山东省邹平县实验中学九年级物理 12 简单机械课件.pptVIP

第十二章简单机械 一 杠杆1 定义 在力的作用下能绕着 转动的一根硬棒 2 五要素 1 支点 杠杆可以绕其转动的点o 2 动力 使杠杆转动的力f1 3 阻力 阻碍杠杆转动的力f2 固定点 4 动力臂 从支点到动力作用线的距离l1 5 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离l2 在图中标出支点 o 动力臂 l1 阻力臂 l2 3 平衡状态 杠杆 转动 4 杠杆的平衡条件 5 生活中的三类杠杆 静止或匀速 f1l1 f2l2 省力费距离 费力省距离 天平 二 滑轮 f1 g s h s 2h 三 机械效率1 三类功 1 有用功 为了达到目的必须要做的功 2 额外功 对达到某一目的 又不得不做的功 3 总功 有用功和额外功的 没有用 总和 2 机械效率 1 定义 有用功跟总功的比值 2 公式 3 规律 机械效率总 1 3 提高方法 1 物重 2 动滑轮重 小于 增加 减小 微点拨 1 杠杆 1 杠杆可直可弯 但一定是硬棒 2 杠杆一定有支点 且支点固定不动 3 杠杆的力臂是支点到力的作用线的垂直距离 不是支点到力的作用点连线的距离 4 判断杠杆平衡的根据是力和力臂乘积的大小关系 不是动力和阻力的大小 2 滑轮和机械效率 1 动滑轮省一半力的条件是绳子拉力的方向竖直向上 且不计摩擦及滑轮重 绳重 否则拉力要大一些 2 使用任何机械可以省力 也可以省距离 但不能省功 3 机械效率要用百分数表示 不能用小数表示 速练题 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 机械效率为 参考答案 1 ol1l2省力 2 省力方向 3 1475 主题一杠杆力臂的画法 中考警示 力臂是线段 不是射线 力臂与力的作用线要垂直 且不能漏标注垂直符号 示范题1 2014 聊城中考 如图所示 用起子开启瓶盖 请确定支点o的位置 画出f的力臂 解题探究 解答本题时思考以下三个问题 1 如何画力的作用线 2 力臂是哪一点到哪一条线的距离 3 力臂是线段还是射线 提示 1 沿力的方向将作用线延长或反向延长 沿力的方向的直线即为力的作用线 2 力臂是支点到力的作用线的距离 3 线段 解析 此题考查杠杆的力臂画法 用起子开瓶盖时 根据用力情况 起子与瓶盖上面接触的点为支点 过支点作力f的作用线的垂线段 标出力臂符号 答案 备选例题 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定点 观察题图可知 杠杆是围绕小石块转动 所以杠杆与小石块接触的点即为支点 力f1的力臂是指从支点到力f1的作用线的距离 从支点向力f1的作用线作垂线段即为其力臂l1 答案 如图所示 主题二杠杆平衡条件的应用1 判断杠杆类型 由f1l1 f2l2知 通过比较动力和阻力 动力臂和阻力臂 判断杠杆类型 2 两步法 找杠杆 最小力 知识拓展 找最长力臂的三种情况求最小动力 就是转化为找最长力臂问题 找最长力臂 一般分三种情况 1 在动力的作用点明确的情况下 就是以支点到力的作用点的连线作为力臂 这个力臂最长 过力的作用点作力臂的垂线 正确确定力的方向从而作最小的力 2 在动力作用点未明确规定时 首先应找出距支点最远的点作为动力作用点 然后再按 1 的步骤完成 3 在支点不明确的情况下 首先要通过比较找出合适的支点 进而找到动力作用点 再按 1 的步骤完成 示范题2 2013 沈阳中考 如图 轻质杠杆abo能绕o点自由转动 若在杠杆末端a点施加一个力提起重物g 使杠杆在水平位置平衡 则此杠杆 选填 一定 或 不一定 是省力杠杆 若在a点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡 此力的方向是 解题指南 解答本题抓住以下关键点 1 确定阻力和阻力臂 判断阻力和阻力臂是否变化 2 