八年级物理下册 第九章 机械和功课件 （新版）北师大版

第九章机械和功 杠杆 1 概念 在力的作用下 的一根硬棒 2 五要素 如图所示 绕固定点转动 支点 杠杆可以绕其 的点 如o点 动力 驱使杠杆 的力 如f1 阻力 杠杆转动的力 如f2 动力臂 从支点o到动力 的距离 如l1 阻力臂 从支点o到阻力 的距离 如l2 3 杠杆平衡条件 转动 转动 阻碍 作用线 作用线 f1l1 f2l2 4 杠杆分类 三种杠杆 费力省距离 天平 5 定滑轮 动滑轮 滑轮组的比较 改变 不改变 2h nh 1 功 1 定义 作用在物体上的 与物体沿力的方向通过的 的乘积 2 做功的两个必要因素 作用在物体上的 物体在力的方向上通过的 3 计算公式 w 4 单位 符号为j 1j 1n m 5 使用任何机械 力 距离 力 f 距离 s fs 焦耳 都不能省功 2 功率 1 物理意义 表示 2 定义 与完成这些功所用的 之比 3 公式 4 常用单位及换算 1kw w 1mw w 做功的快慢 时间 做功 103 106 3 机械效率 1 有用功 的功 用w有用表示 如图甲提起钩码做的功 2 额外功 由于额外负担和克服 不得不做的功 用w额外表示 如图乙克服动滑轮重力及摩擦力 绳重等因素而多做的一些功 对人们有用 摩擦 3 总功 的总和 即w总 如图乙拉力所做的功 4 机械效率 定义 的比值 公式 特点 总是 1 提高机械效率的方法 a 改进结构 使它更合理 更轻巧 b 同一机械 增大载重 c 经常保养 使机械处于良好的状态 有用功与额外功 w有用 w额外 有用功跟总功 小于 1 从图中可以看出动滑轮实质是一个杠杆 支点是点 动力臂是 阻力臂是 所以它是一个 选填 省力 费力 或 等臂 杠杆 2 由动滑轮的实质可知 使用动滑轮可以 但不能改变力的 3 若物体在拉力作用下上升0 5m 拉力f上升m 若物体重6n 动滑轮重2n 则拉力f等于n 做的有用功是 j 总功是j 机械效率为 不计各种摩擦和绳重 参考答案 1 ol1l2省力 2 省力方向 3 143475 1 杠杆示意图的画法 2 杠杆平衡条件及应用 平衡条件的应用 一般遵循以下流程 3 杠杆最省力的作图方法 1 动力作用点要选在杆的最远端 指距支点最远 2 连接动力作用点与支点 用虚线 3 以动力作用点为垂足 沿动力方向作动力作用点与支点连线的垂线 4 根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定动力的方向 4 杠杆的分类 我们可以根据以下两种方法来对杠杆进行分类 1 根据力臂大小关系 对于较为复杂的杠杆 最好在图上找到支点 动力 阻力 然后画出动力臂和阻力臂进行比较 2 根据杠杆在生活中的实际应用情况 在生活中使用杠杆的目的是不同的 为了省力 则该杠杆是省力杠杆 为了省距离 则该杠杆是费力杠杆 既不省力又不费力的是等臂杠杆 易错警示 1 杠杆可以是直的 也可以是弯曲的 2 动力和阻力都是杠杆自身受到的力 而不是杠杆对其他物体的作用力 3 要注意力臂是从支点到力的作用线的距离 而不是从支点到力的作用点的距离 4 既省力又省距离的杠杆是不存在的 典例1 2013 丽水中考 如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图 杆ab可绕o点转动 杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的ob相等 杆ab的重力不计 柱形物体较重 1 制作舂米工具时 为了使作用在a点的力f更小 在其他条件相同时 只改变支点o的位置 应将o点更靠近端 2 若作用在a点的动力f方向始终与杆垂直 则杆从水平位置缓慢转动45 角的过程中 动力f大小的变化是 思路导引 解答本题注意以下关键点 精讲精析 本题考查的是杠杆的平衡条件的应用 1 在阻力不变的情况下 要想省力就要增大动力臂或减小阻力臂 所以要把o点更靠近右端或b端 2 首先找到柱形物体的重心 