直公路上以72 km/h的速度勻速行駛,拖拉機的牽引力為1×104 N。行駛1 min后動力系統對拖拉機做的功是　 　J,做功的功率為　 　W。
1.2×107
2×105
13.(2024石家莊期末)工人用力F水平推重為200 N的物體,在4 s內水平推力F與物體沿力的方向移動距離s之間的關系如圖所示。在這過程中,水平推力做的功為　 　J,推力做功的功率為　 　W。
120
30
14.(2024河北期末)一輛轎車質量為1.6×103 kg,每個輪子與水平地面的接觸面積為400 cm2。該車從靜止啟動,以5×104 N的恒定牽引力加速運動200 m時速度達到v1=10 m/s,此時發動機達到最大功率。求:(g取10 N/kg)
(1)轎車受到的重力。
解析:(1)轎車受到的重力G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N。
答案:(1)1.6×104 N
(2)轎車從靜止加速到v1的過程中,牽引力做的功。
(3)轎車速度達到v1后,改變牽引力以最大功率繼續加速至v2=25 m/s后勻速運動,轎車勻速運動時受到的阻力大小。
解析:(2)以5×104 N的恒定牽引力加速運動200 m,則牽引力做的功W=
Fs=5×104 N×200 m=1×107 J。
答案:(2)1×107 J　(3)2×104 N
拔高拓展練
15.科學探究課間活動時,小明同學參加班級測定自身最大功率的實驗活動,他們準備采用爬樓梯的方法測自身的最大功率。
(1)小明準備的實驗器材有磅秤、機械鐘,同學認為缺少的一件是　 　。
(2)實驗原理是　 　。
(3)要提高自身爬樓梯的最大功率,通常采用的方法是　 。
(4)小明活動時穿著外套,測量體重時脫掉外套,這樣導致測量的結果　 　
(選填“偏大”“偏小”或“沒有影響”)。
刻度尺
提高爬樓的速度
偏小(共25張PPT)
第11章　機械與功
強化訓練三
1.教材改編題爸爸領著小梅玩蹺蹺板。下列最有可能讓蹺蹺板在水平方向上保持平衡的是(　 　)
A B
C D
一、選擇題
B
2.(2024北京)如圖所示,園藝工人在修剪枝條時,常把枝條盡量往剪刀的軸處靠近,這樣做是為了(　 　)
A.增大動力臂,能夠省力
B.增大阻力臂,方便使用
C.減小動力臂,方便使用
D.減小阻力臂,能夠省力
D
3.(2023連云港)如圖所示,每個鉤碼的質量為50 g,在均勻杠桿的A處掛2個鉤碼,B處掛1個鉤碼,杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼,那么(　 　)
A.杠桿仍水平平衡
B.杠桿的左邊向下傾斜
C.杠桿的右邊向下傾斜
D.將A處的鉤碼向左移動一格,杠桿仍能水平平衡
C
4.(2024鹽城)下列挪動球形石墩的方法中,最省力的是(　 　)
A B
C D
A
5.利用如圖所示的滑輪組勻速提升200 N的重物,動滑輪重為10 N,(不計繩重與摩擦)則拉力F的大小為(　 　)
A.70 N B.100 N C.105 N D.110 N
C
6.(2023成都模擬)小明去健身房用如圖所示的牽引裝置來鍛煉腿部和手部肌肉。使用時,若繩a處固定不動,手在b處需用力Fb拉繩,使重力為G的重物勻速上升;若繩b處固定不動,腿在a處需用力Fa拉繩,使重物G勻速上升。不計繩重和摩擦,則(　 　)
A.Fb=Fa B.Fb=2Fa
C.Fb<2Fa D.Fb>2Fa
D
7.(2024邯鄲期末)用下列簡單機械提升同一重物,忽略機械自重和摩擦,最省力的是(　 　)
A B C D
A
8.(2023石家莊模擬)如圖所示,在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中,已知杠桿上每個小格的長度為3 cm,當彈簧測力計在A點沿與水平方向成30°角斜向上拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡時,下列說法正確的是(　 　)
A.拉力的力臂為0.12 m
B.彈簧測力計的示數為4 N
C.鉤碼總重為2 N
D.此時為省力杠桿
C
二、填空題
9.(2024成都期末)如圖所示是建筑工地搬運建材常見的升降機簡化圖,使用的A、B、C、D四個滑輪中屬于動滑輪的是　 　。裝置中定滑輪的作用是　 　。
A
改變力的方向
10.(2023菏澤模擬)我國古代《墨經》最早記述了這樣的杠桿原理,如圖所示,如果“權”“重”對應物理學中的動力和阻力,那么“標”
“本”對應物理學中的　 　;當“重”增大時,應把“權”向　 (選填“A”或“O”)端移動,才能保持平衡。
力臂
A
11.(2024石家莊期末)如圖所示,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B,在這個過程中,杠桿的動力臂將
　 　,動力F將　 　。(均選填“變大”“變小”或“不變”)
不變
變大
12.新考法“由物及理,思維建模。”如圖所示是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊提升裝置,該提升裝置相當于　 　(填簡單機械名稱)模型;人們借助這種裝置的主要目的是　 　(選填“省力”“省距離”或“省功”);若某同學用的拉力為300 N,不計摩擦和裝置的自重,則摩托車的質量為　 　kg。(g取10 N/kg)
滑輪組
省力
150
三、作圖題
13.在圖中畫出杠桿的阻力臂L2,并在A點畫出使杠桿靜止在圖示位置的最小力F1。
答案:如圖所示
14.(2024內江期末)如圖所示,站在地面上的小明利用滑輪組將放在水平地面上的重物G提起,請畫出最省力的繩子繞法。
答案:如圖所示
四、實驗探究題
15.(2024宿遷)在“探究杠桿平衡條件”的活動中,實驗選用的鉤碼重均為0.5 N。
(1)實驗前,杠桿靜止在如圖甲所示位置,應將　 　向　 　調節,把鉛垂線放置于O點,從正前方觀察,當零刻度線與鉛垂線　 　(選填“重合”或“垂直”)時,杠桿在水平位置平衡。

甲
平衡螺母
右
重合
(2)如圖乙所示,需要在B點掛上　 　個鉤碼,杠桿將在水平位置平衡,再次在其兩邊各加上一個鉤碼,杠桿　 　側會下降。
乙
2
右
(3)多次實驗,記錄的數據如表所示,分析可得F1、F2、L1、L2之間的關系是　 　。
F1L1=F2L2
實驗 次數 動力 F1/N 動力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂
L2/cm
1 1.0 6.0 2.0 3.0
2 1.5 4.0 3.0 2.0
3 2.0 2.0 4.0 1.0
(4)下列實驗中多次測量的目的與本次探究不同的是　 　。
A.測量鉛筆長度
B.探究重力與質量關系
C.探究反射角與入射角關系
A
五、計算題
16.如圖所示,工人用滑輪組吊起質量為40 kg的箱子,工人施加的拉
力為250 N,箱子10 s內被勻速豎直提升了2 m,不計繩重和摩擦,g取
10 N/kg。求:
(1)箱子受到的重力。
解析:(1)箱子受到的重力G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N。
答案:(1)400 N　
(2)動滑輪的重力。
(3)繩子自由端移動的速度。
答案:(2)100 N　(3)0.4 m/s
17.(2024滄州期末)某學校在開展物理興趣小組活動時,為深入探究平衡木的平衡,小萍設計了如圖所示的裝置。輕質杠桿AOB可繞支點O無摩擦轉動,且AB=3 m,OA=1 m。在杠桿A端用不可伸長的細線懸掛正方體M,質量為40 kg,棱長為20 cm。當重為500 N的小萍靜止站立在OB之間某處時,正方體M對地面壓力剛好為0,杠桿同時在水平位置處于平衡狀態。求。
(1)正方體M受到的重力。
(2)當正方體M對地面壓力剛好為0時,小萍距O點的距離。
解析:(1)正方體M受到的重力G木=m木g=40 kg×10 N/kg=400 N。
答案:(1)400 N　(2)0.8 m　
(3)如果小萍站立在距離B端1.5 m處時,正方體M對水平地面的壓強。
答案:(3)3.75×103 Pa
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第11章　機械與功
實驗練04　探究杠桿的平衡條件
1.(2024涼山)在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:
甲
(1)實驗前,杠桿位置如甲所示,要使杠桿在水平位置平衡應將平衡螺母向　 　(選填“左”或“右”)調節。
右
(2)杠桿調節平衡后,小明在杠桿左側B處掛2個相同的鉤碼(如圖乙所示),要使杠桿在水平位置平衡,應在A處掛　 　個相同的鉤碼。
乙
3
(3)如圖丙所示,改用彈簧測力計在C處豎直向上拉杠桿,使杠桿仍然在水平位置平衡,此時彈簧測力計的示數為　 　N,將拉力的方向逐漸向右傾斜,如圖丁所示,仍使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數將　 　(選填“變大”“不變”或“變小”)。
丙 丁
1.6
變大
2.(2024湖南)小明和小潔一起做“探究杠桿的平衡條件”的實驗,實驗室提供了如圖所示杠桿(支點為O)、支架、10個鉤碼(每個重0.5 N)。
甲　　 乙