判断动力的方向 动力方向不确定时 动力臂不确定 3 确定力臂的关系 比较动力臂和阻力臂大小关系 解析 本题考查杠杆种类的判断 在a点施加的力若与oa夹角小于30 它的力臂将小于oa即小于ob 根据杠杆的平衡条件可知fa会大于g 最小力的力臂应该最大 把支点到力的作用点的距离当成力臂是最大的力臂 所以a点的力方向竖直向上时力臂最大 答案 不一定竖直向上 垂直于杠杆向上 延伸思考 在 示范题2 图中画出a点所施加的最小的力及其力臂 解析 拉力的方向竖直向上 过o点向力的作用线作垂线段 并在旁边标注l 答案 如图所示 主题三滑轮组的理解1 滑轮组省力的判断 1 确定绳子股数n 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框上的绳子 2 省力情况 f g物 g动 不计绳重及各种摩擦 如 2 滑轮组的组装 1 确定股数 根据省力情况 确定绳子股数 再绕线 2 绕线 原则 按照 奇动偶定 的原则 即奇数段绳子从动滑轮开始绕线 偶数段绳子从定滑轮开始绕线 注意事项 按照从内到外的顺序 且所画的线要直 与滑轮的边缘相切 知识拓展 滑轮组的设计 1 n为偶数时 绳子的固定端应拴在定滑轮上 即 偶定 如果不需要改变用力的方向 例如 自由端向上拉 则需要的动滑轮个数为个 定滑轮的个数比动滑轮少一个 如图甲所示 如果需要改变用力的方向 例如 自由端向下拉 则动滑轮和定滑轮个数都等于 如图乙所示 2 n为奇数时 绳子的固定端应拴在动滑轮上 即 奇动 如果不需要改变用力的方向 则动滑轮和定滑轮的个数相等 都等于 如图丙所示 如果需要改变用力的方向 则需要加一个定滑轮 即动滑轮的个数为 定滑轮的个数为 1 如图丁所示 综上所述 滑轮组设计原则归纳为偶定奇动 一动配一定 偶数减一定 变向加一定 滑轮组在绕绳时如果动滑轮少 那么绳的起始端就固定在动滑轮上向定滑轮绕起 反之定滑轮少 则绳的起始端就固定在定滑轮上向动滑轮绕起 绕绳时 绳不可相交 示范题3 1 2013 泉州中考 用下列装置提升同一重物 若不计滑轮自重及摩擦 则最省力的是 解题指南 解答本题从以下角度分析 判断滑轮的类型 判断绳子的股数 如果是动滑轮 判断拉力的方向是否竖直向上 解析 选c 本题考查滑轮的特点 a项是动滑轮 但拉力的方向斜向上 则由动滑轮及其工作特点可知 即f1略大于g b项是定滑轮 由定滑轮及其工作特点可知 不省力 即f2 g c项是滑轮组 绕在动滑轮上的绳子有3股 则f3 g d项是滑轮组 绕在动滑轮上的绳子有2股 则f4 g 由以上可知 在滑轮重及摩擦不计的情况下 最省力的是c 2 2013 日照中考 如图所示 用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法 解析 本题考查滑轮组的组装 若绳子的绕法最省力 则绳子股数应最多 因为有2个滑轮 则最多为3股 故绳子起始端应从动滑轮开始 答案 如图所示 延伸思考 若使其能改变力的方向 如何绕线 并画出绕线方法 解析 若能改变力的方向 则最后一股绳子应从定滑轮结束 则绳子的股数为2 答案 如图所示 主题四机械效率的理解1 公式的理解 1 定性 同一机械 额外功一定 有用功越多 机械效率越高 2 可变性 不同机械 额外功不同 当有用功一定时 额外功越小 机械效率越高 2 大小判断 机械效率是由有用功和总功的比值决定的 与有用功或额外功的多少无关 与机械的省力情况 物体移动距离 绳子股数都无关 3 特殊情况 在水平方向用滑轮组拉动物体时 克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功 即w有 fs 知识拓展 对机械效率小于1的理解 1 用问题引出机械效率的定义 当你用水桶提水时 有两只大小相同的水桶可供选择 一只是轻质塑料桶 另一只是厚铁皮桶 你选择哪一只水桶 为什么 答 选择轻质塑料水桶 因为提同样多的水 用塑料桶需要做的额外功较少 通过回答 