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第27專項(xiàng) 簡(jiǎn)單機(jī)械
點(diǎn)擊重難點(diǎn)
一、簡(jiǎn)單機(jī)械
1杠桿：(1)一根硬棒在力的作用下如果能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿。
(2)杠桿的五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。
(3)杠桿處于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)稱杠桿的平衡狀態(tài)，杠桿的平衡條件：F1×L1=F2×L2。
(4)杠桿的應(yīng)用：
種類 力臂關(guān)系 力的關(guān)系 特點(diǎn) 應(yīng)用舉例
省力杠桿 L1> L2 F1< F2 省力、費(fèi)距離 開瓶器
費(fèi)力杠桿 L1 F2 費(fèi)力、省距離 釣竿
等臂杠桿 L1=L2 F1= F2 不省力、也不費(fèi)距離 天平
二、滑輪
項(xiàng)目 定滑輪 動(dòng)滑輪 滑輪組
概念 轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪 轉(zhuǎn)軸與重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪 定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起叫滑輪組
作用 可以改變力的方向，但不能省力 不能改變 力的方向，但可以省一半的力 使用滑輪組可以省力，也可以改變力的方向
實(shí)質(zhì)或規(guī)律 等臂杠桿 動(dòng)力臂等于阻力臂兩倍的省力杠桿 使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，所用的力就是總重力的幾分之一
三、機(jī)械效率
l 有用功就是必需要做的功。額外功就是雖然不需要但又不得不做的功，也叫無(wú)用功。總功就是有用功與額外功的總和。機(jī)械效率是有用功跟總功的比值。相應(yīng)的關(guān)系式為：總功=有用功+額外功，。
2注意：(1)產(chǎn)生額外功的原因：存在摩擦和機(jī)械本身的重力等。
(2)提高機(jī)械效率的方法：減小摩擦、減小機(jī)械本身的重量、增加貨物的重量等，但機(jī)械效率總小于1。
(3)機(jī)械效率越大，機(jī)械工作時(shí)利用率越高。
評(píng)析中考點(diǎn)
考點(diǎn)1 小明積極參加體育鍛煉。
(1)圖甲所示為小明初學(xué)俯臥撐時(shí)的姿勢(shì)，圖乙所
示為他經(jīng)練習(xí)后的俯臥撐姿勢(shì)。圖乙中小明雙手所受
的支持力 (填“大于”、“等于”或“小于”)圖甲的
情況。
(2)圖乙中，他的身體可作為一個(gè)杠桿，O點(diǎn)是支
點(diǎn)。他的質(zhì)量為50千克，所受重力可視為集中在A
點(diǎn)。將身體撐起時(shí)，地面對(duì)雙手的支持力至少為多大
若撐起時(shí)肩部上升0.4米，他至少克服重力做了多少
功 (取g=10牛／千克)
※思路點(diǎn)撥※
(1)通過對(duì)小明初學(xué)俯臥撐時(shí)的姿勢(shì)和他經(jīng)練習(xí)后的俯臥撐的姿勢(shì)的比較，不難看出初學(xué)俯臥撐時(shí)身體的一部分重力作用在手上和腿上，而經(jīng)練習(xí)后做俯臥撐則是全部的重力作用在手上和腳尖上。故圖乙中小明雙手所受的支持力大于圖甲的情況。(2)小明的身體作為一個(gè)杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件可計(jì)算出地面對(duì)雙手的支持力。當(dāng)撐起時(shí)肩部上升0.4米，他克服重力所做的功可根據(jù)地面對(duì)雙手的支持力跟上升的距離的乘積計(jì)算。
※解答辨析※
(1)圖乙中小明雙手所受的支持力大于圖甲的情況。
(2)體重G=mg=50千克× l0牛／千克=500牛。
根據(jù)杠桿平衡條件F1×L1=F2×L2得：
地面對(duì)雙手的支持力 。
克服重力做功W=Fs=333.3?！?.4米=133.2焦。
※考點(diǎn)點(diǎn)評(píng)※
本題利用小明做俯臥撐為載體，考查杠桿的特點(diǎn)和有關(guān)計(jì)算，并結(jié)合功的計(jì)算編題。理解手對(duì)人體所做的功就是他克服重力所做的功是本題的難點(diǎn)。
考點(diǎn)2 某同學(xué)自制了一個(gè)可以測(cè)人體重心位
置的裝置，如圖所示。取一塊與自己等長(zhǎng)的木板，
一端固定，另一端用輕質(zhì)細(xì)繩通過一個(gè)滑輪懸掛起