(1)如圖甲所示,實驗開始前,應向　 　端調節螺母,使杠桿在水平位置平衡;掛上鉤碼后,每次都要讓杠桿在水平位置平衡,這樣做是為了　
　。
(2)小明取2個鉤碼,掛在支點左側某處,再取4個鉤碼掛在支點的　 　側進行實驗,使杠桿在水平位置平衡后,記錄數據。
右
便于直接讀取
力臂
右
(3)完成三次實驗后分析數據,他們得出了杠桿的平衡條件。如表所示主要呈現了第3次實驗數據。
小明在第3次實驗的基礎上,在支點左側20.0 cm處繼續加鉤碼直到F1為3.5 N,
如圖乙所示,但發現此時用剩下的3個鉤碼無法讓杠桿再次在水平位置平衡。小潔想利用現有器材幫助小明完成F1為3.5 N的第4次實驗,她應該通過　
　,使杠桿再次在水平位置平衡。(請結合具體數據進行說明,可保留一位小數)
向右
實驗 次數 動力 F1/N 動力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂
L2/cm
1 … … … …
2 … … … …
3 2.5 20.0 2.0 25.0
移動F1至10.7 cm處
3.(2024曹縣期末)在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:
甲
(1)杠桿在圖甲位置靜止,此時杠桿　 　(選填“達到”或“沒有達到”)平衡狀態;為使杠桿在水平位置平衡,應將杠桿兩端的平衡螺母向　 　(選填“左”或“右”)調節。
達到
右
(2)如圖乙所示,在杠桿左側A位置(O點左側第四格)先掛了3個鉤碼,每個鉤碼為0.5 N,在右側B位置(O點右側第三格)用彈簧測力計豎直向下拉杠桿,使其在水平位置平衡,此時彈簧測力計的拉力為　 　N。
乙
2
(3)如圖丙所示,在A位置掛一個彈簧測力計,在B位置掛了2個鉤碼,現將彈簧測力計從D位置轉到C位置,在此過程中杠桿始終在水平位置保持平衡,則彈簧測力計示數　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
丙
變大
(4)杠桿平衡條件在生活中有很多應用。如圖丁所示,利用杠桿平衡條件制作了輕質桿秤,經測試發現能測的物體的最大質量偏小,下列操作能使桿秤所測最大質量變大的是　 　。
A.將a點向左移
B.將b點向右移
C.將a、b點都向右移動等長距離
D.換一個質量較大的秤砣
D
丁
4.小明用一根常見的筷子做了一些實驗,請回答以下的問題。
(1)如圖甲所示,小明把筷子用繩子懸掛靜止后的情形,此時筷子處于
　 　(選填“平衡”或“非平衡”)狀態,要使筷子在水平位置平衡,應將懸掛點向　 　(選填“左”或“右”)調節,調節水平平衡的目的是　 　。

甲
平衡
左
消除筷子自身重力對實驗的影響,同時方便測量力臂
(2)如圖乙所示,筷子在水平位置平衡,標記支點的位置為O,若將筷子從O點折斷,設折斷后的左端和右端的筷子的重力分別為G1和G2,則G1
　 　(選填“>”“<”或“=”)G2。
乙
>
(3)小明用筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地測量小石塊的密度,實驗過程如下:
①如圖丙所示,重物懸掛在筷子A處,移動石塊懸掛在筷子C處,此時筷子在水平位置恢復平衡,用刻度尺分別測得OA、OC的長度為8 cm和6 cm。
丙
②保持重物的懸掛點位置A不變,將小石塊浸沒在盛有適量水的杯中,目的是保證排開水的體積　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)石塊的體積;調整小石塊的懸掛點位置(且未與杯底、杯壁接觸),直至在筷子D處,如圖丁所示,筷子在水平位置再次平衡,用刻度尺測得OD的長度為10 cm。通過計算,測得石塊的密度為　 　kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
丁
等于
2.5×103
5.(2023達州)在學習了密度、浮力、杠桿的相關知識后,小麗同學根據杠桿的平衡條件測出了一個物塊的密度,請幫她將下列步驟補充完整。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
甲
(1)相鄰兩刻度間距離相等的輕質杠桿靜止在如圖甲所示的位置,此時杠桿　 　(選填“處于”或“不處于”)平衡狀態,為了使杠桿在水平位置平衡,應將平衡螺母向　 　(選填“左”或“右”)調節。
處于
右
(2)調節杠桿水平平衡后,用細線將物塊掛于杠桿左側,將3個鉤碼掛于右側,杠桿仍處于水平平衡,如圖乙所示,每個鉤碼的質量為100 g,則物塊質量為　 　g。
(3)將該物塊浸沒在裝有水的燒杯中,調節右側鉤碼的位置,使杠桿處于水平平衡,如圖丙所示,則物塊在水中所受浮力為　 　N。
乙　 丙
400
2
(4)物塊的密度是　 　kg/m3。
(5)在探究杠桿平衡條件的實驗中,多次改變鉤碼的位置和個數,收集多組數據的目的是　 　(填字母)。
A.避免實驗的偶然性,便于得到普遍規律
B.取平均值,減小誤差
2×103
A
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5　改變世界的機械
欄目導航
知識要點
批判質疑
圖說物理
一、輪軸
1.定義:由兩個半徑不等的圓柱固定在　　　　　　上組成,大的稱為
　　　,小的稱為　　　。
2.實質:輪軸是　　　　　　　的杠桿,作用在輪上的力F與作用在軸上的力G的關系是　　　　　。
3.功能:(1)改變　　　　　　;(2)改變　　　　　　　　　　。輪軸將　　　　　　和　　　　　　互相聯系起來,實現了二者的相互轉化,是機械傳動的重要裝置。
知識要點
同一軸線
輪
軸
可以連續轉動
FR=Gr
用力大小
物體的運動速度
直線運動
圓周運動
4.使用輪軸　　　　省功,只是改變了做功的方式。
二、斜面
1.定義:與水平面成一定夾角的　　　　　。
2.特點:　　　　,如圖所示,設物體的重力為G,斜面的長為L,斜面高
為h,F為沿斜面的推物體的力。若不計摩擦,F=　　　,即斜面長是斜
面高的幾倍,拉力或推力就是物體所受重力的　　　　　　。
不能
傾斜平面
省力
幾分之一
三、螺旋
1.定義:繞在圓柱上的　　　　　。
2.特點:可以將　　　　運動與　　　　的運動進行互相轉化。
3.常見的螺旋:飲料瓶瓶蓋、　　　　　　、　　　　、　　　　、螺旋式千斤頂等。
斜面
旋轉
沿軸向
木螺絲
螺桿
螺母
圖說物理
命題點　輪軸是連續轉動的杠桿
如圖所示是杠桿變形成輪軸的過程。輪軸實質上是　　　　　　　的杠桿。
可以連續轉動
批判質疑
1.水管上的水龍頭是輪軸,在使用時動力臂小于阻力臂,是費力機械。
(　　)
2.齒輪是輪軸,若動力作用在輪上能省力。(　　)
3.自行車的車把是一種形式的輪軸,盤山公路是一種形式的斜面。
(　　)
√
×
√
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.小明通過仔細觀察,發現簡單機械在生活中有很多實際應用,如:指甲鉗、剪刀、鑰匙等。將如圖所示的鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時,鑰匙就相當于一個　 　(選填“滑輪”或“輪軸”),屬于　 　(選填“省力”或“費力”)機械。
輪軸
基礎鞏固練
輪軸
省力
2.如圖所示,小轎車的方向盤相當于一個輪軸,若F1=20 N,盤的半徑為20 cm,軸的直徑為4 cm,不計摩擦阻力,則F2=　 　N。門鎖的把手相當于一個　 　(選填“省力”或“費力”)輪軸。
200
省力
斜面
3.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)下列結論正確的是(　 　)
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
4.(2024自貢)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　 　。
24
60%
螺旋
5.如圖所示,螺絲釘上有很多螺紋,相當于　 　(填一種簡單機械的名稱),將a、b兩種螺絲釘旋進木板中,旋動　 　(選填“a”或“b”)需要更大的力。
斜面
b
6.如圖所示是葡萄酒開瓶器,螺母上的棱能　 　(選填“增大”或“減小”)手指與螺母間接觸面的粗糙程度,防止打滑;其中的螺紋是斜面的變形,物理上稱為　 　;斜面纏繞在圓柱體上,使用時可
　 　(選填“省力”或“省距離”)。
增大
螺旋
省力
誤認為物體在斜面上勻速運動時受到的摩擦力等于拉力
7.如圖所示,斜面長3 m,高0.6 m,建筑工人用繩子在6 s內將重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,則斜面對物體的摩擦力是　 　N。(忽略繩子的重力)
易錯易混練
50
能力提升練
8.如圖所示為自行車的腳踏板和大齒輪在運動中的三個不同位置。如要使大齒輪對鏈條的拉力保持不變,那么人腳加在腳踏板上的力最大時在(　 　)
A.A位置 B.B位置
C.C位置 D.三個位置一樣
C
9.工人師傅用600 N的力沿著4 m長的斜面將重1 200 N的油桶勻速滾到高1.5 m的車上,則下列說法正確的是(　 　)
A.利用斜面是為了省功
B.把油桶滾上去而不是推上去,是為了提高斜面的機械效率
