杠杆、滑轮、机械效率复习

教学目的1、杠杆理解杠杆的支点、动力、阻力、动力臂及阻力臂的含义在比较复杂的情况下能做出作用力的力臂 理解杠杆的平衡条件能应用杠杆平衡条件解决简单的问题 2、实验：研究杠杆的平衡条件会调节使杠杆平衡会记录杠杆平衡的有关实验数据会描述实验结论。3、滑轮理解定滑轮的实质及其作用理解动滑轮的实质及其作用理解有定滑轮、动滑轮组成的滑轮组的作用 用滑轮组提、拉物体时，会对绳子拉力大小进行判定4、机械效率理解有用功、额外功及总功的含义理解总功=有用功+额外功的表达方式理解机械效率的定义及表达式=W有效/W总会应用机械效率的表达式进行有关的运算教学内容知识梳理（一）、杠杆1、定义：一根硬棒如果在力的作用下，能够绕固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。注意：杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的。 2、杠杆的五要素（1）支点（O） （2）动力（F1） （3）阻力（F2） （4）动力臂（l1） （5）阻力臂（l2）：从支点到动力作用线的距离 ：从支点到阻力作用线的距离3、杠杆的平衡条件（1）杠杆的平衡状态 杠杆静止、杠杆匀速转动（2）杠杆的平衡条件 动力动力臂阻力阻力臂 即：或（二）、滑轮滑轮是一个周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。滑轮根据它的不同使用方法可分为三种类型。1、定滑轮（1）定义：在工作的时候，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用时，轮子在不停地转动，但位置不变。2、动滑轮在工作的时候，滑轮和重物一起移动的滑轮叫动滑轮。3、滑轮组（1）把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组。它既省力，又可改变力的方向，使用方便。由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（2）分析归纳：使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动力（或绳子自由端）移动的距离S就是重物升高的距离h的几倍。即FnG总，Snh，n为绳子的段数，省了力就要多移动距离。（三）、机械效率1、有用功、额外功和总功有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功 W额外W总W有用2、机械效率机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率注：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率用百分数表示，没有单位。例：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30做的是额外功。3、提高机械效率采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。（1）减小摩擦（2）减小机械本身的重力4、斜面一种可以省力的简单机械例：盘山公路斜面越缓越省力一、 例题讲解 1、如图的杠杆，O为支点。若FAlA=FBlB，则此杠杆（ ）A、一定静止不动 B、一定转动C、可能静止不动 D、以上情况都有可能2、 如图是剪刀正在工作时的杠杆示意图，其中表示正确的是（ ）3、如图物体重为500牛，AO长为50厘米， BO长为20厘米，则F1牛，F2牛。4.如图甲，将一根粗细均匀的木棒放在水平地面上，稍微抬起一端至少用力100N，则木棒的重力_N.图乙则是一根粗细不均匀的木棒，若稍微抬起一端，抬起_端所用力较大.（粗/细）若将乙图中木棒如图丙吊起，刚好在图示位置平衡，如果沿吊起处的虚线部分将木棒分割成粗、细两段，则_段较重（粗/细）5、如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则A、F甲F乙，因为甲方法的动力臂长 B、F甲F乙，因为乙方法时阻力臂短 D、F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍F甲F乙第3题图6、 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题：在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2； 钓鱼竿属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。7、如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=BO，杠杆自身重力不计。则（ ）AGA=GB BGAGB D无法判断 8.一架不准确的天平，主要是由于它横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，在实验室中常用“交换法”来测定物体的质量。即先将被测物体放在左盘，当天平平衡时，右盘中砝码的总质量为ml；再把被测物体放在右盘，当天平平衡时，左盘中砝码的总质量为m2。试证明被测物体的质量m= 9、如图4为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A吊臂是一个省力杠杆B使用这种吊车，好处是可以少做功C、匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变D、匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小10、如图所示，质量m=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD总质量M=4.0kg，形状及尺寸已在图中注明，该支架只可以绕着过D点的转动轴在图示竖直平面内转动。为简便起见，可将导轨及支架ABCD所受的重力看作集中作用于图中的O点。现用一沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度匀速运动，此时拉力F=10N。（1）铁块运动时所受摩擦力多大？（2）铁块对导轨的摩擦力的力臂多大？（3）从铁块运动时起，导轨(及支架)能保持静止的最长时间是多少?