來(lái)(摩擦不計(jì))，在繩子末端的托盤上放一些重物，
使木板水平平衡。如果該同學(xué)身高160cm、質(zhì)量40
kg，平躺到木板上后，在托盤中再加上重為l37.2N的物體，木板再次水平平衡。
(1)該裝置中滑輪的作用是 。
(2)在測(cè)人體重心之前，先“在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡”，這樣做的目的是 。
(3)請(qǐng)通過計(jì)算說(shuō)明該同學(xué)的重心位置。(g取9.8N／kg)
※思路點(diǎn)撥※
(1)該裝置中的滑輪為定滑輪，其作用是改變力的方向。(2)在測(cè)人體重心之前，先“在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡”，其目的是在測(cè)人體重心時(shí)，使木板水平平衡容易判斷，便于觀察，從而使實(shí)驗(yàn)方便簡(jiǎn)單。(3)人體平躺到木板上后可視為杠桿，根據(jù)杠桿平衡的條件就可計(jì)算出該同學(xué)的重心離頭頂?shù)木嚯x。
※解答辨析※
(1)該裝置中滑輪的作用是改變力的方向。
(2)這樣做的目的是在測(cè)人體重心時(shí)便于觀察，使實(shí)驗(yàn)方便簡(jiǎn)單。
(3)解：G=mg=40kg×9.8N／kg=392N。
F=137.2N，L1=160cm。
根據(jù)杠桿平衡條件F×L1=G×L2得
答：該同學(xué)的重心離頭頂?shù)木嚯x為56 cm。
※考點(diǎn)點(diǎn)評(píng)※
利用杠桿的平衡條件測(cè)人體重心的位置。解題時(shí)，要求對(duì)裝置的仔細(xì)觀察。本題考查杠桿的應(yīng)用。
考點(diǎn)3 建筑工地上，施工人員用起重機(jī)吊臂上
的滑輪組吊起建筑材料(如圖)。繞在滑輪組上的鋼絲
繩的最大拉力為6×103N，不計(jì)滑輪、吊鉤、繩的自
重及摩擦，一次最多能吊起 N的建筑材料
，實(shí)際使用該滑輪組最多只能吊起5.4×103N的建筑
材料，且將建筑材料在1s內(nèi)勻速吊起了lm。起重機(jī)
的功率是 W，機(jī)械效率為 。若吊起
的建筑材料的重力減小，機(jī)械效率將 。(“增
大”、“減小”或“不變”)
※思路點(diǎn)撥※
由如圖所示的滑輪組可知，重物由3股繩子承擔(dān)，故繩子末端所用的拉力為總重的l／3。當(dāng)實(shí)際使用該滑輪組時(shí)，最多只能吊起5.4×103N的建筑材料且將建筑材料在1 s內(nèi)勻速吊起了lm。起重機(jī)的功率為繩子能承受的最大拉力做功的功率。起重機(jī)對(duì)建筑材料所做的功則為有用功，由此可計(jì)算出起重機(jī)的機(jī)械效率。若吊起的建筑材料的重力減小，起重機(jī)做的有用功將減小，而動(dòng)滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦等減小不大，所以起重機(jī)的機(jī)械效率將減小。
※解答辨析※
由如圖所示的滑輪組可知得G=3F=3×6×103N=1.8×104N。
當(dāng)起重機(jī)實(shí)際使用該滑輪組時(shí)，最多只能吊起5.4×103N的建筑材料時(shí)，繩子承受的拉力仍為6×103N，則起重機(jī)的功率為=6×103N × 3m／l s=1.8×104W。
機(jī)械效率為。
若吊起的建筑材料的重力減小，起重機(jī)做的有用功將減小，而動(dòng)滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦等減小不大，所以起重機(jī)的機(jī)械效率將減小。
※考點(diǎn)點(diǎn)評(píng)※
本題著重考查滑輪組的原理，功率、機(jī)械效率的計(jì)算以及決定機(jī)械效率大小的因素等。這是一道考點(diǎn)較多、涉及面較廣的綜合性題目，解題的關(guān)鍵在于對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。
聚焦失分點(diǎn)
易錯(cuò)1 浙江省是一個(gè)臺(tái)風(fēng)多發(fā)的地區(qū)，而且臺(tái)風(fēng)是一種破壞力很大的災(zāi)害性天氣。某次臺(tái)風(fēng)把市民公園的一棵大樹吹倒了，需要兩個(gè)工人把它扶起。工人們想到了選項(xiàng)中圖示的四種方案，每個(gè)工人所需拉力最小的方案是( )
※對(duì)癥下藥※
兩個(gè)工人把市民公園的一棵大樹扶起。大樹可當(dāng)作一根杠桿，其支點(diǎn)為大樹的底部，所以繩子應(yīng)拴在離樹根部較遠(yuǎn)的頂端。而且由于樹干是圓的，用繩子拉樹時(shí)可采用像滑輪一樣的方法。故每個(gè)工人所需拉力最小的是B。本題易錯(cuò)處為對(duì)圖示的觀察不清楚。