C.工人師傅做功900 J
D.油桶在斜面上滾動的摩擦力為600 N
B
10.(2024衡水期末)如圖所示,把一個物體分別沿光滑斜面AC、BC推上頂端,所用推力分別為F1、F2,所做的功分別為W1、W2,已知AC>BC。下列說法中(　 　)
①F1=F2 ②F1A.只有①③正確 B.只有②④正確
C.只有①④正確 D.只有②③正確
B
11.(2024邯鄲期末)在生產和生活中,人們常用的簡單機械除了杠桿、滑輪,還有斜面和輪軸。如圖所示是用螺絲刀擰螺絲的情景,手柄
　 　(選填“粗”或“細”)一些的螺絲刀用起來更省力;螺絲釘是一種簡單機械,螺絲釘上螺紋的展開相當于　 　(選填“斜面”或“輪軸”),螺紋密一些的螺絲釘擰起來更省力。
粗
斜面
12.登高望遠,秦嶺便是絕佳的去處。我們既可以沿盤山公路蜿蜒而上,也可以乘纜車沿索道凌空而至,盤山公路則相當于簡單機械中的　 　,盤山公路越　 (選填“緩”或“陡”)越省力。而華山索道全長約1 500 m,落差約750 m,整個系統由計算機控制,10 min往返一次,若按乘客平均重600 N計算,單向客運量每小時1 000人次,則1 h內纜車將這些乘客從索道起點送到高點(終點),纜車對乘客做的有用功的功率為　 　kW。
斜面
緩
125
13.(2024菏澤期末)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,常會在車尾斜搭一塊木板,如圖所示,工人將100 kg貨物沿木板推入車廂,斜面長s=8 m,高h=3 m。用平行于斜面F=500 N的推力,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:
甲　 乙
(1)貨物受到的重力。
(2)推力做功的功率。
解析:(1)貨物受到的重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N。
答案:(1)1 000 N　(2)400 W　
(3)該斜面的機械效率。
(4)貨物受到的摩擦力。
答案:(3)75%　(4)125 N
拔高拓展練
14.新題設條件如圖所示是變速自行車鏈條、飛輪和鏈條輪部分的構造圖(A為飛輪,B為鏈條輪,C為腳蹬)。保持鏈條在飛輪上的位置不變,在同樣的路況下自行車勻速前進時,鏈條調至　 　(選填“1”“2”或“3”)更省力,理由是　 　。
3
輪半徑不變,軸半徑越小越省力
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4　機械效率
欄目導航
知識要點
教材素材
批判質疑
重點實驗
一、有用功、額外功、總功
1.有用功:無論采取哪種方法都　　　　　的功,用W有用表示。
2.額外功:并非我們需要但又　　　　　的功,用W額外表示。
3.總功:　　　　　　　　　　,用W總表示,即　　　　　　　　。
二、機械效率
1.定義:物理學中把有用功跟總功的　　　　叫作機械效率。用符號
　　　　表示。
知識要點
必須做
不得不做
W總=W有用+W額外
有用功加上額外功
比值
η
2.公式:　　　　　　　。
3.機械效率的值:使用機械時,總是要克服機械自重和機械摩擦做一部分額外功,所以機械效率總是一個　　　　　的百分數。
4.提高滑輪組機械效率的方法:一是減小　　　　　的重力;二是增大
　　　　　　的重力;三是盡量減小輪與軸及繩與輪之間的　　　。
小于1
動滑輪
被提物體
摩擦
測量滑輪組的機械效率
重點實驗
1.實驗器材:　　　　、　　　　　　、鉤碼、鐵架臺、一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組、長約　　　　的細繩。
2.實驗裝置(如圖所示)
3.裝置說明
(1)圖中滑輪組的繩子段數為　　　　。
(2)繩子自由端通過的距離與鉤碼上升的高度的關系:　　　　。
刻度尺
彈簧測力計
3
2 m
s1=3s2
5.實驗結論
(1)同一滑輪組提升不同重物時,提升的重物越重,機械效率　　　。
(2)用不同的滑輪組提升同一重物,動滑輪的重力越大,機械效率　　 。
6.交流
(1)實驗時需要測量的物理量有　　　　　　、　　　　　　　　　。
(2)實驗時應緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼做　　　　　　運動。
(3)滑輪組的機械效率總是　　　　。
越高
越低
鉤碼的重力
彈簧測力計的拉力
勻速直線
小于1
教材素材
(課后T2改編)小李用如圖所示的滑輪組吊運建筑用料,繩與滑輪摩擦和繩重均忽略不計,小李用500 N的拉力把質量為90 kg的建筑用料勻速吊運到高為6 m的樓面。(g取10 N/kg)則:
(1)建筑用料所受重力是多少
(2)滑輪組做的有用功是多少
(3)小李做的總功是多少
(4)滑輪組的機械效率是多少
答案:(1)900 N　(2)5 400 J　(3)6 000 J　(4)90%
批判質疑
1.有用功越大,機械效率越高。(　　)
2.機械的效率高指的是額外功少。(　　)
3.同一個滑輪組,其機械效率是不變的。(　　)
4.沒有摩擦時,機械效率一定等于100%。(　　)
5.機械越省力,其機械效率越高。(　　)
×
×
×
×
×
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.下列說法正確的是(　 　)
A.用水桶從井中提水時,對桶做的功是有用功
B.用水桶從井中提水時,對水做的功是總功
C.桶掉到井里,從井里把桶撈上來時,對桶做的功是有用功
D.桶掉到井里,從井里把桶撈上來時,桶里帶了一些水,對桶和水做的功是有用功
有用功和額外功
基礎鞏固練
C
2.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
B
機械效率
3.(2024邢臺期末)下列是某同學對機械效率的一些理解,其中正確的是(　 　)
A.機械效率越高,機械做功一定越快
B.有用功在總功中所占的比例越大,機械效率一定越高
C.做功越多的機械,機械效率一定越高
D.越省力的機械,其機械效率一定越高
B
4.(2024鄆城期中)如圖所示,小明用大小為5 N的拉力豎直向下提升物體,重為7 N的物體在2 s內被勻速提升1 m。這個過程中拉力做功的功率為　 　W,該滑輪組的機械效率為　 　。
5
70%
測量滑輪組的機械效率
5.小明在測量滑輪組機械效率的實驗中所用裝置如圖所示,測得的數據如表所示。
甲　 乙 　 丙 　 丁
實驗 次數 鉤碼 總重 G/N 鉤碼上 升高度 h/m 彈簧測 力計示 數F/N 彈簧測 力計移 動的距 離s/m 機械
效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4
(1)實驗中應沿豎直方向　 　緩慢拉動彈簧測力計。分析表中數據可知,第4次實驗中,滑輪組的機械效率為　 　。
(2)通過比較　 　(填實驗次數的序號)兩次實驗數據可得出結論:使用同一滑輪組提升同一重物時,滑輪組的機械效率與繩子段數無關。
(3)通過比較2、3兩次實驗數據可得出結論:使用同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越　 　。
(4)通過比較3、4兩次實驗數據可得出結論:提升物重相同時,動滑輪越重,滑輪組機械效率越　 　。
勻速
80%
1、2
高
低
(5)機械效率是機械性能好壞的重要標志。結合生產生活實際,分析實驗數據可知,下列提高機械效率的措施不可行的是　 　(填字母)。
A.增加所掛物重 B.減輕機械自重
C.給機械加潤滑油 D.增加重物提升的高度
D
混淆功、功率和機械效率的關系
6.(2024石家莊期末)關于功、功率及機械效率,下列說法正確的是
(　 　)
A.做功越多的機械,機械效率一定越高
B.功率越大的機械,做功時間一定越短
C.功率越大的機械,做功就一定會越快
D.機械效率越高的機械,功率一定越大
易錯易混練
C
能力提升練
7.買茶杯的人從貨架上拿起茶杯,喝茶水的人從桌面上端起茶杯,下列對兩人克服茶杯重力做功的說法正確的是(　 　)
A.都是有用功
B.都是額外功
C.對喝茶的人來說是有用功
D.對買茶杯的人來說是有用功
D
8.(多選題)(2024衡水期末)如圖1所示,小明分別使用甲、乙兩種機械勻速提升物體M(繩長不變),做功情況如圖2所示,則(　 　)
A.甲的總功大于乙
B.甲的機械效率大于乙
C.甲提升M的高度等于乙
D.甲提升M的速度大于乙
BC
圖1　 圖2
9.(2023衡陽)用如圖所示的電動起重機將6 000 N的重物勻速提升了
4 m,電動機的功率為5 000 W,此過程用時10 s。下列說法正確的是
(　 　)
A.起重機對重物做的有用功是2×104 J
B.起重機的電動機做的總功是6×104 J
C.起重機的機械效率是48%
D.若減小動滑輪的重力,起重機的機械效率將變小
C
10.如圖所示為某工人用獨輪車運送重物的情景,工人將車把慢慢從水平位置抬起時,若力F始終與車把垂直,則在抬起車把的過程中力F將
　 　(選填“變大”“不變”或“變小”);若獨輪車動力臂是阻力臂的3倍,重物與車總重為1 200 N,工人豎直向上抬起車把的力F′為500 N,則獨輪車的機械效率為　 　。
變小
80%