使学生意识到 我们在使用机械做功时 额外功是不可避免的 但我们总希望做的额外功越少越好 也就是有用功在总功中所占的比例越大越好 至此 可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式 如何计算比例 引出有用功在总功中占的比例 机械效率 2 通过讨论问题加深理解 机械效率的高低表示的物理意义是什么 答 有用功在总功中所占比例的高低 机械效率的单位是什么 答 机械效率是w有 w总的比值 没有单位 为什么机械效率总小于1 能不能等于1 使用机械做功时 一般情况下 不可避免地要做一部分额外功 有用功总小于总功 所以机械效率总小于1 3 使用机械做功总是希望机械效率越大越好 以打水为例 引导学生讨论如何提高机械效率 方法一 额外功一定时 增加有用功 方法二 有用功一定时 减少额外功 4 让学生解有关滑轮组机械效率的计算题 帮助学生从具体应用中理解有用功 额外功和总功 熟悉机械效率的计算公式 找到解答此类问题的关键 示范题4 2013 广安中考 用两只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲 乙两个滑轮组 分别将两个相同的钩码提升10cm 如不计绳子与滑轮的摩擦 选填 甲 或 乙 装置更省力 甲装置的机械效率 选填 高于 低于 或 等于 乙装置的机械效率 解题指南 解答本题从以下角度分析 1 提取题干已知条件 滑轮和绳子完全相同 钩码 物重 相同 物体升高高度相同 2 根据已知条件 判断两个滑轮组有用功 额外功 总功的大小关系 3 分析滑轮组的组装 判断绳子股数 解析 本题考查滑轮组的特点及机械效率的计算 甲由二段绳子承担物体重 乙由三段绳子承担物体重 由于滑轮和绳子完全相同 由f 可得乙省力 由 故机械效率相等 答案 乙等于 延伸思考 1 忽略绳重和滑轮间的摩擦 若将钩码提升不同的高度 甲装置的机械效率 选填 高于 低于 或 等于 乙装置的机械效率 2 若在乙装置中 再增加一个钩码 甲装置的机械效率 选填 高于 低于 或 等于 乙装置的机械效率 3 同一滑轮组 若不忽略绳重和滑轮间的摩擦时 机械效率的高低与钩码提升的高度和绳子的股数有关吗 为什么 解析 1 忽略绳重和滑轮间的摩擦时 由 知 滑轮组的机械效率只与物重和动滑轮的重力有关 与钩码上升的高度和绳子的股数都无关 2 当增加物重时 机械效率增大 3 若不忽略绳重和滑轮间的摩擦时 物体升高的高度越高 绳子的股数越多 拉力移动的距离就越大 额外功越大 则额外功所占总功的比例就越大 则机械效率越低 故不忽略绳重和滑轮间的摩擦时 机械效率的高低与钩码提升的高度和绳子的股数有关 答案 1 等于 2 低于 3 有关钩码提升的高度和绳子的股数不同 则拉力移动的距离不同 额外功不同 故机械效率不同 备选要点 简单机械的特点1 常见种类 杠杆 滑轮 斜面 2 特点的比较 中考警示 使用机械可以省力或省距离 但不能省功 示范题 1 2013 黄石中考 下列关于简单机械的描述不正确的是 a 钓鱼竿是省力杠杆b 动滑轮是省力机械c 天平是等臂杠杆d 利用斜面可以省力 解析 选a 本题考查简单机械的知识 生活中常见的简单机械有杠杆 滑轮 斜面和轮轴 杠杆又分为省力杠杆 费力杠杆和等臂杠杆 钓鱼竿动力臂小于阻力臂 为费力杠杆 斜面可以省力 并且在斜面高度一定时 斜面越长越省力 动滑轮可以省一半的力 为省力机械 天平是等臂杠杆 故选a 2 2013 淄博中考 如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式 不计机械重和摩擦 其中所需动力最小的是 解题指南 解答本题应抓住以下关键点 判断简单机械的类型 判断滑轮的类型及绳子的股数 判断动力臂和阻力臂之间的关系 解析 选d 本题考查对简单机械的理解 不计摩擦和机械自重 因此机械都是理想机械 a项斜面长为斜面高的2倍 则拉力为物体重力的二分之一 b项滑轮组由3段绳子拉着 