（g=10N/kg）11（10年杭州中考4分）如图，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为30，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米秒的速度同时向右慢慢移动， 秒时间后平板开始转动；乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为 瓦。（g=10牛千克）12、一个已经平衡的杠杆，两端挂有40N和50N的重物，当将两边同时都增挂5N重物时，杠杆应（ ） A 仍平衡 B 挂40N的一端下沉 C 挂50N的一端下沉 D无法判断13、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止 在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在 水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（ ）A80N B60N C40N D20N 14 学校国旗的旗杆上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，对该滑轮的说法，正确的是( ) A这是一个动滑轮，可省力 B这是一个定滑轮，可省力C这是一个动滑轮，可改变力的作用方向 D这是一个定滑轮，可改变力的作用方向15如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是A甲B乙C丙D丁16. 工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面），其中最省力的方案是( )17.小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是A.小李把小胖拉起 B.小胖把小李拉起 C.两个都拉不起 D.两个都拉起18. 如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为_N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为_N。19同一物体沿相同水平地面被匀速移动，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( ) AF甲 F乙 F乙 F丙CF甲F乙= F丙DF甲=F乙 F丙20如图所示，在水平拉力F图作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为( ) A.50J B.25J C.l00J D.200J21.如图所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中Gl G2，则所用的拉力F1 F2（选填“”、“”或“=”），其机械教率1 2填“”、“”或“=）22. 如图所示，用滑轮组提升重物时，重600N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为400N，则在提升重物5s内A绳子自由端被拉下3 m B做的有用功是600 J C拉力F做的功是400 J D动滑轮的重是200N23某人用100牛的力提起了350牛的重物，那么他可能使用了A一个定滑轮 B一个动滑轮 C一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D一支杠杆24、 杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重（如右图所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求： (1)工人使用滑轮组时做的有用功为 焦。 (2）工人拉绳子的力为 牛；拉力的功率为 瓦。 (3)滑轮组的机械效率为 25 如图，不计滑轮重，G1100牛，G2500牛，若弹簧秤上读数为F1，物体G2对地面的压力为F2，则（ ）A、F1200牛，F2400牛B、F1300牛，F2300牛C、F1400牛，F2300牛D、F1600牛，F2400牛 26 如图，重100N的物体，以0.1米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是20N，则作用在物体上的水平拉力是N，物体A受到的滑动摩擦力是N。10秒内绳子自由端通过的距离是 米。（不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦）A27如图所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上，以1m/s的速度匀速拉动物体时受到的摩擦力f=G/10，则物体的重力为 N；在2s内物体移动的距离为 m；拉力F为 N；拉力F的功率为 W。28 如图2所示，物体重15000牛顿，物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%，求物体向左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？ 29. 如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上在这过程中（）A、有用功是400J，总功是840JB、有用功是840J，额外功是400JC、总功是12O0J，机械效率是7O%D、有用功是400J，机械效率是70%30如图所示，斜面长6 m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（ ）A滑轮组的机械效率是40% B物体重300NC拉力F做的功是600J D拉力F的功率是40W31如图所示，重2250N的形钢架与地面的接触面积为2000 cm2, 重500N的物体底面积为0.25m2，人未施力时，物体对地面的压强为_Pa；当物体被匀速提起时，钢架对地面的压强为_Pa（不计绳重、滑轮重和摩擦），若在此过程中，物体上升的高度为2米，求人所做的功是 。32. 如图，用一个水平方向100牛的力F将重200牛的物体推到斜面的顶端，用时1分钟。已知AC=5m AB=13m BC=12m 。求：（1）F对物体做了多少功？功率多大？（2）物体克服重力做了多少功？（3）F对物体所做的功与物体克服重力所做的功如果不相等，说明不相等的原因是什么？如果相等，也说明相等的原因是什么？ 例28. 初三（16）科学兴趣小组的邵杰秋和樊文硕同学看到在没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图所示的方法。