11.(2024黑龍江)如圖所示,是一位同學組裝的提升重物的裝置。他用400 N的力在30 s內把重1 000 N的物體勻速提升6 m(不計繩重及摩
擦),則動滑輪的重力為　 　N,滑輪組的機械效率為　 　。(結果保留至0.1%)
200
83.3%
3.2
1.6
75%
13.科學探究(2024河北模擬)小敏和同學們用如圖甲所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率,相關數據記錄在表中:
實驗 序號 物重 G/N 物體上升 的高度 h/m 繩端拉 力F/N 繩端移動 的距離 s/m 機械效
率η
1 4 0.10 1.8 0.3 74.1%
2 6 0.10 2.5 0.3 80%
3 6 0.15 2.5
(1)小敏在實驗中,發現豎直向上　 　拉動彈簧測力計時讀數很不方便,她便在彈簧測力計靜止時讀數,同組的小明同學指出她這樣測出的數據是錯誤的,原因是　 　。
(2)第三次實驗中,繩端移動的距離為　 　m,滑輪組的機械效率是
　 　。
勻速
沒有考慮機械之間的摩擦,測出的拉力偏小
0.45
80%
甲
(3)由1、2兩次實驗數據可得出結論:　
　。
(4)同組的小華增加了一個質量相同的滑輪,組成了如圖乙所示滑輪組來提升相同的重物,發現更省力,那么與小敏相比,小華的方法測出的機械效率將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
同一滑輪組,提升的物體越重,
機械效率越大
變小
乙
(5)在圖乙實驗操作的基礎上,如圖丙所示,改變繩端拉力方向,測得的彈簧測力計示數將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
變大
丙
14.物理學與工程實踐(2024保定期末)為了有效緩解停車難問題,人
們建了一種塔式立體停車庫,是目前空間利用率較高的機械式停車設備。其運行原理如圖所示,電動機通過鋼繩拉動提升裝置將車輛升降到指定層,然后用橫移裝置(圖中未畫出)將車輛送入或送出車位,從而達到立體存取車的目的。已知電動機對鋼繩做功的功率為15 kW,在某次停車時,質量為1.5 t的某車輛以0.5 m/s的速度被勻速提升6 m后,再由橫移裝置將該車輛送入車位。(g取10 N/kg)
(1)提升裝置對該車輛做了多少有用功
(2)提升該車輛時電動機對鋼繩的拉力是多少
解析:(1)該車輛受到的重力G=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N。
提升裝置對車輛做的有用功W有用=Gh=1.5×104 N×6 m=9×104 J。
答案:(1)9×104 J　(2)7 500 N　
(3)提升裝置提升該車輛時的機械效率是多少
答案:(3)50%
拔高拓展練
15.科學思維(2023內江期中)用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓(樓高3 m),每件貨物重100 N,每次運送的量不定,圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像,則動滑輪重為
　 　N;當某次運送4件貨物時,滑輪組的額外功是　 　J。(不考慮繩重和摩擦)
100
300
甲　 乙(共27張PPT)
第11章　機械與功
專題練05　功、功率、機械效率的計算
1.新情境如圖所示為一款太陽能概念車,是一種用太陽能來驅動的汽車,通過硅太陽能電池將太陽能轉化為電能并驅動汽車前進。相比傳統熱機驅動的汽車,太陽能電池使用方便,經久耐用,不污染環境。該車在水平路面沿直線勻速行駛,5 min內通過了6 km的路程,若行駛過程中的牽引力為250 N,則在此過程中:
功、功率的綜合計算
(1)該車的運動速度多大
(2)牽引力做的功是多少
(3)牽引力做功功率多大
(2)牽引力做的功為W=Fs=250 N×6×103 m=1.5×106 J。
答案:(1)20 m/s　(2)1.5×106 J　(3)5 000 W
2.(2023鄆城期末)如圖甲所示的地面清潔機器人,重為30 N,與水平地面的接觸面積是100 cm2,機器人在水平地面上運動時,機器人受到水平方向的牽引力F隨時間t的變化關系如圖乙所示,機器人的運動速度v隨時間t的變化關系如圖丙所示。(g取10 N/kg)求:
甲　 乙　 丙
(1)該機器人對水平地面的壓強。
答案:(1)3 000 Pa　
(2)第50 s到第100 s內牽引力做的功。
(3)第50 s到第100 s的運動過程中,牽引力的功率。
答案:(2)2 000 J　(3)40 W
3.在美麗鄉村建設中,政府為某村購置了一批健身器材。工人在往車上搬運裝有健身器材的箱子時,為了省力采用5 m的長木板搭了一個斜面,用600 N的力把重為1 200 N的箱子沿斜面勻速推到了2 m高的車廂上,如圖所示。求:
(1)工人對箱子做的有用功。
(2)工人推箱子做的總功。
(3)該斜面的機械效率。
答案:(1)2 400 J　(2)3 000 J　(3)80%
有用功、總功、機械效率的計算
4.物理學與工程實踐(2024保定模擬)早在3 000多年前,我們的祖先就設計了汲水工具——轆轤(如圖所示),轆轤是一種省力的機械。小軍用轆轤從井中勻速提上來一桶水,水重200 N,桶重20 N,用時30 s,提升的高度6 m,做的總功為1 500 J,求:
王禎《農書》
中的[轆轤]圖
現在還在使
用的轆轤井
(1)小軍所做的有用功。
(2)轆轤的機械效率。
(3)小軍提水的總功率。
解析:(1)小軍所做的有用功W有用=G水h=200 N×6 m=1 200 J。
答案:(1)1 200 J　(2)80%　(3)50 W　
(4)小軍克服繩重和摩擦阻力所做的功。
解析:(4)小軍對桶做的功W桶=G桶h=20 N×6 m=120 J,
小軍克服繩重和摩擦阻力所做的功W余=W總-W有用-W桶=1 500 J-1 200 J-
120 J=180 J。
答案:(4)180 J
功、功率、機械效率的綜合計算
(1)司機做功的功率。
答案:(1)160 W
(2)司機拉動該滑輪組所做的有用功及克服汽車重力所做的功。
(3)該滑輪組的機械效率η。
答案:(2)3.6×103 J　0 J　(3)75%
6.(2023瀘州模擬)如圖所示,斜面長5 m,高3 m,物體A的重力為100 N,
B的重力為150 N,動滑輪的重力為10 N。滑輪組的繩子平行于斜面連接著物體A,在動滑輪與重物B的作用下,能夠使物體A由斜面底端被勻速拉到頂端。不計繩重、滑輪組內部摩擦及空氣阻力,求:
(1)繩子拉力F對A做的有用功。
解析:(1)拉力F做的有用功為克服A的重力做的功,W有用=GAh=100 N×
3 m=300 J。
答案:(1)300 J　
(2)該斜面的機械效率。
答案:(2)75%　
(3)物體A受到的滑動摩擦力。
答案:(3)20 N
7.(2023唐山模擬)某校科技小組,設計了如圖所示的一套從水中打撈物體的簡單滑輪組裝置,動滑輪的重力為50 N,物體A的質量為60 kg,體積為0.04 m3;通過滑輪組把A從水中勻速提升,不計繩重、摩擦及水的阻力,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
壓強、浮力、功、功率、機械效率的綜合計算
(1)A浸沒在水中所受的浮力。
解析:(1)因為A浸沒在水中,所以A排開水的體積V排=V=0.04 m3,
A所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m3=400 N。
答案:(1)400 N　
(2)A露出水面前,滑輪組的機械效率。
答案:(2)80%　
(3)若人的重力為625 N,與水平地面的接觸面積為500 cm2,物體A出水后,人對地面的壓強。
答案:(3)6×103 Pa
8.如圖所示,支撐杠桿水平平衡的支架AOB隨物體M在水中能上下運動自動升降,杠桿始終保持水平平衡。輕質杠桿LOA∶LOB=2∶5,某同學質量為60 kg。利用這個裝置將物體勻速放入容器中,在M被浸沒在水里的過程中,用力F1拉動繩自由端勻速豎直向下運動時,該同學對地面的壓強為獨立站在地面時對地壓強的一半。已知,物體M的體積是0.06 m3,動滑輪的重力為60 N。(不計桿的自重、繩的重力、滑輪與繩的摩擦及液體對物體的阻力,ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)物體M浸沒在水里受到的浮力。
解析:(1)當物體M浸沒在水里時,排開水的體積V排=V=0.06 m3,
物體M浸沒在水里受到的浮力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)拉力F1的大小。
答案:(2)300 N
(3)物體M的重力。
答案:(3)1 950 N　
(4)物體M被浸沒在水中的過程時,滑輪組的機械效率。
答案:(4)90%
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第11章　機械與功
強化訓練四
1.(2024邯鄲期末)關于簡單機械,下列敘述正確的是(　 　)
A.剪刀使用時,一定是省力杠桿
B.旗桿上安裝的定滑輪既可以省力也可以改變力的方向
C.自行車在轉彎時,車把手屬于費力機械