则拉力为物体重力的三分之一 c项定滑轮不省力 即拉力等于重力 d项杠杆的动力臂是阻力臂的4倍 根据杠杆平衡原理 则拉力为物体重力的四分之一 故选d 功 功率 机械效率的综合计算1 功 功率 机械效率的联系 1 机械效率与所做有用功或者总功的多少无关 它表示有用功占总功的百分比 2 机械效率与功率无关 其一个发生变化时 另一个不一定改变 2 不同机械有关物理量的计算 3 解题核心 功是核心 求功率或机械效率必须求功 1 求功 分析题中已知力和在力的方向上通过的距离 2 求功率 确定做功所用的时间 3 求机械效率 分析有用功和总功 示范题 2014 呼和浩特中考 已知斜面倾角为30 斜面高为2m 小兵同学用绳子沿斜面将重为400n的木箱由斜面底端匀速拉到顶端 拉力大小为300n 绳重不计 求 1 小兵对木箱做的有用功 2 斜面的机械效率 3 斜面对物体施加的摩擦力 解题指南 解答本题从以下角度分析 1 判断有用功 克服物体重力做的功 2 判断总功 拉力所做的功 3 判断额外功 克服斜面的摩擦力所做的功 解析 本题考查有关斜面的功 机械效率的计算 1 小兵对木箱做的有用功w有 gh 400n 2m 800j 2 斜面长s 4m 小兵对木箱做的总功w总 fs 300n 4m 1200j 则斜面的机械效率为 66 7 3 w额 w总 w有 1200j 800j 400j 即克服斜面的摩擦力所做的额外功为400j 则由w额 fs得f 100n 方向沿斜面向下 答案 1 800j 2 66 7 3 100n 方向沿斜面向下 备选例题 2012 东营中考 以前 我国北方经常用辘轳将水从井里提上来 如图所示 辘轳的本质是可以连续转动的杠杆 已知吊桶的质量是2kg 容积是8 10 3m3 井中水面到地面的高度为5m 水的密度是1 0 103kg m3 不计摩擦及绳和摇柄质量 取g 10n kg 1 当人通过辘轳用20s的时间 将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时 人所做的有用功是多少 人所做有用功的功率是多大 该机械的机械效率是多少 2 当人通过辘轳将装半桶水 体积为4 10 3m3 的吊桶匀速提升到地面时 该机械的机械效率是多少 3 根据上面的计算结果 提出改进吊桶的办法 以提高该机械的机械效率 4 请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处 答出两条即可 解析 1 满桶水的质量m1 v 1 0 103kg m3 8 10 3m3 8kg人所做的有用功w有 m1gh 8kg 10n kg 5m 400j人所做有用功的功率p有 20w提升吊桶所做总功w总 fh m1 m2 gh 8kg 2kg 10n kg 5m 500j机械效率 80 2 半桶水的质量m1 v 1 0 103kg m3 4 10 3m3 4kg所做有用功w 有 m1 gh 4kg 10n kg 5m 200j所做总功w总 f h m1 m2 gh 4kg 2kg 10n kg 5m 300j机械效率 66 7 3 减小吊桶的质量 增大吊桶的容积 4 省力 改变施力方向 方便用力 或 方便 安全 任选两条 答案 1 400j20w80 2 66 7 3 4 见解析 主题一探究杠杆的平衡条件 实验装置 实验关键 1 调平衡 调平衡螺母 使杠杆在 位置静止 2 测力和力臂 杠杆两侧受到的作用力 钩码重力 力臂等于杠杆上所挂钩码处距支点的距离 3 分析数据 多次改变力和力臂 得到不同数据 并分析动力 动力臂和阻力 阻力臂的关系 水平 等于 要点探究 1 实验前 如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡 提示 按 左偏 低 右调 右偏 低 左调 的原则 2 为什么使杠杆在水平位置平衡 提示 便于读出力臂的大小 克服杠杆自身重力的影响 3 实验中 为什么要多次实验 