此时的力臂是ob 当柱形物体逐渐往上移时 柱形物体的力臂在变小 阻力和动力臂都不变 所以动力变小 答案 1 b 或右 2 变小 方法归纳 求解最小动力的方法 1 动力作用点要选在杠杆上距支点最远处 2 连接动力作用点和支点 用虚线 3 以动力作用点为垂足 作动力作用点与支点连线的垂线 则此垂线即为动力作用线 4 根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反 确定动力的方向 变式训练 2012 苏州中考 画出杠杆ab在图示位置静止时作用在a端点的最小力f的方向及其力臂l 解析 本题考查杠杆平衡条件的应用及力臂的画法 根据杠杆平衡的条件 若要使力f最小 则应使其力臂最长 当力f的作用点为a 并且与aob垂直时其力臂最长 力f与重物g的作用力使杠杆转动的方向相反 由此确定力f的方向 答案 如图所示 2012 凉山中考 在图中 o为支点 画出使杠杆保持平衡的最小力f 保留作图痕迹 解析 本题考查杠杆平衡条件的应用 动力臂越长越省力 故连接oa 过a点作垂直于oa斜向下的力 即为最小的力 答案 如图所示 1 定滑轮和动滑轮 1 判断 提升重物时 转轴固定不动的是定滑轮 转轴随重物一起移动的是动滑轮 2 实质及特点 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 不能省力 但可以改变力的方向 动滑轮实质上是一个动力臂等于阻力臂2倍的杠杆 可以省一半力 但不能改变动力的方向 2 滑轮组 1 特点 既省力又能改变力的方向 当自由端连接在定滑轮上 可以改变力的方向 当自由端连接在动滑轮上时 不可以改变力的方向 2 绳子股数的判断方法 在滑轮组中 承担重物的绳子段数n 就是吊着动滑轮的那几段绳子 包括从动滑轮上引出的和拴在动滑轮上的绳子 而绕过定滑轮的绳子 只起到改变力的方向的作用 3 省力的判断方法 在不考虑各种摩擦及绳重时 滑轮组有几段绳子承担物体 则提起物体所用的力就是物重的几分之一 即f g g g物 g动 易错警示 1 确定好绳子的固定端后 要按照从内到外的顺序绕 2 用笔画线表示绳子时 注意所画的线要直 并且要与滑轮的边缘相切 3 若要求最省力 则承担物重的绳子段数应最多 典例2 2013 盐城中考 在物理综合实践活动中 小华设计了如图所示的机械模型 推动硬棒cd或ef 使它们在水平面内绕轴o转动 即可将绳逐渐绕到轴o上 提升重物g 硬棒cd是杠杆 滑轮b 选填 能 或 不能 改变力的大小 在重物上升的过程中 轴o上增加的绳长重物上升的高度 思路导引 解答本题时按照以下思路分析 1 2 精讲精析 本题考查轮轴 定滑轮的相关知识 硬棒cd在绕轴o转动过程中 可看作是轮轴 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 滑轮b在使用过程中 不随重物一起移动 是定滑轮 不省力 只改变力的方向 故不能改变力的大小 由于重物g是通过两个定滑轮连在轴o上的 所以轴o上增加的绳长等于重物上升的高度 答案 省力不能等于 方法归纳 绕制滑轮组时 若要求f g 这时如果n为奇数 绳子的起点固定在动滑轮上 当n为偶数时 绳子的起点固定在定滑轮上 这个规律称为 奇动偶定 变式训练 2012 德州中考 用如图所示的滑轮组提升重物 要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍 请在图上画出绕线的方法 解析 本题考查滑轮组的绕线方法 绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍 则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升高度的2倍 可知有2段绳子承担总重 即连在动滑轮上的绳子为2段 答案 如图所示 1 正确理解做功的两个必要因素 1 做功必须同时具备两个必要因素 作用在物体上的力 