D.盤山公路是采用減小坡度的方式來達到省力的效果
一、選擇題
D
2.(2023上海期中)關于功率,下列說法不正確的是(　 　)
A.每秒做功越多,功率越大
B.汽車上坡時要減速,是為了增大牽引力
C.做功快的機械,功率一定大
D.功率小的機器做功一定少
D
3.(2023巴中月考)如圖所示,水平木板上有甲、乙兩個木塊,甲的質量大于乙的質量。兩木塊下表面的粗糙程度相同。甲、乙分別在水平拉力F1和F2的作用下以相同速度勻速直線運動了相同時間,下列說法正確的是(　 　)
A.F1大于F2
B.F2比F1的功率大
C.F1與F2做功一樣多
D.甲的重力做功較多
A
B
5.如圖甲、乙所示是由相同的滑輪組裝的滑輪組,兩個人分別用兩裝置在相等時間內將質量相等的重物勻速提升相同的高度,空氣阻力、摩擦、滑輪重和繩重均不計,下列說法正確的是(　 　)
A.圖甲中拉力是圖乙中拉力的3倍
B.圖乙中拉繩子的速度大小是圖甲中拉繩子速度大小的2倍
C.圖甲中拉力的功率大于圖乙中拉力的功率
D.如果考慮滑輪重,圖甲中裝置的機械效率比圖乙中的小
B
6.(多選題)(2024河北)如圖1所示,在一次社會實踐活動中,小明用一輛小車運送貨物時,先后經過同一平直路面上的甲、乙、丙三個地點,圖2為運動路徑示意圖。小明先用水平推力F把裝有貨物的小車從甲勻速推到乙,用時為t1;在乙停車卸貨用時為t2;再用水平推力將空車從乙勻速推到丙,用時為t3;兩次推力做功之比為2∶1。下列說法正確的是( )
BC
圖1　 圖2
二、填空題
7.物理學與日常生活如圖甲所示是用于松緊內六角螺絲的扳手,AB>BC。其使用方法如圖乙、丙所示,該工具使用時可以　 　(選填“費力”或“省力”)。圖乙與圖丙兩種使用方法相比,圖　 　可以更輕松地擰動螺絲。
省力
乙
甲　 乙　 丙
8.(2023岳陽月考)如圖所示是一種陽臺上晾衣服的手搖升降晾衣竿,圖中A的作用是　 　,如果所掛衣服及橫桿的總重為100 N,當F=30 N時橫桿勻速上升,則此裝置的機械效率為　 　(結果精確到0.1%)。
改變力的方向
83.3%
9.(2024唐山期末)如圖甲所示,交警部門對道路兩旁違停車輛進行拖移,工作原理圖如圖乙所示,當鋼繩對違停車輛施加沿斜面向上的拉力F=5×103 N時,在50 s內可將違停車輛沿斜面底端勻速拉至斜面頂端,違停車輛的重量為1.5×104 N,斜面高為1 m,斜面長為5 m。不計違停車輛的車長,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程中,拉力F做的有用功為
　 　J;斜面的機械效率為　 　;使用斜面可以　 　(選填“省力”或“省功”)。
1.5×104
60%
甲　 乙
省力
10.(2023石家莊模擬)如圖甲所示,物體在同一水平面上做勻速直線運動,當物體運動路程與時間的關系圖像如圖乙所示時,受到的水平推力為F1;當物體運動的速度與時間的關系圖像如圖丙所示時,受到的水平推力為F2。兩次推力的功率分別為P1、P2,則F1∶F2=　 　,P1∶P2=
　 　。
甲　 乙 　 丙
1∶1
3∶5
三、實驗探究題
11.(2023湘潭)用如圖所示裝置測量滑輪組的機械效率,部分實驗數據如表所示:
實驗 次數 鉤碼重 力G/N 鉤碼上升 高度h/cm 拉力 F/N 繩子自由 端移動的 距離s/cm 機械
效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)實驗過程中,緩慢豎直拉動彈簧測力計,使鉤碼向上做　 　運動。第1次實驗時,鉤碼上升的時間為3 s,此過程中,繩子自由端上升的速度為　 　m/s。
(2)第4次實驗時所做的有用功為　 　J,滑輪組的機械效率是　 　%。
(3)分析1、2、4次實驗的數據可知,使用同一滑輪組提升重物時,重物重力越　 　(選填“大”或“小”),滑輪組的機械效率越高;分析2、3次實驗的數據可知,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度　 　(選填“有關”或“無關”)。
勻速直線
0.05
0.3
80
大
無關
(4)用滑輪組提升重物時,下列也可提高機械效率的是　 　。
A.換用更輕的動滑輪
B.加快提升物體的速度
A
四、計算題
12.物理學與工程實踐(2024巴中)如圖甲所示的塔吊是施工建設中最常見的設備,其結構可簡化為如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。g取10 N/kg,求:
甲　 乙
(1)繩子拉力端移動的距離。
(2)拉力的功率。
答案:(1)15 m　(2)1 875 W
解析:(1)由圖可知,繩子股數n=3,則繩子拉力端移動的速度v繩=3v物=
3×0.5 m/s=1.5 m/s,
拉力端移動的距離s=v繩t=1.5 m/s×10 s=15 m。
(3)在此過程中滑輪組的機械效率。
答案:(3)80%
13.如圖所示,用電動機和滑輪組把質量為3×103 kg、體積為1 m3的物塊,從水底勻速豎直打撈起來,完全出水后物塊在10 s內上升的高度為1 m,此時電動機對繩子拉力的功率為4 kW,(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)物塊浸沒時受到的浮力。
(2)物塊下表面距離水面2 m時,水對下表面的壓強。
解析:(1)因為物塊浸沒在水中,則物塊排開水的體積V排=V=1 m3,
物塊浸沒時受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1 m3×10 N/kg=
1×104 N。
(2)物塊下表面距離水面2 m時,水對下表面的壓強為p=ρ水gh=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×2 m=2×104 Pa。
答案:(1)1×104 N　(2)2×104 Pa　
(3)物塊完全出水后,滑輪組的機械效率。
答案:(3)75%
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1　杠　桿
第11章　機械與功
欄目導航
知識要點
教材素材
批判質疑
圖說物理
重點實驗
一、杠桿
1.定義:在力的作用下能夠　　　　　　　　的堅實物體。
2.三要素
(1)支點:杠桿繞著轉動的　　　　　叫作支點,用O表示;
(2)動力:　　　　　　的力叫作動力,用F1表示;
(3)阻力:　　　　　杠桿轉動的力叫作阻力,用F2表示。
繞支撐點轉動
知識要點
支撐點
使杠桿轉動
阻礙
二、杠桿的平衡條件
1.杠桿平衡:當動力和阻力對杠桿的轉動效果　　　　　時,杠桿將處于平衡狀態,這種狀態叫作　　　　　。杠桿　　　　　　　　 　都叫作杠桿平衡。
2.影響杠桿平衡的因素:杠桿的平衡不僅與動力和阻力的大小有關,還與力的　　　　　及力的　　　　　有關。
3.力臂
(1)力的作用線:通過力的　　　　　沿力的　　　　　　的直線叫作力的作用線。
互相抵消
杠桿平衡
靜止或勻速轉動
作用點
方向
作用點
作用方向
(2)力臂:從支點到力的作用線的　　　　叫作力臂。從支點O到　　
　　　　　　的距離叫作動力臂,用　　　表示;從支點O到　　
　　　　的距離叫作阻力臂,用　　　表示。
(3)力臂是由　　　　　　和　　　　　　共同決定的,它包含了力的兩個要素。
4.杠桿的平衡條件:　　 　　　　　　　 　,用字母表示為
　　　　 　。
距離
動力
F1的作用線
L1
阻力F2的
作用線
L2
力的作用點
力的方向
動力×動力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
三、杠桿的分類
1.分類依據:　　　　和　　　　的大小關系。
2.省力杠桿:動力臂　　　　阻力臂,平衡時,用較小的動力就可以克服較大的阻力。但是動力作用點移動的距離　　　　阻力作用點移動的距離。如撬棒和羊角錘。
3.費力杠桿:動力臂　　　　阻力臂,平衡時,動力　　　　阻力。但是動力作用點移動較小的距離就可以使阻力作用點移動較大的距離。如筷子和鑷子。
動力臂
阻力臂
大于
大于
小于
大于
4.等臂杠桿:動力臂　　　　阻力臂,平衡時,動力　　　　阻力,這樣的杠桿既不省力也不費力,既不省距離也不費距離,但是可以改變力的方向。如天平。
等于
等于
杠桿的平衡條件
1.實驗器材:　　　　、鉤碼、　　　　　　　。
2.實驗裝置(如圖所示)
3.實驗過程
(1)調節杠桿兩端的螺母,使杠桿在　　　　　平衡;
(2)在杠桿的一端某一位置掛兩個鉤碼(動力),在另一端掛一個鉤碼
(阻力),并調節　　　　　　　　　使杠桿再次平衡,記錄動力、動
力臂和阻力、阻力臂;
重點實驗
杠桿
彈簧測力計
水平位置
鉤碼懸掛的位置
(3)多次改變兩邊所掛鉤碼的個數并調節懸掛位置使之多次平衡,同時做相應記錄。
4.實驗結論:杠桿的平衡條件是　　 　　　　　　　　 　或寫成
　　　　　　　　。
5.交流
(1)杠桿處于平衡狀態的標志是杠桿　　　　或　　　　　　。
(2)杠桿在水平位置平衡的目的:一是便于直接從杠桿上　　　　　　;二是杠桿自身的重力作用線通過支點,不用考慮杠桿自身重力對杠桿平衡的影響。
(3)實驗過程中,不得再調節杠桿兩端的螺母。
動力×動力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