※提分練習(xí)※
1 在海南舉辦的大力士比賽中，有一個(gè)項(xiàng)目是把車輪推上臺(tái)階。下面把車輪推上臺(tái)階的四種方法，推力的作用點(diǎn)相同，推力的方向不同，如圖所示，則哪一種推法最省力( )
易錯(cuò)2 如圖所示，光滑均勻的細(xì)棒CD可以繞光滑
的水平軸D在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)桿AB也可以繞光滑的
水平軸B在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，CD棒擱在A點(diǎn)E并與AB
桿在同一豎直平面內(nèi)，B、D在同一水平面，且BD=AB。
現(xiàn)推動(dòng)AB桿使CD棒繞D點(diǎn)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，從
圖示實(shí)線位置轉(zhuǎn)到虛線位置的過程中，AB桿對(duì)CD棒的作
用力( )
A減小 B不變
C增大 D先減小后增走
※對(duì)癥下藥※
在推動(dòng)AB桿使CD棒繞D點(diǎn)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示實(shí)線位置轉(zhuǎn)到虛線位置的過程中，杠桿AB對(duì)杠桿CD的作用力F始終與杠桿CD垂直，所以F的力臂為AD且保持不變，則對(duì)于杠桿CD利用杠桿的平衡條件可得F ×AD=G×L，。本題易錯(cuò)處在于判斷AB對(duì)CD的作用力的方向，而且由于AB和CD均在轉(zhuǎn)動(dòng)，學(xué)生很難判斷。
※提分練習(xí)※
2 如圖所示，粗細(xì)相同密度均勻的細(xì)棒做成“L”
形，其中AC與BC垂直，AC長(zhǎng)L，BC長(zhǎng)L/2，整
根細(xì)棒的重力是G，并放在固定的圓筒內(nèi)，圓筒內(nèi)側(cè)
面和底面均光滑，圓筒橫截面的直徑為L(zhǎng)。平衡時(shí)細(xì)
棒正好處于經(jīng)過圓筒直徑的豎直平面內(nèi)。此時(shí)細(xì)棒對(duì)
圓筒底面的壓力大小為 ；細(xì)棒B端對(duì)圓筒側(cè)
面的壓力為 。
探究與思考
探究 某科學(xué)學(xué)習(xí)小組，針對(duì)同學(xué)中存在的有關(guān)斜
面問題的一些疑惑，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和理論探究活動(dòng)。
[實(shí)驗(yàn)探究]
將長(zhǎng)度為lm的長(zhǎng)木板的一端墊高，構(gòu)成長(zhǎng)度一定，
高度可調(diào)的斜面(如圖所示)。用沿斜面向上的托力F使
重為10N的滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。完成斜面機(jī)械效率測(cè)量，表中呈現(xiàn)的是部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4
斜面高度h／m 0.15 0.20 0.25 0.30
拉力F／N 2.7 3.2 3.6 4.1
機(jī)械效率η 0.56 0.63 0.69 0.73
(1)疑惑一：“斜面的機(jī)械效率越高越省力嗎 ”請(qǐng)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出正確的結(jié)論。
(2)疑惑二：“斜面傾斜程度越大拉力越大，滑塊受到的摩擦力也一定越大嗎 ”請(qǐng)進(jìn)一步分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出正確的結(jié)論： ，簡(jiǎn)述理由：
。
[理論探究]
(3)疑惑三：“滑塊受到的摩擦力是一個(gè)‘不可直接測(cè)量’量，能通過‘可測(cè)量’的量求出摩擦力嗎 ”請(qǐng)根據(jù)已有的知識(shí)推導(dǎo)：對(duì)于傾斜程度不同的斜面，在拉力F的作用下(拉力方向沿斜面向上)使重為G的滑塊沿斜面勻速移動(dòng)時(shí)，滑塊受到的摩擦力f的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(斜面的長(zhǎng)L和斜面的高h(yuǎn)均為“可測(cè)量”的量)
※解答辨析※
(1)由表中數(shù)據(jù)可知，斜面的機(jī)械效率越高時(shí)所用的拉力越大，所以正確的結(jié)論是：機(jī)械效率越高的斜面，不一定越省力或機(jī)械效率越高的斜面越費(fèi)力。