物体在力的方向上移动的距离 2 几种常见的不做功的情况 缺力无功 物体靠惯性通过一段距离 此情况有距离无力 缺距离无功 有力作用在物体上 但物体没有移动距离 垂直无功 有力作用在物体上 物体也移动了一段距离 但力的方向与物体移动方向垂直 2 功率 1 做相同的功 比较做功的时间 所用时间越短 做功越快 功率越大 2 相同时间 比较做功的多少 做功越多 做功越快 功率越大 3 比较功与做功所用时间的比值 比值越大 功率越大 3 计算公式 1 功 w fs pt 2 功率 以恒定的力做匀速直线运动 易错警示 1 利用公式进行计算时 各物理量是一一对应的 并且各物理量的单位都取国际单位 2 做功的多少是由功率和时间共同决定的 功率大的物体不一定做功多 拓展延伸 功的原理 使用任何机械都不省功 省力的机械必定费距离 省距离的机械必定费力 省力又省距离的机械是不存在的 但是使用机械可以省力 改变动力的方向或者省距离 给人们带来方便 这是人们使用机械的目的 功的原理适用于任何机械 典例3 2012 龙东中考 小明将放在水平桌面上重为3n的物理课本 在5s内水平匀速拉动0 5m 所用的水平拉力为1n 则课本重力做功j 水平拉力做功j 拉力的功率为w 思路导引 精讲精析 本题考查物体是否做功及功的计算 物理课本重g 3n 水平拉力为f 1n 水平匀速拉动s 0 5m 课本在竖直方向上没有移动距离 故重力做功为0 水平方向上受到了力且移动了距离 水平拉力做功w fs 1n 0 5m 0 5j 功率答案 00 50 1 方法归纳 判断是否做功的三个步骤 1 物体是否受到力的作用 不受力的物体不做功 2 物体是否运动 不运动的物体也不做功 3 判断物体受力的方向和运动方向的关系 若二者方向垂直 则不做功 若二者方向不垂直 则做功 变式训练 2012 内江中考 如图所示 以下所列举的几个力中 没有对物体做功的是 解析 选d 本题考查判断力是否做功的方法 物理学中的功包含两个必要因素 一是作用在物体上的力 二是物体在力的方向上运动一段距离 由题图可知 杠铃静止时受到了运动员的支持力 但在支持力的方向上没有移动距离 故d选项中支持力没有对杠铃做功 1 三者之间的关系 2 三者的公式关系 3 功率与速度 牵引力的关系 易错警示 两点注意 1 理清关系 计算时涉及的公式与物理量较多 要找出各物理量的对应关系 会举一反三 2 统一单位 计算时要注意公式中各物理量都要使用国际单位 若题中给的物理量不是国际单位要先转化为国际单位 典例4 2012 苏州中考 建筑工地上 工人用如图所示的装置将重为230n的建材从地面匀速送到6m高处 所用拉力为125n 时间为20s 求 1 工人做的有用功 2 工人做的总功 3 此过程中该装置的机械效率 4 工人做功的功率 思路导引 解答本题抓住以下三个关键点 精讲精析 本题考查功 功率 机械效率的有关计算 1 w有用 gh 230n 6m 1380j 2 w总 fs 125n 12m 1500j 3 4 答案 1 1380j 2 1500j 3 92 4 75w 方法归纳 对于功 功率和机械效率的综合计算的解题思路 1 认真审题 剖析题意确定各量间的关系 2 根据已知量和待求量的关系 结合相应的公式或物理规律建立关系式 3 逐步分析 计算中间的物理量 直至导出所求量 变式训练 2012 连云港中考 用如图所示的滑轮组 将重为10n的物体以0 1m s的速度匀速提升 拉力f 6n 拉力的功率为w 滑轮组的机械效率为 若不计绳重及摩擦 动滑轮的重力为n 解析 本题考查功 功率 机械效率的综合计算 由题图知 n 2 s 2h 绳子自由端移动的速度v 2 0 1m s 0 2m s 拉力的功率p fv 6n 0 2m s 1 2w 使用滑轮组做的有用功w有用 gh 使用滑轮组做的总功w总 fs 滑轮组的机械效率不计绳重和摩擦 则拉力f g物 g轮 即6n 10n g轮 g轮 2n 答案 1 283 3 2 2012 广安中考 如图所示 