靜止
勻速轉動
讀出力臂
命題點1　杠桿
圖說物理
1.如圖所示,人用撬棒撬起石頭,撬棒可抽象化為杠桿。杠桿繞著轉動的支撐點叫作　　　　,使杠桿轉動的力叫作　　　　,阻礙杠桿轉動的力叫作　　　　　。
支點
動力
阻力
命題點2　杠桿的力臂
2.如圖所示,L1、L2分別是杠桿的　 　　　和　　　 　。作力臂的步驟:(1)確定　　 　;(2)畫力的　　　　 ;(3)從支點向力的作用線作
　　　　;(4)標注垂線段并標出　　　　的符號。
動力臂
阻力臂
支點
作用線
垂線
力臂
命題點3　人體中的杠桿
3.如圖所示,人的手臂相當于一個杠桿,它的支點在O點,請在圖中畫出動力F1及鉛球對手的作用力F2的力臂L2。
答案:如圖所示
教材素材
1.(課后“家庭實驗室”改編)如圖所示是一個指甲刀的示意圖,它由三個杠桿ABC、OBD和OED組成,用指甲刀剪指甲時,屬于省力杠桿的是
　　　　,屬于費力杠桿的是　　　　 　。
ABC
OBD、OED
2.(課后T2改編)杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用。護城河上使用的吊橋就是一杠桿,由圖可知它的支點是點　 　(選填“A、B、C”),因為拉力的力臂　　　　阻力(橋板重力)的力臂,由杠桿平衡條件可知,它屬于　　　　(選填“省力”或“費力”)杠桿。
B
大于
省力
批判質疑
1.力臂一定在杠桿上。(　　)
2.力臂是杠桿的支點到力的作用點的距離。(　　)
3.省力的杠桿一定費距離。(　　)
4.只要設計合理,杠桿既可以省力也可以省距離。(　　)
×
×
√
×
第1課時　杠桿及杠桿的平衡條件
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.下列關于杠桿五個要素的說法中,正確的是(　 　)
A.力臂一定在杠桿上
B.作用在杠桿上的動力、阻力方向一定相反
C.力臂是支點到力的作用點的距離
D.力的作用線通過支點時其力臂為0
杠桿
基礎鞏固練
D
2.物理學與日常生活如圖所示是人們日常生活中常見的用起子開瓶蓋的情景。這也是一個杠桿,下列關于這個杠桿的支點、動力作用點、阻力作用點對應位置正確的是(　 　)
A.A、B、C B.B、C、A
C.A、C、B D.C、A、B
C
3.(2024綏化)請作出杠桿上動力F的力臂L。
答案:如圖所示
杠桿平衡條件及應用
4.(2024唐山期末)如圖所示,杠桿處于水平平衡狀態。在杠桿兩側掛鉤碼處各增加一個質量相同的鉤碼,下列判斷正確的是(　 　)
A.杠桿的左端下降
B.杠桿的右端下降
C.杠桿仍然保持水平平衡
D.以上情況都有可能發生
A
5.小明利用如圖所示的實驗裝置探究杠桿的平衡條件。
甲
(1)實驗前杠桿靜止時如圖甲所示,此時杠桿處于　 　(選填“平衡”或“非平衡”)狀態。實驗前需要先調節杠桿在　 　位置平衡,若出現如圖甲所示情況,應將杠桿兩端的平衡螺母向　 　(選填“左”或“右”)調節,使杠桿在水平位置平衡。
平衡
水平
右
(2)改變力和力臂的大小,重復進行實驗,實驗相關數據如表所示。
實驗 序號 動力 F1/N 動力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂
L2/cm
1 0.5 10 1 5
2 2 15 1.5 20
3 1.5 10 3 5
根據實驗數據可得出杠桿平衡條件:　 　。
(3)小明多次測量并記錄數據的目的是　 　。
F1L1=F2L2
避免偶然性,使結論具有普遍性
(4)利用如圖乙所示的裝置進行探究,多次調整力和力臂的大小進行測量,發現F1L1總是大于F2L2,其原因可能是　
　。
乙
影響
杠桿的自重對杠桿平衡有
誤認為力臂是支點到力的作用點的距離
6.(2024保定模擬)用如圖所示的杠桿提起重物。O是杠桿的支點,在A點用力,在圖中畫出力F的力臂,并用字母L表示。
易錯易混練
答案:如圖所示
能力提升練
7.物理學與工程實踐如圖所示,這款圖釘來自一個初中生的創意,翹起部分為我們預留下施力空間。當拔起圖釘時,將圖釘看作杠桿,其支點為(　 　)
A.A點 B.B點
C.C點 D.D點
D
8.杠桿在生活中有很多應用。現要使如圖所示靜止的蹺蹺板發生轉
動,可采取的做法是(　 　)
A.小女孩向小男孩靠近些
B.小女孩原地用力墜
C.小女孩遠離小男孩些
D.小男孩把腳抬離地面
C
9.(2024鎮江)小明用如圖所示裝置探究杠桿平衡條件,實驗中杠桿始終保持水平平衡,此時彈簧測力計處于豎直方向,他發現彈簧測力計示數稍稍超過測量范圍。為了完成實驗,下列方案可行的是(　 　)
A.鉤碼的數量適當增加
B.鉤碼的位置適當左移
C.彈簧測力計轉到圖中虛線位置
D.彈簧測力計位置適當向左平移
D
10.新題型(2023岳陽模擬)如圖甲、乙所示是某人分別用兩種方式挑著同一物體行走時的情景,小強看后感到疑惑:改變物體的位置,人用的力更大了嗎 于是想用實驗的方法一探究竟。他要探究的問題是:在杠桿平衡的情況下(　 　)
A.動力和阻力一定時,動力臂和阻力臂的關系
B.動力臂和阻力臂一定時,動力和阻力的關系
C.動力和阻力臂一定時,動力臂和阻力的關系
D.阻力和動力臂一定時,動力和阻力臂的關系
D
甲　 乙
11.日常生活中的鑷子是一種杠桿,如圖所示,使用鑷子夾取物體時,將手壓在B處,則該杠桿的支點是　 　點,動力作用點是　 　點,阻力作用點是　 　點。
A
B
C
12.物理學與日常生活如圖甲所示,立夏時節,我國有的地方會用桿秤給小孩稱體重,俗稱“立夏稱人”,期望小孩健康成長。已知秤砣質量為2.5 kg,籃子質量為2 kg,調整秤砣的位置,使桿秤處于水平平衡狀態(不計繩重和桿重),如圖乙所示。此時OA=5 cm,AB=45 cm,則小孩的質量為　 　kg。
甲　 乙
18
13.物理學與日常生活在學校的植樹勞動中,小林同學用如圖所示的
獨輪車搬運泥土。已知OC=0.5 m,CD=1.5 m,若車體和泥土的總重G為300 N,小林運泥土時,從A點提起車把手的力F至少要　 　N。
75
14.如圖所示,杠桿在力F1、F2作用下處于平衡狀態,L1為F1的力臂。請在圖中作出力F2的力臂L2及力F1。
答案:如圖所示
15.科學探究(2024巨野期末)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)如圖甲所示,實驗前,杠桿左端下沉,則應將左端的平衡螺母向
　 　(選填“左”或“右”)調節,直到杠桿在水平位置平衡,目的
是　 　。
甲
右
便于測量力臂
(2)如圖乙所示,杠桿上的刻度均勻,在A點掛4個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應在B點掛　 　個相同的鉤碼;當杠桿平衡后,將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點方向移動一小格,則杠桿　 　(選填“順時針”或“逆時針”)轉動。
乙
6
順時針
(3)如圖丙所示,若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿,使杠桿仍在水平位置,當彈簧測力計從a位置轉到b位置時,其示數大小將　 　(選填“不變”“變大”或“變小”)。
丙
變大
(4)保持A點鉤碼數量和力臂不變,杠桿在水平位置平衡時,測出多組動力臂L1和動力F1的數據,繪制出了L1-F1的關系圖像,如圖丁所示,請根據圖像分析,當L1為0.6 m時,F1為　 　N。
丁
0.5
拔高拓展練
16.科學思維將一支蠟燭的兩端削尖,在中間垂直插入一枚大號縫衣針,把縫衣針的兩端分別放在兩個玻璃杯上,就做成了一個蠟燭蹺蹺板。用小刀對蠟燭的兩端加工,使“蹺蹺板”能在水平位置平衡。先后點燃蠟燭兩端,則蠟燭蹺蹺板的運動情況是　 　,依據的原理是　 　。
來回自動翹個不停
杠桿平衡條件
第2課時　杠桿平衡條件的應用及杠桿的
分類
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.杠桿在生活中有很多應用,如圖所示的甲、乙兩個同學正在玩蹺蹺板,乙同學欲使自己被翹起,他可采取的有效方法是(　 　)
A.向前移動 B.向后移動
C.前后移動都行 D.請甲前進點
杠桿平衡條件的應用
基礎鞏固練
A
2.(2024衡水開學)小明制作了一個簡易杠桿,調節杠桿在水平位置平衡,然后在它兩邊適當位置分別放上不同數量的同種硬幣,使其在水平位置再次平衡,如圖所示。若兩邊同時各減少一枚同種硬幣,則杠桿將(　 　)
A.右端下降 B.左端下降
C.仍然水平平衡 D.無法判斷其狀態
A
3.教材改編題如圖所示是古代在井上汲水的桔槔。從物理學的角度分析,桔槔的物理模型屬于　 　,它是　 　(選填“省力”或“費力”)的。桔槔的后端拴上石塊作為配重,其作用是　 　。
杠桿
省力
減小人的動力
4.(2024長沙)為撬起大石頭,小明以O為支點架好撬棒,如圖所示。他在A點用最小的力撬起大石頭,請畫出這個力的示意圖。
答案:如圖所示
杠桿的分類
5.(2024牡丹江)下列工具屬于費力杠桿的是(　 　)
A.鑷子 B.天平
C.瓶起子 D.核桃夾
A
6.教材改編題剪刀實際上也是一種杠桿,如圖所示是生活中常用的三種剪刀,其中,用來剪鐵皮的剪刀是　 (選填“甲”“乙”或“丙”),此剪刀是　 　杠桿;如圖丙所示的剪刀正常使用時屬于　 　(后兩空選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。