(2)由表中數(shù)據(jù)可知，斜面傾斜程度越大(斜面長(zhǎng)相同時(shí)斜面高度越大)，拉力越大，斜面的機(jī)械效率越高，而拉力，使重為l0N的滑塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所做的有用功恰是相同的，所以拉力克服摩擦力所做的額外功反而越小，滑塊受到的摩擦力就越小。因此正確的結(jié)論為斜面傾斜程度越大拉力越大，但摩擦力不一定越大(摩擦力越小)。理由：因?yàn)橛蓪?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知斜面傾斜程度變大，斜面的機(jī)械效率隨之也變大，額外功占總功的比例變小，所以摩擦力不一定變大(摩擦力變小)。
(3)滑塊受到的摩擦力是一個(gè)“不可直接測(cè)量”的量，能通過“可測(cè)量”的量求出摩擦力。
當(dāng)滑塊沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：
由功的關(guān)系：FL=Gh+fL，可得：。
當(dāng)滑塊沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：
由功的關(guān)系：Gh=FL+fL，可得：。
※考點(diǎn)點(diǎn)評(píng)※
本題通過實(shí)驗(yàn)探究有關(guān)斜面問題的一些疑惑，分析、歸納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考查所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。
※跟蹤練習(xí)※
1 用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械
效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)
，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
(1)實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)
力計(jì)的示數(shù)F為 N，鉤碼總重G為
1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距
離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為 ％。
請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因： 。
(2)為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到表中所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù) 鉤碼懸掛點(diǎn) 鉤碼總重G／N 鉤碼移動(dòng)距離h／m 拉力F／N 測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s／m 機(jī)械效率η／％
1 A點(diǎn) 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B點(diǎn) 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的總重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論 答： 。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：① ；②
。
2 一架不準(zhǔn)確的天平，主要是由于它橫梁左右的兩臂不等長(zhǎng)。為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在實(shí)驗(yàn)室中常用“交換法”來(lái)測(cè)定物體的質(zhì)量，即先將被測(cè)物體放在左盤。當(dāng)天平平衡時(shí)，右盤中砝碼的總質(zhì)量為m1；再把被測(cè)物體放在右盤，當(dāng)天平平衡時(shí)，左盤中砝碼的總質(zhì)最為m2。試證明被測(cè)物體的質(zhì)量為。
專項(xiàng)集訓(xùn)
※能力提升※
1 如圖所示，下列器件中屬于省力杠桿的是( )
2 為了尋找“手臂上的杠桿”做了如圖所示實(shí)驗(yàn)，小明
用右手拿著書，先讓手下垂，左手掌貼著右上臂的
前部(肱二頭肌)，將右下臂慢慢抬起到水平位置，
他感覺到右上臂的肱：二頭肌越來(lái)越緊張。請(qǐng)你結(jié)
合圖示，利用杠桿原理解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原
因 。