他们想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？他们带着疑问去查阅有关资料后了解到：用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关。他们根据以上查阅的资料提出了一个探究的问题：沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系？（1）你认为他们在探究将同一物体推上斜面沿斜面的推力大小与斜面长度的关系时，应控制相同的变量有 。（2）他们选用了一把弹簧秤、一块重为8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的光滑木板，按如下图所示进行了实验，实验时控制斜面高度为0.2m不变。实验测得的数据如下表所示：次数物重G/N斜面高h/m弹簧秤示数F/N斜面长L/m180.24.00.4280.22.00.83480.21.01.65分析实验数据，他们得到的结论是： 。（3）下列四个图中，你认为哪个图能正确表示F与L的关系？ 。（填选项字母）(4)为了进一步探究使用斜面将物体搬上汽车与直接搬上汽车相比，还有没有其他好处，邵杰秋同学从做功的角度仔细分析了上面表格中的数据，意外地发现了一个非常有价值的结论。请你将他的发现表达如下： 35（6分）小徐的体重为500牛顿，他想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率。他用尺量出握拳时手臂的长度为0.6米，并测出自己连续拉上去5次的时间为10秒（如图所示），请计算：（1）小徐在这段时间内克服重力所做的功为多少？（2）小徐做引体向上运动的功率为多大？29、太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。车上太阳能电池接受太阳能的面积是10米2,太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率是1.5千瓦,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为200伏,并对车上的电动机提供了12安的电流,则该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 ,如果这辆汽车的电动机将电能转化为机械能的效率是75%,则当汽车在水平路面上以10米/秒的速度匀速行驶时,受到的牵引力是 牛。例29如图容器中盛有某种液体，轻质水平挡板P可绕转轴O旋转，下方有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球T被挡住，小球T与挡板P的接触点为N，滑轮一边用轻质细绳竖直与挡板连接在R点，另一边挂一个200 g的钩码，整个装置处于平衡状态，摩擦均不计。（g=10N/kg）。以下说法中不正确的是A若容器中液体是水，则NO与RO之比为25B若容器中液体是水，则挡板对小球的压力为5NC若NO与RO之比为23，则此液体密度大于水的密度D若液体密度为0.8g / cm3，则撤去挡板后，小球最终露出液体表面的体积为375 cm3三、课后巩固1. 下列说法中正确的是（ ）A. 机械效率越高，机械做功一定越快B. 做功越多的机械，机械效率一定越高C. 功率越大的机械，机械效率一定越高D. 做功越快的机械，功率一定越大2.用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是（ ）A.80 N，80 J B.80 N，160 J C.40 N，160 J D.40 N，80 J3. 如图所示，用此装置拉一重为100 N的重物，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦，所需拉力为8 N，则物体与地面间的摩擦力为_N。实际此装置的机械效率为80%，欲使物体以0.6 m/s的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_N，拉力在 5 s内做的功为_J。 4.如图所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40 kg，袋子和动滑轮共重100 N，不计绳重和摩擦。求：工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率是多大？5.图1中A是_滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向_（选填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物体，至少要用_牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动_米。6. 如图所示，装置处于静止状态，不计滑轮和绳的重力，如果物体的重力为Gl和G2，那么G1与G2的关系是( )AG1=G2 BG1=2G2 CG1=G2 D无法判断7. 如图所示装置中，若拉力F=4N，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )A8N，8N B.12N，8N C8N，12N D12N，12N8如图所示,整个装置处于静止状态,弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是中考资源网 AA弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数 BFA=FB=3FC C3FA=2FB=6FC DB 弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数9. 如图5所示甲、乙两个装置，已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使A向右匀速滑动，拉力F甲与F乙的大小分别为( )A40牛，20牛 B20牛，40牛C40牛，40牛 D20牛，20牛10. 如图9所示，不计滑轮重与摩擦，物体A质量为2千克，物体B质量为5千克，体积为103厘米3。先用手握住A，待放手后( )A物体B将沉到杯底 B物体 B将停留在水面下任何地方C物体B将离开水面上升 D物体B最后浮在水面上11. （多选）如图所示，某工人利用滑轮组提升矿井中重800N的物体A，当他所用的拉力F=500N时，物体A在10s内匀速提升2m。若不计摩擦和绳重，下列说法中正确的