甲　　　　　　 乙　　　 丙
乙
省力
費力
不能正確判斷杠桿是否平衡
7.如圖所示,杠桿處于平衡狀態,下列操作中,能讓杠桿繼續保持平衡的是(　 　)
A.將左右兩側的鉤碼均向外移動一格
B.在左右兩側鉤碼的下方各加一個鉤碼,位置保持不變
C.將左右兩側的鉤碼各去掉一個,位置保持不變
D.將左側鉤碼向里移一格,同時右側鉤碼位置不變,并去掉一個
易錯易混練
D
能力提升練
8.踮腳是一項很好的有氧運動(如圖所示),它簡單易學,不受場地的限制,深受廣大群眾的喜愛,踮腳運動的基本模型是杠桿,下列分析正確的是(　 　)
A.腳后跟是支點,是省力杠桿
B.腳后跟是支點,是費力杠桿
C.腳掌與地面接觸的地方是支點,是省力杠桿
D.腳掌與地面接觸的地方是支點,是費力杠桿
C
9.新題型獨竹漂是一項民間絕技,表演者站在一根楠竹上,手執一根細竹竿為“槳”,左右點水、破浪前進。如圖所示,表演者右手撐住竹竿的A點,左手在B點用力擺動竹竿使楠竹在水面滑行。若將竹竿看作杠桿,下列有關說法不正確的是(　 　)
A.A點為杠桿的支點
B.B點越靠近水面,表演者施加的動力越小
C.竹竿是一個費力杠桿
D.若B點位于A點與竹竿下端所受力的作用點的中點,則竹竿為等臂杠桿
D
10.拓展應用題指甲刀是生活中常用的小工具,如圖所示,它包含三個杠桿,下列關于這三個杠桿的說法正確的是(　 　)
A.一個省力杠桿,兩個費力杠桿
B.一個費力杠桿,兩個省力杠桿
C.三個都是省力杠桿
D.三個都是費力杠桿
A
11.教材改編題(2024龍東)用手提起重物,從生物學的視角,可認為橈骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關節轉動,如圖所示從物理學的視角來看,這可以簡化為一種簡單機械模型。其中　 　部位是支點,此模型屬于　 　(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿,理由是
　 　。
肘關節
費力
動力臂小于阻力臂
12.(2024邢臺模擬)俯臥撐是一項常見的健身項目。如圖所示是重
為450 N的小紅同學做俯臥撐時的示意圖,A為重心。若腳尖到雙手的距離為1 m,腳尖到重心的距離為0.8 m。則地面對雙手的支持力為
　 　N,地面對腳尖的支持力是　 　N。
90
360
13.(2024哈爾濱)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,已稱得刺五加藥材的質量是120 g,其中OB=3OA,若不計桿秤自重,則秤砣的質量約為　 　g,接下來要稱30 g的人參片,需要將秤砣向B點的　 　(選填“左”或“右”)側移動。
40
右
14.(2024鄆城模擬)按要求作圖(請保留作圖痕跡):如圖甲所示是自行車的手閘,其中ABO部分可視為杠桿,其簡化示意圖如圖乙所示,O為支點,F2為阻力。在圖乙中畫出:阻力F2的力臂L2以及作用在A點的最小動力F1。
甲　　 乙
答案:如圖所示
拔高拓展練
15.科學思維如圖所示,人的頭顱也可以看成杠桿,當頭顱低下時,頸部肌肉會產生一定的拉力。A點為頭顱模型的重心,B點為肌肉拉力的作用點,O點為支點,拉力的方向始終垂直于OB,低頭過程中,拉力逐漸　 　(選填“增大”
“減小”或“不變”);若頭顱質量為4.5 kg,OA∶OB=5∶1,當他低頭角度θ=
30°時,肌肉對B點的拉力最小為　 　N。(g取10 N/kg)
增大
112.5
甲　 乙(共21張PPT)
第11章　機械與功
全章真題演練
杠桿的分類
1.物理學與日常生活(2024連云港)如圖所示是生活中幾種常見的杠桿,其中屬于費力杠桿的是(　 　)
A.托盤天平 B.鋼絲鉗 C.筷子 D.開瓶扳手
C
2.(2024河南)人體中有很多結構可簡化為杠桿。如圖所示,手提起物體時,橈骨在肱二頭肌的收縮牽引下繞肘關節轉動,是一種　 　杠桿,此過程中肱二頭肌收縮的距離　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)手移動的距離。
費力
小于
杠桿平衡條件的應用
3.(2023淮安)如圖所示,一根質地不均勻的硬棒重心在O點,將硬棒通過繩1懸掛于A點,2、3為兩個支架,在繩與兩支架的作用下,硬棒水平靜止,此時繩與支架均對硬棒有彈力(繩的形變忽略不計)。下列操作中,仍能使硬棒保持平衡的是(　 　)
A.僅撤去支架2
B.僅撤去支架3
C.同時剪斷繩1和撤去支架2
D.同時剪斷繩1和撤去支架3
A
4.(2024重慶)小蘭自制了一把桿秤,由秤盤、提紐、秤桿以及200 g的秤砣構成,如圖所示。當不掛秤砣,秤盤中不放重物時,提起提紐,秤桿在空中恰好能水平平衡。已知AO間距離為10 cm。當放入重物,將秤砣移至距O點30 cm的B處時水平平衡,則重物質量為　 　g;往秤盤中再增加20 g的物體,秤砣需要從B處移動　　cm才能維持秤桿水平平衡。
600
1
滑輪和滑輪組
5.(2024內江)如圖所示,一根繩子繞過定滑輪,一端拴在物體上,另一端拴在彈簧測力計上,沿四個不同方向勻速拉起物體,彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4,則它們的大小關系為(　 　)
A.F1>F2 B.F3>F4
C.F1D
6.(2024牡丹江)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
D
力是否做功的判斷
7.(2024常州)起重機將1 000 N的重物先豎直向上勻速提升3 m,再懸停6 s,起重機對重物做功的情況是(　 　)
A.提升過程做了功,懸停過程做了功
B.提升過程不做功,懸停過程不做功
C.提升過程不做功,懸停過程做了功
D.提升過程做了功,懸停過程不做功
D
8.(2023鎮江)小華參加校外勞動時,經歷了如下過程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推動;③在小明的幫助下,他們將這筐玉米抬起并放到手推車上;④接著他們用水平力推著手推車沿水平路面前往倉庫。則(　 　)
A.①中小華對這筐玉米做了功
B.②中小華對這筐玉米做了功
C.③中他們對這筐玉米做了功
D.④中他們對手推車沒有做功
C
功和功率的計算
9.物理學與日常生活(2024云南)AI機器人逐漸改變了我們的生活,我國自
主研發的某款人形機器人身高1.65 m,質量55 kg。某次測試中該機器人
用100 N豎直向上的力將箱子在2 s內勻速抬高1 m。求:
(1)機器人所受的重力。
(2)2 s內機器人對箱子做的功。
(3)2 s內機器人對箱子做功的功率。
解析:(1)機器人所受的重力G=mg=55 kg×10 N/kg=550 N。
(2)2 s內機器人對箱子做的功W=Fs=100 N×1 m=100 J。
答案:(1)550 N　(2)100 J　(3)50 W
機械作圖
10.(2024成都)如圖甲所示,小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示,燈頭OAB可視作繞O點轉動的杠桿,A點是燈頭的重心,小孟用拉力F將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出:①燈頭受到的重力G的示意圖;②拉力F的力臂L。
答案:如圖所示
甲　 乙
11.(2023哈爾濱)小麗學習了滑輪的知識后,想利用滑輪組設計一個升降裝置,自己把物體吊上樓來,請你畫出最省力的繞線方式和物體所受重力的示意圖。
答案:如圖所示
12.(2024自貢)如圖所示,小王在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有:刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量為50 g的鉤碼若干個。(g取10 N/kg)
甲 乙 丙
(1)如圖甲所示,實驗前杠桿左側下沉,則可將左端的平衡螺母向　　(選填“左”或“右”)調節,直到杠桿在水平位置平衡。
右
實驗探究:杠桿的平衡條件
(2)在圖乙中杠桿平衡時,若在杠桿左右兩邊所懸掛的鉤碼下同時增加一個相同的鉤碼,則杠桿　 　(選填“左”或“右”)端下沉。
(3)如圖丙所示,在A點懸掛3個鉤碼,在B點用彈簧測力計豎直向下拉,使杠桿在水平位置再次平衡,則拉力大小為　 　N。若保持杠桿平衡狀態不變,將彈簧測力計由a方向緩慢轉動到b方向的過程中,其示數將
　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
右
2
變大
13.(2023棗莊)提高機械效率可以充分發揮機械設備的作用,對節能減排、提高經濟效益有重要的意義。某科技創新小組根據生活經驗和客觀事實,對影響滑輪組機械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑輪組的機械效率與物體被提升的高度有關
猜想Ⅱ:滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關
猜想Ⅲ:滑輪組的機械效率與所提物體的重力有關