3 如圖所示為一種樹木扶正器。將扶正器的B端放在地面上，收緊帶與樹根部C保持一定距離，A 端固定在樹干上，利用液壓裝置產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)樹干的力，那么，在扶正到如圖位置時(shí)，樹干A點(diǎn)( )
A受到沿BA方向的推力
B受到垂直于AB方向的推力
C所受推力的力臂為AB
D所受推力的力臂為AC
4 某人用100牛的力提起了350牛的重物，那么他可能使用了( )
A一個(gè)定滑輪
B一個(gè)動(dòng)滑輪
C一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組
D一個(gè)杠桿
5 用如圖所示的四種機(jī)械提起同一重物，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，最省力的是( )
6 滑輪是常用的簡(jiǎn)單機(jī)械。
(1)如圖，用滑輪組將重300N的重物勻速向上提升(不計(jì)摩
擦和滑輪與繩重)。在此過程中，所用的拉力為 N
，重物的重力勢(shì)能將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)用n股繩子組成某個(gè)滑輪組，提起重力為G的物體。若
動(dòng)滑輪的重力為G，忽略軸間的摩擦和繩重。求證：當(dāng)提起
的重物的重力G變大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率也變大。
7 日本豐田汽車公司，因汽車腳墊和油門踏板問
題引發(fā)了召回事件，其中油門踏板是一種
類(填“杠桿”或“斜面”)簡(jiǎn)單機(jī)械。請(qǐng)你再舉
一例生活中的該類簡(jiǎn)單機(jī)械 。
8 圖甲所示的是現(xiàn)在比較流行的新型拖把，只
需要用手在A處向上拉動(dòng)即可把海綿擰干，
非常方便衛(wèi)生。這里的拉桿ABC是
(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿。從圖乙海綿的形狀
變化可說(shuō)明
。
9 為了驗(yàn)證空氣有質(zhì)量，小明進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
一、取一支輕質(zhì)、粗細(xì)均勻的直木條，用刻度尺確
定其中點(diǎn)，用細(xì)線將其懸掛，靜止后直木條恰好保
持水平平衡。
二、將A、B兩個(gè)質(zhì)量相等的未充氣的氣球掛在直木條的兩端，靜止后直木條恰好保持水平平衡(如圖甲)。
三、將A氣球拿下，給它充足空氣后再掛上，結(jié)果
A氣球一端下沉(如圖乙)。
(1)小白重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，在步驟三中出現(xiàn)小失誤，把
充氣的A氣球掛上，靜止后直木條仍能保持水平平
衡。查找原因后發(fā)現(xiàn)A氣球的懸掛點(diǎn)不在原位置，于是他將A氣球向 移到原位置，結(jié)果A氣球端下沉。兩人得出結(jié)論：空氣有質(zhì)量。
(2)步驟三后，小明認(rèn)為，在B氣球懸掛處增掛固體使直木條重新保持水平平衡，所增掛固體的質(zhì)量就是A氣球中空氣的質(zhì)量。實(shí)際上小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，原因是充氣氣球的體積較大，受到空氣的 影響較大，所以A氣球中空氣的質(zhì)量并不等于所增掛物體的質(zhì)量。
10 小明利用如圖所示裝置沿水平方向勻速拉動(dòng)一個(gè)重
200N的物體，物體受到的摩擦力是100N。如果不
計(jì)滑輪與繩之間的摩擦，則作用在繩端的拉力，的
大小是( )
A 50N B l00N
C 150N D 200N
11 如圖所示，水平桌面的右端固定一定滑輪，輕質(zhì)小
盤通過一根繞過定滑輪的細(xì)繩與桌面上質(zhì)量為0.4
kg的木塊相連。當(dāng)小盤內(nèi)放有重力為0.5N的砝碼
時(shí)，木塊未被拉動(dòng)，這時(shí)木塊受到的摩擦力大小為
N。當(dāng)小盤內(nèi)放有重為0.6N的砝碼時(shí)，木
塊正好做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小盤內(nèi)放上重為0.7N的砝
碼時(shí)，小潘拖動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小盤落在地面上后，木塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊所受到的摩擦力大小為 N。
12 如圖，長(zhǎng)為3米的勻質(zhì)平板的中點(diǎn)能繞固定的支點(diǎn)
轉(zhuǎn)動(dòng)，平板與水平地面的夾角為30°，在板上站兩