将质量为100kg的木箱 用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端 斜面长5m 高1 6m 在此过程斜面的机械效率为80 则拉力做的功为j 拉力所做的额外功为j g 10n kg 解析 本题考查斜面机械效率的有关计算 根据木箱的质量可以求出木箱的重力g mg 100kg 10n kg 1000n 克服木箱重力所做的功就是有用功 w有用 gh 1000n 1 6m 1600j 拉力f所做的总功是2000j 所以拉力所做的额外功是w额外 w总 w有用 2000j 1600j 400j 答案 2000400 1 物理意义 机械效率是有用功在总功中所占比例的多少 是一个比值 是一个无单位的物理量 描述机械的工作性能 2 滑轮组与斜面的机械效率 3 提高机械效率的方法 根据公式分析利用滑轮组提升重物时 如何提高滑轮组的机械效率 1 当有用功 w有用 一定时 额外功 w额外 越小 则机械效率 越大 因此 设法减小额外功可以提高机械效率 如减轻动滑轮重 加润滑油以减小摩擦 用轻质材料制作机械 都可以不同程度地减小额外功 2 当额外功 w额外 一定时 有用功 w有用 越大 机械效率 越大 因此 增大有用功可以提高机械效率 如增加提升的物重 4 与功率的区别 功率表示做功的快慢 功率越大的机械 单位时间内做的功越多 机械效率表示机械做功的效率 有用功在总功中所占的比例越大 效率越高 故不能说 功率越大 效率越高 方法技巧 两要点 求机械效率要点一 确定有用功和总功 一般情况下克服机械本身的摩擦力或重力做的功是额外功 提升重物时克服物体重力做的功是有用功 动力对机械做的功是总功 要点二 选择合适的公式 根据题目中所给条件选择公式 典例 2013 菏泽中考 甲 乙两个滑轮组如图所示 其中的每一个滑轮都相同 用它们分别将重物g1 g2提高相同的高度 不计滑轮组的摩擦 下列说法中正确的是 a 若g1 g2 拉力做的额外功相同b 若g1 g2 拉力做的总功相同c 若g1 g2 甲的机械效率大于乙的机械效率d 用甲 乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物 机械效率不变 思路导引 解答本题应按以下思路 精讲精析 选c 本题考查对滑轮组机械效率的理解 不计滑轮组的摩擦 对动滑轮做的功为额外功 对重物做的功为有用功 两个滑轮组的动滑轮个数不同 当提高相同的高度时 乙滑轮组做的额外功较大 若g1 g2 提高的高度相同 故做的有用功相同 总功等于有用功和额外功之和 故甲滑轮组的总功小于乙滑轮组的总功 根据 100 知 甲的机械效率大于乙的机械效率 不计滑轮组的摩擦时 滑轮组的机械效率由此可见滑轮组的机械效率与物重有关 故提升不同的重物 机械效率不同 故选c 失误档案 解答此类问题 容易出现以下失误 1 误认为机械效率越高就越省力 2 误认为机械效率越高做的有用功一定越多 变式训练 2012 福州中考 小明用同一滑轮组分别将甲 乙两组钩码提升相同的高度 如图所示 他两次提升钩码所用的拉力分别为f甲和f乙 则f甲f乙 所做的有用功分别为w甲和w乙 机械效率分别为 甲和 乙 则w甲w乙 甲 乙 均选填 或 解析 本题考查滑轮组机械效率的计算 甲 乙滑轮组的绳子股数都是三股 提起的钩码越重 所需的拉力越大 所以f甲 f乙 假设都使钩码上升h 则w甲 gh w乙 2gh 故w甲 w乙 用同一滑轮组提升钩码到相同高度 所做的额外功是相等的 由于w甲 w乙 所以 甲 乙 答案 1 实验器材 杠杆 支架 钩码 2 实验设计 1 调平 在挂钩码前 调节杠杆两端的 使杠杆在 位置平衡 2 在杠杆上悬挂钩码 改变钩码的个数及其位置 使杠杆在水平位置平衡 多做几次实验 记录动力 动力臂 阻力 阻力臂 3 分析与论证 杠杆的平衡条件 平衡螺母 水平 动力 动力臂 阻力 阻力臂 4 问题探究 1 为什么要调节杠杆在水平位置平衡 提示 