測量滑輪組的機械效率
甲　　　乙　　丙
根據猜想,運用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行了實驗探究,測得的實驗數據如表所示。
實驗 次數 鉤碼的 重力 G/N 鉤碼上 升高度 h/m 繩端拉 力F/N 繩端移 動的距 離s/m 機械
效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
(1)實驗時應沿豎直方向　 　緩慢向上拉動彈簧測力計。
(2)分析表中數據可知,第3次實驗是利用圖　 　的裝置完成的,它的機械效率η=　 　。
(3)比較2、4兩次實驗數據,可驗證猜想I是　 　(選填“正確”或“錯誤”)的。
(4)通過比較　 　(填實驗序號)兩次實驗數據得出結論:同一滑輪組提升重物時,物重越大,滑輪組的機械效率越高。
(5)通過比較2、3兩次實驗數據可得出結論:不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率　 　。
勻速
丙
80%
錯誤
1、2
越低
14.(2024蘇州)某起重機的滑輪組結構示意圖如圖所示,其最大載重為5 t。起重機將3 600 kg的鋼板勻速提升到10 m高的橋墩上,滑輪組的機械效率為80%。不計鋼絲繩的重力和摩擦,g取10 N/kg。求:
有關機械效率的綜合計算
(1)克服鋼板重力做的功W有用。
(2)鋼絲繩的拉力F。
解析:(1)鋼板受到的重力G鋼板=m鋼板g=3 600 kg×10 N/kg=3.6×104 N,提升鋼板做的有用功W有用=G鋼板h=3.6×104 N×10 m=3.6×105 J。
答案:(1)3.6×105 J　(2)1.125×104 N　
(3)滑輪組滿載時的機械效率。(結果精確到0.1%)。
答案:(3)84.7%
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2　滑　輪
欄目導航
知識要點
批判質疑
教材素材
一、滑輪:一個周邊有槽,并可以　　　　　　的輪子。
二、定滑輪
1.定義:使用時,滑輪的位置　　　　　　的叫作定滑輪。
2.工作特點:(1)不省力,可以改變　 　　　　　　。(2)繩子自由端移動的距離　　　　物體被提升的距離。(3)使用優點:　　　　
　　　　　 　。
3.實質:　　　　杠桿。
知識要點
繞軸轉動
固定不變
動力的作用方向
等于
可以改變
動力的方向
等臂
三、動滑輪
1.定義:使用時,滑輪的位置　　　　　　　　　　　的叫作動滑輪。
2.工作特點:(1)省　　　　的力,　　　　　動力的方向。(2)繩子自由端移動的距離s是物體被提升高度h的　　　倍,即費一倍的距離。(3)使用優點:省力。
3.實質:動力臂是阻力臂　　　的杠桿。
隨被拉動物體一起改變
一半
不能改變
2
2倍
四、滑輪組
1.定義:定滑輪和動滑輪的組合叫滑輪組。
2.特點:既　　　　,又能　　　　　　 　,但要　　　距離。
3.省力、費距離規律
(1)n段繩子承擔物重G,則繩子自由端的拉力F等于物重G的　　　,即
F=　　　。(不考慮滑輪重、繩重和摩擦)
(2)提升重物的繩子自由端移動的距離s是物體被提升高度h的　　　,
即s=　　　。
省力
改變動力方向
費
n倍
nh
教材素材
1.(課后T1改編)如圖所示,B裝置是　　　　(選填“定”或“動”)滑輪。若物體A所受重力為100 N,當分別用不同方向的力勻速提起物體A時,拉力F1　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)F2。
定
等于
2.(課后T2改編)如圖所示,用一個動滑輪勻速提升重力為200 N的物
體,所用豎直向上的拉力為125 N,不計繩重和摩擦,動滑輪重為　　N,
若將物體提升2 m,則繩子自由端上升的距離是　　m。
50
4
批判質疑
1.使用定滑輪不省力但能改變動力的方向。(　　)
2.使用動滑輪能省一半力,也能改變力的方向。(　　)
3.定滑輪和動滑輪組成滑輪組,使用時一定省力,也一定能改變動力的方向。(　　)
√
×
×
欄目導航
基礎鞏固練
能力提升練
拔高拓展練
易錯易混練
1.如圖所示,一根細繩繞過滑輪,一端系著重物G。手執另一端分別沿不同方向用力F1和F2勻速拉起重物時,兩力的大小關系是F1　 F2　 G。(均選填“>”“<”或“=”)
定滑輪
基礎鞏固練
=
=
2.如圖所示,旗桿頂部的裝置為　 　滑輪,它的實質是一個　 　杠桿,利用它來升旗的作用是可以　 　(選填“省力”“省距離”或“改變力的方向”)。升旗時,小明將繩子拉下了15 m,則旗子被拉高了　 　m。
定
等臂
改變力的方向
15
動滑輪
3.一輛汽車不小心陷進泥潭后,司機按如圖所示的方法安裝滑輪將汽車從泥潭中勻速拉出。他安裝的是(　 　)
A.動滑輪,能省力
B.動滑輪,能改變力的方向
C.定滑輪,能省力
D.定滑輪,能改變力的方向
A
4.如圖所示,動滑輪是變形杠桿,其支點是　 　,如果物體重100 N,動滑輪重20 N,繩重和摩擦不計,物體G勻速上升時,拉力F=　 　N。如果繩子的自由端移動距離是4 m,則物體上升的距離是　 　m。
A
60
2
滑輪組
5.如圖所示,用下列裝置提升同一重物,不計滑輪自重及摩擦,則最省力的是(　 　)
C
6.教材改編題如圖所示,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2 m。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,則圖甲中車對繩子的拉力為　 　N,繩拉力端移動的距離是　 　m;圖乙中人對繩子的拉力為　 　N,繩拉力端移動的距離是　 　m。
甲　 乙
400
210
2
4
不能正確分析力的大小關系與繩子和重物移動距離的關系
7.科學思維如圖所示,在豎直向上的力F的作用下,重為10 N的物體A沿豎直方向勻速上升。已知重物上升速度為0.4 m/s,不計繩與滑輪摩擦以及滑輪重和繩重,則拉力F的大小和滑輪上升的速度分別為(　 　)
A.20 N,0.2 m/s B.20 N,0.8 m/s
C.5 N,0.2 m/s D.5 N,0.8 m/s
A
易錯易混練
能力提升練
8.(2024滄州期末)家用的手搖晾衣架如圖所示,它實際是由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組。假設衣服和晾衣架的總重為100 N(不計動滑輪重、繩重及摩擦),下列說法正確的是(　 　)
A.靜止時,繩子自由端的拉力是50 N
B.繞在動滑輪上的繩子段數是5段
C.如果晾衣架上升1 m,則繩子自由端移動4 m
D.此滑輪組能省力,但不能改變力的方向
C
9.(2024岳陽期末)如圖所示,用三個滑輪分別拉同一個物體,沿同一水平面做勻速直線運動,所用的拉力分別是F1、F2、F3,其中最小的力為
(　 　)
甲　 乙　 丙
A.F1 B.F2
C.F3 D.一樣大
B
10.如圖所示,繩的一端通過彈簧測力計固定,當人對繩的拉力F是60 N時,可使物體A勻速上升,若不計摩擦和繩重,彈簧測力計的示數是
　 　N;若滑輪重20 N,則物體A重　 　N。若重物A上升了1 m,則拉力F作用的繩子末端上升了　 　m。
60
100
2
11.新考法小明利用家中的衣服掛、礦泉水瓶、小卡片、細線、水等物品探究二力平衡的條件。如圖甲所示,他將原來處于靜止狀態的小卡片扭轉一個角度,松手后,小卡片的運動狀態　 　(選填“會”或“不會”)改變,本實驗中的衣服掛起到了改變拉力方向的作用,它類似于簡單機械中的　 　。小明利用衣服掛組裝的機械可以將水瓶平穩搬運到高處,如圖乙所示,當細線被拉下0.6 m時,水瓶上升
　 　m。
會
定滑輪
0.12
12.(2024唐山期末)如圖所示,小明用滑輪組將重物提起,請用筆畫線幫他組裝最省力的滑輪組。
答案:如圖所示
13.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。
(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:(1)3 m　(2)60 N　(3)220 N
拔高拓展練
14.反思是一種良好的學習品質。
(1)一根輕質硬棒AB,在力的作用下能繞固定點O轉動。現在硬棒AB上施加兩個力F1和F2,O點到F1和F2的作用線的距離分別為L1和L2。小寧認為,只要滿足F1L1=F2L2,則硬棒AB一定保持靜止狀態或勻速轉動。你認為小寧的想法正確嗎 請說出你的理由。
答案:(1)小寧的想法不正確。若在硬棒AB上施加的兩個力F1和F2使杠桿繞支點轉動的方向相同,那么即使滿足F1L1=F2L2,硬棒AB也不能靜止或勻速轉動。
(2)在“動滑輪”實驗中,小寧通過如圖所示裝置進行實驗,得到結論:使用動滑輪勻速提升物體,豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認為,即使不計摩擦和繩重,上述結論要成立,物重G和動滑輪
重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件,并予以
證明。

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