個(gè)小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中點(diǎn)，30
千克的乙小孩位于板的左端?，F(xiàn)兩個(gè)小孩均以0.1
米／秒的速度同時(shí)向右慢慢移動(dòng)， 秒時(shí)間后平板開始轉(zhuǎn)動(dòng)；乙小孩在這一過程中克服自身重力做功的功率為 瓦。(g=10牛／千克)
13 如圖是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。
拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿
與兩夾爪的一端相連。當(dāng)用力捏手把時(shí)，夾爪在
拉繩的作用下可夾持物體，同時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)
松開手把時(shí)，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是( )
A省力杠桿，費(fèi)力杠桿
B費(fèi)力杠桿，省力杠桿
C省力杠桿，省力杠桿
D費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿
14 如圖所示，一根長(zhǎng)為工的木棒的B端放在截面直徑為D的圓柱體上，且木棒保持水平，用水平力F推木棒的A端，圓柱體在水平地面上向前滾動(dòng)。設(shè)木棒與圓柱體、圓柱體與地面間均無(wú)滑動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)把木棒從圖甲位置勻速推至圖乙位置時(shí)，推力F做的功是( )
A B F(L+πD)
C 2FL D F(2L+πD)
15 如圖所示，深井中的水面距地面10m，一工人利用滑輪組裝置
，把質(zhì)量共為l0kg的水和水桶提到地面(其中水桶質(zhì)量2kg)。
由于水桶漏水，每升高1 rn要精掉0.2kg的水。若滑輪、繩的
重量和阻力都不計(jì)，則工人將這桶水提到地面要做 焦的
功。
16 上海浦東東海大橋旁將建成亞洲最大規(guī)模的海上風(fēng)
力發(fā)電場(chǎng)，34臺(tái)國(guó)內(nèi)最大單機(jī)容量的風(fēng)機(jī)將高高矗
立在東海的海平面上，屆時(shí)可提供年上網(wǎng)電量2.67
×108千瓦·時(shí)。這標(biāo)志著海上風(fēng)能正以成熟產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)
目而并非僅是科普風(fēng)景線的面貌走進(jìn)上海普通百姓
的生活中。
(1)有資料顯示，風(fēng)力發(fā)電一度可相應(yīng)減少960克二
氧化碳的排放量，則每年可以減少 噸溫室氣體的排放，同時(shí)每千瓦·時(shí)風(fēng)電能創(chuàng)造0.25元的環(huán)境效益，被譽(yù)為“綠色電力”。開發(fā)目前技術(shù)已經(jīng)成熟的風(fēng)力發(fā)電，對(duì)上海實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。
(2)投產(chǎn)后上海每年可提供2.67×108千瓦·時(shí)電能，相當(dāng)于完全燃燒 千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的能量。(標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3.0×108焦／千克)
(3)在建設(shè)過程中，吊車?yán)脛?dòng)滑輪將一臺(tái)3.0×104千克的風(fēng)機(jī)吊上92米高的塔筒，如圖所示。若鋼繩受到的拉力為2.0×105牛(g取l0牛／千克)，則該吊車的機(jī)械效率是
。
17 如圖所示為一款塔式起重機(jī)，工作電壓為
380伏。當(dāng)起重機(jī)吊起500千克的重物以
1米／秒的速度勻速上升20米時(shí)，工作電
流是18安；當(dāng)起重臂水平旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)重物
在8秒內(nèi)移動(dòng)l6米時(shí)，工作電流是5安。
(g取l0千／千克)
(1)如果起重臂加長(zhǎng)，那么平衡塊的質(zhì)量應(yīng)該 (填“增加”或“減小”)。
(2)請(qǐng)計(jì)算在整個(gè)過程中，起重機(jī)鋼繩對(duì)重物所做的功和起重機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率(結(jié)果保留到0.1％)。
※沖擊高分※