为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小 如图所示 同时可以使杠杆的重心落在支点处 避免杠杆的重力对平衡产生影响 2 实验时为什么要做多次实验 收集多组数据 提示 只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性 为了得到普遍性结论 使结论更具有说服力 应测量多组数据进行分析总结 易错警示 1 该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的 力的大小等于钩码的重力 2 平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用 在悬挂钩码后不可移动平衡螺母 典例1 2012 南京中考 物理实验小组的同学 利用如图所示的装置 在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件 1 如图甲所示 为使杠杆在水平位置平衡 应将右端的平衡螺母向 选填 左 或 右 移动 将杠杆调在水平位置平衡是为了方便测量 2 实验中测得的数据如表所示 表格中漏填的数据为n 3 有的同学按现有方案得出如下结论 动力 支点到动力作用点的距离 阻力 支点到阻力作用点的距离 这个结论与杠杆平衡条件不符 原因是实验过程中 填字母 a 没有改变力的大小b 没有改变力的方向c 没有改变力的作用点d 实验次数较少 结论具有偶然性 解析 本题考查了杠杆的平衡条件 1 由题图可知 左边重 所以应将右端的平衡螺母向右移动 当杠杆水平时 杠杆与重力的方向垂直 力臂在杠杆上 这样容易测量力臂的大小 2 由实验 可知 动力 动力臂 阻力 阻力臂 所以空格处的数据应为1 3 在实验中 既改变了力的大小 又改变了力臂的大小 并测量了多次 所以a c d错误 力臂的大小与支点到力的作用点的距离并不一定相等 力臂的大小是由支点及力的方向决定的 当力的方向发生变化时 力臂也会变化 故b正确 答案 1 右力臂 2 1 3 b 延伸探究 结合典例思考以下问题 1 在做完上述实验后 小强又拿来一个弹簧测力计继续研究 如图所示 在杠杆水平平衡后 小强调节左边钩码的个数和位置 使杠杆水平平衡时 测出f1 1 2n f2 1 5n oa 30cm ob 20cm 他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中 发现f1 oa和f2 ob并不相等 从而认为杠杆的平衡条件不一定是f1l1 f2l2 小强的失误是 2 在图中 若b处的钩码不变 小强将弹簧测力计由a处移到c oc 10cm 处 施加一个竖直方向的力 使杠杆在水平位置平衡 则这个力的方向应 大小为n 解析 1 小强做实验时 拉力f1的方向斜向下 力臂不是oa 而小强将oa当作f1的力臂 故实验结论有误 2 力f2的作用是使杠杆逆时针转动 若在c点施加力的作用 则这个力应使杠杆顺时针转动 即方向竖直向上 此时f2 1 5n oc 10cm ob 20cm 根据杠杆平衡条件f3 oc f2 ob 得f3 3n 答案 1 把oa当成了f1的力臂 或把f1的力臂弄错了 2 竖直向上3 1 实验原理 2 实验步骤 1 用 测量出钩码的重力g并填入表格 2 按图安装滑轮组 分别记下钩码和弹簧测力计的位置 3 拉动弹簧测力计 使钩码升高 读出拉力f的值 用 测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s 填入记录表格 4 算出有用功w有用 总功w总 机械效率 并填入表格 5 改变钩码的数量 重复上面的实验 弹簧测力计 匀速 刻度尺 3 测量物理量 用 测出钩码重g 拉力f 用 测出钩码上升的高度h 绳端移动的距离s 4 计算物理量 w有用 w总 5 分析与论证 1 同一滑轮组提升的物重越大 它的机械效率 2 影响滑轮组机械效率的主要因素是 弹簧测力计 刻度尺 gh fs 