收集不同数据 提示 使实验结论更具有普遍性 示范案例 2014 衡阳中考 小明和小红利用如图甲所示装置 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 为使杠杆在水平位置平衡 应将左端的平衡螺母向 选填 左 或 右 移动 2 小明在实验中记录了三次实验数据如下表 由实验数据可得杠杆的平衡条件是 3 小红调节好杠杆平衡后 在杠杆两端挂上钩码 杠杆的状态如图乙所示 为此 小红又调节两端的平衡螺母 使杠杆重新回到水平平衡位置 然后正确记录下钩码重 动力臂oa和阻力臂ob的值 分析实验数据后发现得不到教材中的 杠杆的平衡条件 小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一致 答 解析 本题考查杠杆平衡条件的探究 1 图甲中左低右高 应将左 或右 端的平衡螺母向右调节 2 分析表中数据 每一次动力和动力臂的乘积都等于阻力和阻力臂的乘积 所以可得杠杆平衡条件是f1l1 f2l2 3 实验前调节杠杆平衡时 应调节两端的平衡螺母 实验过程中不能再调节两端的平衡螺母 应调节钩码的位置使杠杆再次平衡 答案 1 右 2 f1l1 f2l2 3 实验过程中调节两端的平衡螺母 主题二测量滑轮组的机械效率 实验装置 测量器材 测力 测距离 弹簧测力计 刻度尺 实验关键 1 记位置 实验前 记下钩码和拉力的起始位置 2 测物理量 拉动弹簧测力计 使钩码升高一定的距离 读出拉力f 测出钩码上升高度h和拉力移动距离s 填入记录表格 3 计算数据 w有 w总 4 分析数据 改变钩码数量 重复上述实验 分析当物重改变时 机械效率的变化 缓慢匀速 gh fs 要点探究 1 实验中 为什么要匀速缓慢拉动弹簧测力计 提示 使弹簧测力计示数稳定 便于读出拉力大小 2 同一滑轮组 改变钩码数量时 机械效率一样吗 机械效率的大小与钩码重有什么关系 提示 不一样 同一滑轮组 钩码越重 机械效率越大 示范案例 2013 安顺中考 某小组通过实验测量如图甲所示的滑轮组的机械效率 记录数据如表 1 在表中 和 处应填写的数据是 保留1位小数 2 若在图甲实验装置的基础上 减少一只钩码 再测出滑轮组的机械效率 则机械效率与原来相比将怎样变化 答 3 若要进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关 在图乙中画出滑轮组绳子的绕法 解析 本题考查滑轮组机械效率的探究 1 如题图甲所示 绳子的股数为n 2 钩码上升的高度为h 0 1m 则拉力移动的距离s nh 2 0 1m 0 2m 机械效率 83 3 2 当减少一只钩码时 重力减小 把物体拉高同样的高度做的有用功减小 而拉动动滑轮所做的额外功不变 则机械效率也随之减小 3 进一步研究滑轮组的机械效率是否与滑轮组的绳子绕法有关 控制钩码不变 滑轮个数不变 只改变绳子的绕法 即n 3 起始于动滑轮 答案 1 0 2m83 3 2 减小 3 如图所示 拓展探究 该实验小组同学又找来一些实验器材 接着测量斜面的机械效率 实验测量的数据如表 请你回答下列问题 1 在第4次实验中 木块受到的摩擦力是n 结果保留一位小数 2 分析第1 2 4次实验数据 得出 在斜面粗糙程度一定时 3 分析第3 4 5次实验数据 可得出 4 该实验用到的研究方法是 请你再举出一例用此方法的实验 解析 本题考查测量斜面机械效率的实验 1 第4次实验中 若不考虑摩擦力 沿斜面匀速向上拉动木块的拉力为f 3 2n 所以木块受到的摩擦力为f 5 0n 3 2n 1 8n 2 1 2 4次实验中 斜面材料 物重 斜面长都不变 只是斜面倾角不同 结果机械效率不同 由此可以得出 在斜面粗糙程度一定时 斜面倾角越大 机械效率越高 3 3 4 5次实验中 斜面倾角相同 斜面材料不同 结果机械效率不同 由此可以得出 在斜面倾角一定时 斜面越光滑 机械效率越高 4 该实验用到的研究方法是控制变量法 