1 某同學(xué)在“研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了正確操作，并記錄
數(shù)據(jù)如表。分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與課本中“使用動(dòng)滑輪能
省一半力”的結(jié)論不符。面對(duì)這一事實(shí)，下列做法中最不可取的
是( )
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物重G／N 拉力F／N
1 1.0 0.65
2 1.5 0.90
3 2.0 1.15
A與同學(xué)分析可能的原因
B實(shí)驗(yàn)失敗，停止實(shí)驗(yàn)
C改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，重新實(shí)驗(yàn)
D查閱資料，了解結(jié)論的適用條件
2 如圖，用測(cè)力計(jì)將長(zhǎng)桿一端A微微抬離地面，測(cè)力計(jì)示數(shù)是F1；同理，用測(cè)力計(jì)將長(zhǎng)桿的另一端B微微抬離地面，測(cè)力計(jì)示數(shù)是F2。則長(zhǎng)桿的重力是(測(cè)力計(jì)保持豎直向上)( )
A B Fl+F2
C D F1×F2
3 某科學(xué)興趣小組利用硬棒(質(zhì)量可忽略不計(jì))、細(xì)線、若干已知重力的物體、刻度尺等器材來(lái)研究杠桿平衡的條件。如圖所示，在C處掛一待測(cè)物體B，當(dāng)重為8牛的物體A掛在D處時(shí)，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺測(cè)得OC為6厘米，OD為18厘米。
(1)此時(shí)物體B的重力是多少牛
(2)保持O點(diǎn)位置和物體A的重力不變，在C處掛上不同重力的物體，移動(dòng)物體A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分別在OE上標(biāo)出相應(yīng)的重力值所對(duì)應(yīng)的刻度，就制成了一根能直接讀出待測(cè)物體重力的杠桿。該杠桿的刻度是否均勻 請(qǐng)說(shuō)明理由。
4 如圖是小明用滑輪組提升水中物體A的示意圖。當(dāng)物體
A完全在水面下被勻速提升的過程中，物體A所受浮力
為80N，小明對(duì)繩子豎直向下的拉力為F1，水平地面對(duì)
小明的支持力為N1。當(dāng)物體A有1／2的體積露出水面
且靜止時(shí)，小明對(duì)繩子豎直向下的拉力為F2，水平地面
對(duì)小明的支持力為N2。已知?jiǎng)踊喫苤亓?20N，
小明所受重力為600N，N1：N2=13：12。不計(jì)繩重、滑
輪與軸的摩擦以及水的阻力，則物體A所受重力為
N。
5 在盛水的長(zhǎng)方體容器上方的橫木上，用細(xì)線豎直
懸掛一個(gè)實(shí)心鐵球，鐵球位于水面上方。容器置
于兩支撐物上而保持靜止，如圖所示。容器對(duì)左
邊支撐物的壓力為N1，對(duì)右邊支撐物的壓力為N2
?，F(xiàn)將線放長(zhǎng)，使鐵球浸沒在水里，則( )
A N1變大，N2變小 B N1變小，N2變大
C N1、N2均變大 D N1、N2均不變
6 傳說(shuō)阿基米德有一天和亥尼洛國(guó)王聊天時(shí)曾說(shuō)：“給我一個(gè)支點(diǎn)、我將能移動(dòng)地球?！边@種“玩笑”看似夸張，其實(shí)卻包含這樣一個(gè)重要的規(guī)律：利用某些機(jī)械可以挪動(dòng)重物，可以改變用力方向或者改變物體運(yùn)動(dòng)的速度。假如你能夠施加一個(gè)100N的力，且受力點(diǎn)能夠以1m／s的速度運(yùn)動(dòng)。那么，利用杠桿(不考慮該杠桿的質(zhì)量)讓你把一個(gè)120000N的重物抬起5cm，需要花費(fèi)的時(shí)間為 。
7 普通洗衣機(jī)的脫水桶都安裝丁安全制
動(dòng)系統(tǒng)。如圖是脫水制動(dòng)示意圖，當(dāng)
用力打開脫水桶蓋時(shí)，制動(dòng)鋼絲產(chǎn)生
的力使剎車帶抱緊剎車盤，阻礙脫水
桶運(yùn)轉(zhuǎn)，起到了制動(dòng)作用，同時(shí)，彈
簧會(huì) (填“伸長(zhǎng)”或“縮短”)。此
系統(tǒng)用到了兩個(gè)杠桿。以M為支點(diǎn)，
判斷杠桿MN是 杠桿(填“省
力”、“費(fèi)力”或“等臂”)。
8 如圖所示，長(zhǎng)l.6m、粗細(xì)均勻的金屬桿可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，一拉力位移傳感器豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力，與作用點(diǎn)到O點(diǎn)距離x的變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖可知金屬桿重( )