越高 提升的物重 动滑轮重 机械装置间的摩擦 6 问题探究 1 实验中应怎样拉动弹簧测力计 提示 竖直匀速拉动 2 在钩码上升的高度h和拉力移动的距离s中 如果只测出其中一个 能否算出滑轮组的机械效率 提示 能 对于已组装好的滑轮组 承担物重的绳子段数n是确定的 因为s nh 所以不管测出h或s 都可以算出另外一个 3 如果没有刻度尺 该实验能否测出滑轮组的机械效率 为什么 提示 能 对于已经组装好的滑轮组s nh 滑轮组的机械效率故测算机械效率只测量f g即可 易错警示 滑轮组的机械效率与省力情况 物体提升的高度 绳子的段数等因素无关 它随所提起物体重力的改变而改变 典例2 2012 遵义中考 小明在测量滑轮组机械效率的实验中 所用装置如图所示 实验中每个钩码重2n 测得的数据如表 1 在实验中 测绳端拉力f时 应尽量竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数 2 第1次实验测得的机械效率为 结果保留两位有效数字 3 分析表中数据可知 第2次实验是用图做的 第4次实验是用图做的 选填 a b 或 c 4 分析第1 2次实验数据可知 使用同一滑轮组 可以提高滑轮组的机械效率 分析第1 3次实验数据可知 使用不同的滑轮组 提升相同的重物 动滑轮个数越多 即动滑轮总重越重 滑轮组的机械效率 5 分析第3 4次实验数据可知 滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 解析 本题考查滑轮组的机械效率 1 在实验中是用弹簧测力计的示数来显示拉力的大小 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计 2 第1次实验测得的机械效率 3 分析表中数据 第2次实验承担物重的绳子段数被提升的物重有三个钩码 故第2次实验是用b图做的 第4次实验承担物重的绳子段数故第4次实验是用c图做的 4 分析第1 2次实验数据 使用的滑轮组相同 第2次钩码重力大 机械效率高 故可得出增加物重 可以提高机械效率 分析第1 3次实验数据可知 使用的滑轮组不同 物重相同 第3次动滑轮重 机械效率低 故可知使用不同的滑轮组 提升相同的重物 做相同的有用功 动滑轮个数越多 做的额外功越多 滑轮组的机械效率越小 5 分析第3 4次实验数据 使用相同的滑轮组提升相同的物体 物体提升的高度不同 但是两次滑轮组的机械效率相同 故可得出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关 答案 1 匀速 2 74 3 bc 4 增加被提升的物重越小 5 无关 延伸探究 结合典例思考以下问题 1 分析比较第1 3次实验数据 提升相同重物时 第次实验更省力 再对比两次实验的机械效率 可知省力的滑轮组不一定机械效率高 2 根据上述几次实验得出的结论 写出两种提高滑轮组机械效率的措施 解析 1 由表中数据可知 第1次实验的拉力为1 8n 第3次实验的拉力为1 4n 故第3次实验更省力 2 由前三次的实验可知 滑轮组的机械效率与钩码重力和动滑轮的重力有关 所以通过改变钩码重力和动滑轮的重力 就可以改变滑轮组的机械效率 答案 1 3 2 增大钩码的重力 减小动滑轮的重力 1 下列关于杠杆的说法中正确的是 a 杠杆必须是一根直棒b 杠杆不一定要有支点c 杠杆可以是直的 也可以是弯的d 杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离 解析 选c 本题考查杠杆概念的理解 杠杆不一定是直的 只要能绕着固定点转动的物体都可以看作是杠杆 杠杆可直可弯 没有形状限制 a错 c正确 杠杆一定要有支点 b错 力臂是从支点到力的作用线的距离 是点到线的距离 而不是点到点的距离 故d错 2 如图所示 所使用的杠杆属于费力杠杆的是 解析 选a 本题考查杠杆的分类 开瓶器 灭火器压把和钢丝钳在使用时动力臂都大于阻力臂 