在探究电阻的电流跟两端电压的关系时 也是用的控制变量法 答案 1 1 8 2 斜面的倾角越大 其机械效率越高 3 在斜面的倾角一定时 斜面越光滑 其机械效率越高 4 控制变量法探究电流与电压的关系 考点一杠杆1 2013 潍坊中考 如图所示 活塞式抽水机手柄可以看作是绕o点转动的杠杆 它在动力f1和阻力f2的作用下 处于平衡状态 则 a f1 oc f2 oab f1 od f2 obc f1 oe f2 oad f1 oe f2 ob 解析 选d 本题考查对力臂及杠杆平衡条件的理解 动力臂是支点到动力作用线的距离 阻力臂是支点到阻力作用线的距离 根据动力臂和阻力臂的定义并结合题图可知 此时的动力臂是oe 阻力臂是ob 杠杆处于平衡状态 根据杠杆的平衡条件可得f1 oe f2 ob 2 2014 南京中考 如图所示的器具 属于省力杠杆的是 解析 选b 本题考查杠杆的分类 镊子 筷子在使用时 动力臂小于阻力臂 是费力杠杆 a和d均错误 托盘天平是等臂杠杆 c错误 独轮车在使用时 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 故选b 方法归纳 判断杠杆种类的方法 1 经验法 由生活经验判断 如 瓶盖起子是省力杠杆 瓶盖直接用手不能打开 使用了瓶盖起子后 用手通过瓶盖起子可以将瓶盖打开 这一定是用一个较小的力克服了一个较大的力 道钉撬是省力杠杆 道钉撬多数人没有见过 但通过字面意思可以知道是用来拔钉子用的 使用了道钉撬后 将不能拔出的钉子拔出来了一定是用一个较小的力克服了一个较大的力 2 简图法 利用简图找到支点 动力作用点 阻力作用点的位置 比较力臂的长短 确定杠杆的种类 如筷子是费力杠杆由简图可知 手作用于a 是动力 被夹起的物体在b处 是阻力 动力臂小于阻力臂 所以是费力杠杆 3 2014 株洲中考 如图所示是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景 已知地面对两个手掌的支持力为360n 对两个脚尖的支持力为240n 手掌到脚尖的距离为1 5m 则运动员所受的重力为n 人体重心到脚尖的水平距离为m 解析 本题考查杠杆的平衡条件的应用 运动员在竖直方向受竖直向上的支持力f1 f2 竖直向下的重力g的作用 运动员受力平衡 则g f1 f2 360n 240n 600n 以脚尖为支点 则支持力的力臂为l1 人体重心到脚尖的距离为l2 根据杠杆平衡条件得 f1l1 gl2 l2 0 9m 答案 6000 9 4 2014 滨州中考 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 f2表示鱼线对钓鱼竿的拉力 请画出f1 f2的力臂l1 l2 解析 本题考查杠杆示意图的画法 过o点作力f1作用线的垂线段 并标注l1 同理 过o点作力f2作用线的垂线段 并标注l2 答案 如图所示 易错警示 画力臂时的常见失误 1 画力臂时 直接将支点与力的作用点连接 2 从支点向力的作用线作垂线时 漏标注垂直符号 或力臂与力的作用线不垂直 这也是验证力臂画得是否正确的依据 3 没有将力臂标注出来或者漏标注力臂l 5 2013 玉林中考 下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究 杠杆的平衡条件 的实验 每个钩码重0 5n 1 实验前 将杠杆的中点置于支架上 当杠杆静止时 发现杠杆左端下沉 这时应将平衡螺母向 选填 左 或 右 端调节 直到杠杆在水平位置平衡 2 如图甲所示 在杠杆a点处挂4个钩码 则在b点处应挂个同样的钩码 杠杆仍然在水平位置平衡 把b点处的钩码取下 在b点处施加一个竖直向下的拉力f n时 杠杆仍然在水平位置平衡 当拉力f向右倾斜时 仍要保持杠杆在水平位置平衡 拉力f的大小将 选填 变大 变小 或 不变 原因是 3 如果小王又进行了如图乙所示的探究 考虑杠杆的影响 