A 5 N B l0 N
C 20 N D 40 N
9 一個(gè)600N重的成年人和一個(gè)小孩都要過一道
5m寬的水渠。成人從左岸到右岸，而小孩從
水渠右岸到左岸，兩岸各有一塊4m長(zhǎng)的堅(jiān)實(shí)
木板，他們想出如圖所示的方式過渠。請(qǐng)分析
在忽略木板自身重量和木板疊交距離的情況下
，要使成年人和小孩都能平安過渠，小孩的體
重不能輕于( )
A 100N B 200N
C 300N D 400N
10 古代護(hù)城河上有座吊橋，它的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。把橋面看成是長(zhǎng)為l0米，所受重力為3000牛的均勻桿OA，可以繞轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在O點(diǎn)正上方10米處固定一個(gè)定滑輪，繩子通過定滑輪與桿的另一端A相連，用力拉動(dòng)繩子就可以將桿從水平位置緩慢向上拉起。桿即將離開水平位置時(shí)，繩子的拉力為F1。當(dāng)把吊橋拉起到與水平面的夾角為30°時(shí)，繩子的拉力為F2，所用的時(shí)間是0.5分鐘(忽略繩子重力、滑輪半徑和摩擦)。
(1)F1：F2= 。
(2)對(duì)吊橋所做功的平均功率是 瓦。
11 如圖是小剛設(shè)計(jì)的一個(gè)通過簡(jiǎn)單機(jī)械自動(dòng)
拉開開關(guān)的裝置示意圖。該裝置主要由滑
輪組、配重C、D以及杠桿AB組成，配
重C通過細(xì)繩與動(dòng)滑輪相連，配重C、D
分別通過支架固定在杠桿AB兩端，支架
與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺(tái)面上
，杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針
轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)被拉開前，杠桿在水平位置平衡。已知?jiǎng)踊哖的質(zhì)量mp為0.2kg，OA：OB=3：1，配重D的質(zhì)量mD為1.5kg，作用在D上的豎直向下的壓力F為75N，剛好拉開開關(guān)所需的拉力T為6N。杠桿、支架和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)，滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g取10N／kg。配重C的質(zhì)量mC等于多少，開關(guān)剛好能被拉開
答案
提分練習(xí)
1 C 2略
跟蹤練習(xí)
1 (1)0.5 66.7 由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重做功(不唯一) (2)不能兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的
2證明：當(dāng)被測(cè)物體放在左盤時(shí)，杠桿示意圖如圖
(1)所示。由杠桿平衡條件得：
ml gll =mgl2……①
當(dāng)被測(cè)物體放在右盤時(shí)，杠桿示意圖如圖(2)所小，同理可得：
mgll=m2gl2……②
①式除以②式，得 ，整理后得：。
專項(xiàng)集訓(xùn)
能力提升
1 B 2由于阻力臂越來(lái)越大 3 A 4 D 5 D
6 (1)150 增大
(2)由于忽略摩擦及繩重，則滑輪組的機(jī)械效率為：
所以當(dāng)提升的物體重力G變大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率也變大。
7 杠桿 略 8省力 力改變了物體的形狀
9 (1)左 (2)浮力
l0 A 11 0.5 0.6
12 9 15
13 A l4 C 15略
16 (1)2.5632×105 (2)3.204×106 (3)75％
17 (1)增加 (2)1.0×105焦 65.8％
沖擊高分
1 B 2 B 3 (1)24牛 (2)刻度均勻。理由略。
4 640 5 A 6 60s 7縮短 省力
8 B 9 B 10 (1) ：l (2)250 11 4kg
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品資料·第 16 頁(yè) （共 17 頁(yè)） 版權(quán)所有@21世紀(jì)教育網(wǎng)

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