故都是省力杠杆 钓鱼竿在使用时 动力臂小于阻力臂 故是费力杠杆 3 如图所示 利用了动滑轮的是 解析 选d 本题考查滑轮的分类 判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮 关键看该滑轮的轴是否随物体一起移动 不随物体移动的是定滑轮 随物体一起移动是动滑轮 根据定滑轮和动滑轮的定义 用力拉绳时 图a b c中的滑轮不随物体一起移动 只是轮子转动而轴固定不动 滑轮的位置不变 是定滑轮 而图d中的滑轮随着物体一起移动 是动滑轮 4 小虎同学用滑轮组匀速提起重为600n的物体 如果不计摩擦力 动滑轮重力和绳子重力 则小虎同学对绳子的拉力应为 a 600nb 400nc 300nd 200n 解析 选c 本题考查滑轮组绳子拉力情况的计算 从题图中可以看出 物体由两段绳子承担 忽略摩擦 动滑轮重及绳重时 所用拉力 5 要测量小明通过楼梯上楼时的功率 不需要测量的是 a 身体质量b 通过楼梯的高度c 通过的路程d 上楼所用的时间 解析 选c 本题考查功率的计算 由功率定义式可知 要测量上楼时的功率 必须测量上楼时做的功和上楼时间 要测量上楼时做的功 可以通过测量身体的质量和通过的楼梯高度计算得出 即w gh mgh 所以不需要测量通过的路程 故选c 6 如图所示 物体a和b所受重力都为120n 滑轮重力不计 当分别用力匀速提升物体a和b时 fa为 n fb为 n 解析 本题考查定滑轮和动滑轮的作用 a为动滑轮能省的力 b为定滑轮不能省力 答案 60120 7 如图所示 蚂蚁用10 3n的力拉着树叶 10s内沿拉力方向前进了10cm 则蚂蚁对树叶做功为j 此时的功率为w 解析 本题考查功与功率的计算 蚂蚁对树叶施加了拉力 拉力在力的方向上通过了距离 故蚂蚁做的功w fs 10 3n 0 1m 10 4j 所用时间为10s 则这段时间做功的功率为答案 10 410 5 8 如图所示 某同学用一个动滑轮将20n的物体竖直向上匀速提升0 5m 此过程中绳子自由端 右端 向上移动m 已知物体匀速上升过程中 弹簧测力计的示数为11n 动滑轮的机械效率是 解析 本题考查动滑轮的机械效率 用动滑轮提升物体 绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍 因此绳子自由端上升了1m 动滑轮的机械效率为答案 190 9 9 请在图中画出力f对支点o的力臂 并用l表示 解析 本题考查力臂的画法 首先沿力f的方向作出f的作用线 由支点o向f的作用线作垂线 垂线段的长度即为f的力臂l 答案 如图所示 10 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置 1 实验前 发现杠杆右端下沉 此时 应把杠杆两端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 使杠杆在位置平衡 这样做的目的是方便读出力臂 2 如表是某实验小组测得的两组数据 请你帮他们补充完整 3 分析表格 可得杠杆的平衡条件为 解析 本题主要是对探究杠杆平衡条件实验的考查 1 实验前 发现杠杆右端下沉 说明杠杆右端力和力臂的乘积较大 此时应把杠杆两端的平衡螺母向左调 使杠杆在水平位置平衡 2 表中数据应填0 3 3 分析表中数据可得杠杆的平衡条件为f1l1 f2l2 答案 1 左水平 2 0 3 3 f1l1 f2l2 11 用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m 已知货物重850n 所用拉力f为300n 不计摩擦和绳重带来的影响 求 1 有用功w有用 2 总功w总 3 额外功w额外 4 动滑轮的重力 5 滑轮组的机械效率 解析 本题考查机械效率的计算 1 有用功 w有用 gh 850n 3m 2550j 2 绳子自由端移动的距离 s nh 3 3m 9m总功 w总 fs 300n 9m 2700j 