发现用弹簧测力计在c点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时 则弹簧测力计的示数应大于n 解析 本题考查探究 杠杆的平衡条件 的实验 1 调节杠杆平衡时应按照 左偏右调 右偏左调 的原则 所以左端下沉时应向右调节 2 根据杠杆平衡条件可得 n 6 所以应该在b点处挂6个同样的钩码 在b点处施加的竖直向下的拉力f 0 5n 6 3n 当拉力f向右倾斜时 其力臂变小 所以 仍要保持杠杆在水平位置平衡 拉力f的大小将变大 3 由于杠杆有重力 且此时杠杆重力的作用点不在支点 所以杠杆的重力影响了杠杆的平衡 若不考虑重力 用弹簧测力计在c点竖直向 上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时 则弹簧测力计的示数应为f 3n 但由于拉力还要克服重力 所以弹簧测力计的示数应大于3n 答案 1 右 2 6 3变大拉力的力臂变小 3 重力3 考点二滑轮6 2014 泰州中考 如图所示的滑轮组 每个滑轮重为20n 绳重及摩擦不计 用它匀速提升重为100n的物体 所用的拉力f是 a 50nb 60nc 70nd 120n 解析 选b 本题考查滑轮组的省力特点 物体和动滑轮的总重由几段绳子承担 所用拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一 由题图可知 物体和动滑轮由2段绳子承担 因此拉力为f 60n 故选b 7 2014 兰州中考 如图所示 利用滑轮组匀速提升重物 经过10s 重物被提升了3m 则绳子自由端移动的速度是m s 解析 本题考查滑轮组的相关知识及速度的计算 由题图可知 重物和动滑轮的总重由2段绳子承担 故绳子自由端移动的距离s 2h 2 3m 6m 绳子自由端移动的速度v 0 6m s 答案 0 6 8 2013 莱芜中考 如图用两种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动 使物体以相等的速度移动相同的距离 不计滑轮重和摩擦 则所用拉力f1f2 这两个力的作用点移动距离s1s2 均选填 大于 等于 或 小于 解析 本题考查定滑轮和动滑轮的特点 由物体在水平拉力的作用下沿水平地面匀速直线运动可知 此时拉力等于摩擦力 甲图 f1 f s1 s 乙图中是动滑轮 所以f2 s2 2s 答案 大于小于 9 2013 眉山中考 如图所示 质量为50kg的人 站在质量为30kg的吊篮内 他至少用n的拉力拉住绳子 才能使自己和吊篮在空中保持静止 g取10n kg 不计轮重和摩擦 解析 本题考查滑轮组的计算 人和吊篮的总质量 m 50kg 30kg 80kg 人和吊篮受到的重力 g mg 80kg 10n kg 800n 由图可知 2f f1 g f1 2f 所以4f g f g 800n 200n 答案 200 互动探究 若用如图所示的装置 使质量为30kg的吊篮静止 则质量为50kg的人对绳的拉力为 n 地面对人的支持力为n 解析 分析装置图知 若人用的拉力为f 则3f g g mg 30kg 10n kg 300n 故f 100n 静止在地面上的人的重力g m g 50kg 10n kg 500n 则地面对人的支持力f支 g f 500n 100n 400n 答案 100400 方法归纳 特殊组合的滑轮组 不是同一段绳子拉力一般不同 此时 以 大整体 和相关滑轮分别为研究对象分析可简单明快地解出正确答案 10 2014 巴中中考 根据所给出的滑轮 用画线方法画出绕法 要求所给的滑轮都利用 解析 本题考查滑轮组的设计和组装 图中有1个定滑轮 2个动滑轮 若所给的滑轮都利用 则n 4 根据偶定奇动 则绳子起始端应从定滑轮开始 答案 如图所示 方法归纳 定滑轮和动滑轮的判断 1 判断 根据滑轮是否随物体一起运动 若滑轮不随物体位置的改变而改变 是定滑轮 若滑轮随物体一起运动 是动滑轮 2 特点 