3 额外功 w额外 w总 w有用 2700j 2550j 150j 4 动滑轮的重力 5 滑轮组的机械效率 答案 1 2550j 2 2700j 3 150j 4 50n 5 94 1 2013 扬州中考 下列机械或工具的使用 属于费力杠杆的是 解析 选b 本题考查杠杆类型的判断 根据杠杆平衡条件 分析力臂长短或用途和目的判断杠杆类型 羊角锤目的是拔出钉在木头中的钉子 通过费距离 省力 达到徒手不能达到的效果 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 筷子是通过费力 节省距离 夹到距离身体较远的食物 动力臂小于阻力臂 是费力杠杆 瓶塞密闭很结实 通过起瓶器开启瓶塞是通过费距离达到省力的目的 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 独轮车为了抬起较重的重物 要使动力臂大于阻力臂 以省力搬动更多的重物 所以是省力杠杆 2 2012 烟台中考 在你学过的简单机械里既可以省力又可以费力的机械是 a 杠杆b 定滑轮c 动滑轮d 滑轮组 解析 选a 本题考查简单机械的特点 动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆 即利用杠杆既可以省力 也可以费力 而定滑轮不能省力 只能改变力的方向 动滑轮和滑轮组都能省力 但不会费力 3 2013 北京中考 下列有关力做功的说法中正确的是 a 用水平力推着购物车前进 推车的力做了功b 把水桶从地面上提起来 提水桶的力没有做功c 书静止在水平桌面上 书受到的支持力做了功d 挂钩上的书包静止时 书包受到的拉力做了功 解析 选a 本题考查做功的两个必要条件 一是作用在物体上的力 二是物体在力的作用下移动了距离 a选项中物体在推力的作用下移动了距离 因此推力做了功 b选项中提水桶的过程中 提力做了功 c d项中静止的书或挂钩上的书包 都没有在力的作用下移动距离 故力均没有做功 4 2013 重庆中考 小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点 他将重为3n的物体匀速提高了0 5m 已知绳子自由端的拉力f为2n 则绳端移动的距离s及提起重物时滑轮组的机械效率是 a s 1 5m 50 b s 1 5m 80 c s 1m 75 d s 1m 37 5 解析 选c 本题考查滑轮组机械效率的相关计算 由题图可知 本题中使用滑轮组时 滑轮组用两段绳子吊着物体 绳子自由端移动的距离是重物升高距离的两倍 s 2h 1m 滑轮组的机械效率故选c 5 2012 温州中考 为提高学生安全自救和使用灭火器的能力 学校开展消防安全演习 1 如图是一种泡沫灭火器局部示意图 当按压控制杆时 控制杆绕点o转动 可打开阀门 灭火器的控制杆相当于简单机械中的 2 演习过程中 小明用60n竖直向上的力将灭火器从地面提高0 5m 则小明对灭火器所做的功为j 解析 本题考查杠杆的识别及功的计算 1 从图中可以看出 用手压控制杆时 杆以o点为支点转动 同时打开阀门 故控制杆相当于杠杆 2 小明用f 60n竖直向上的力将灭火器从地面提高h 0 5m的高度 小明对灭火器所做的功w fh 60n 0 5m 30j 答案 1 杠杆 2 30 6 2012 重庆中考 用如图所示滑轮组匀速提升重为200n的物体 人对绳的拉力为125n 不计绳重和摩擦 滑轮组的机械效率为 如果人的体重为600n 拉动过程中绳始终未断裂 他用此滑轮组能提升的最大物重为 解析 本题考查滑轮组的机械效率的有关计算 图中的滑轮组有2段绳子分担物重 所以当用它匀速提升200n的重物时 当f最大 g人 600n时 由可得g最大 nf最大 80 2 600n 960n 答案 80 960n 7 2012 成都中考 在图中 1 标出支点o的位置 2 画出作用在撬棍上的力f1的力臂 解析 本题考查杠杆示意图的画法 支点是杠杆绕着转动的固