定滑轮 可以改变力的方向 但不能省力和省距离 动滑轮 不能改变力的方向 能省力但费距离 考点三机械效率11 2014 衡阳中考 下列做法 不能够改变滑轮组机械效率的是 a 改变提升重物的高度b 用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮c 提升更重的物体d 给定滑轮加润滑油 解析 选a 本题考查影响滑轮组机械效率的因素 滑轮组的机械效率与物重 动滑轮重有关 改变提升重物的高度不能改变有用功在总功中的比例 不能改变滑轮组的机械效率 用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮 可减轻动滑轮重 能改变滑轮组的机械效率 提升更重的物体 能增加有用功在总功中的比例 可以提高滑轮组的机械效率 给定滑轮加润滑油 可减小摩擦 减少额外功 提高滑轮组的机械效率 12 2014 泉州中考 用下列装置提升同一重物 若每个滑轮重相同 不计摩擦 则机械效率最高的装置是 解析 选a 本题考查机械效率的相关知识 由题意 四个选项中 w有 gh 即做的有用功相等 b c d三项在物体提高的同时 动滑轮也随着提高 这一部分功是额外功 a项额外功最少 只克服绳重 由 得 a项的机械效率最高 13 2014 重庆中考b 工人借助如图所示的装置 在20s时间内将700n重的货物匀速提升了4m 已知他对绳子的拉力为500n 该过程中 工人所用装置的机械效率为 工人对绳子拉力的功率为w 解析 本题考查功率和机械效率的计算 由题图可知 该装置承担物重的绳子股数n 2 则机械效率为 100 100 100 70 工人对绳子拉力的功率为答案 70 200 14 2013 鄂州中考 如图所示 在 测滑轮组机械效率 实验中 若物体重6n 1 实验时沿方向拉绳子自由端最省力 且应拉动弹簧测力计 若物体上升高度为10cm 此时弹簧测力计的示数如图所示 则滑轮组的机械效率是 2 若仅增加物体的重量 该滑轮组的机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 不计摩擦 解析 本题考查滑轮组机械效率的探究 在实验中 要沿竖直方向匀速向上拉弹簧测力计 滑轮组的动滑轮和重物由n段绳子承担 拉力方向上移动的距离s和重物上升的高度有如下关系 s nh 效率 83 3 若增加重物的重力 额外功一定 有用功变大 所以机械效率会变大 答案 1 竖直向上匀速83 3 2 增大 15 2013 聊城中考 小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率 实验记录结果如下表 则第3次实验时斜面的机械效率为 分析比较下表中的实验数据 可得到的结论是斜面越陡机械效率越 选填 高 低 或 不变 解析 本题考查斜面的机械效率 第3次实验中的w有 gh 5n 0 3m 1 5j w总 fs 4 2n 0 5m 2 1j 则斜面的机械效率 71 4 根据表中数据可知斜面越陡机械效率越高 答案 71 4 高 16 2012 淮安中考 如图所示 在测定杠杆机械效率的实验中 竖直向上匀速拉动弹簧测力计 使挂在杠杆ob下面的物块缓慢上升至虚线位置 测力计的示数f为n 测力计上升的高度s为0 2m 物块重g为1 5n 物块上升的高度h为0 3m 则杠杆的机械效率为 使用该杠杆做额外功的一个原因是 解析 本题考查杠杆机械效率的探究 由图可知 弹簧测力计的分度值为0 1n 所以弹簧测力计的示数为2 5n w有 gh 1 5n 0 3m 0 45j w总 fs 2 5n 0 2m 0 5j 90 在提升物体的过程中 同时要提升杠杆 还要克服轴处的摩擦 这些都是不得不做的额外功 答案 2 590克服杠杆重力做功 知识拓展 影响滑轮组机械效率的多个因素根据 可知 分析影响滑轮组机械效率的因素可以从两方面来进行 1 额外功的增加引起机械效率的降低如图a b两个滑轮组中 每个滑轮重