简单机械综合课

1、第十二章：简单机械第十二章：简单机械杠杆杠杆滑轮滑轮机械效率机械效率简简单单机机械械一一. .杠杆杠杆二二. .滑轮滑轮三三. .机械效率机械效率1.杠杆定义杠杆定义2.杠杆五要素杠杆五要素3.杠杆平衡条件杠杆平衡条件4.杠杆分类杠杆分类1.定滑轮定滑轮2.动滑轮动滑轮3.滑轮组滑轮组实质实质特点特点实质实质特点特点结论结论有用功有用功额外功额外功总功总功1.三种功三种功2.定义定义3.公式公式4.提高方法提高方法在在力的作用力的作用下，能够绕下，能够绕固定点固定点转动的硬棒转动的硬棒动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂省力

2、杠杆、费力杠杆、等臂杠杆省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆等臂杠杆等臂杠杆不省力，但能改变力的方向不省力，但能改变力的方向省力杠杆省力杠杆l1=2l2省一半力，但不能改变力的方向省一半力，但不能改变力的方向费一倍距离费一倍距离不计摩擦，物体和动滑轮由几段绳不计摩擦，物体和动滑轮由几段绳子承担，拉力就是总重几分之一。子承担，拉力就是总重几分之一。机械克服阻力做的功机械克服阻力做的功动力对机械做的功动力对机械做的功总功和有用功的差总功和有用功的差有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值=W有有/W总总保持良好润滑保持良好润滑 减小机械自身重减小机械自身重知识网络知识网络使用机械工作时，为达到目的使用机械工作

3、时，为达到目的 所做的对人们所做的对人们有用有用的功叫的功叫有用功有用功额外功额外功额W总功总功W W总总 ：有用功与额外功的总和，即有用功与额外功的总和，即（动力做的功）（动力做的功） W W总总= =W W有有+ +W W额额一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功有用功有用功W W有有使用机械工作时，对人们没有用使用机械工作时，对人们没有用但又不但又不 得不做的功叫得不做的功叫额外功额外功支点支点: :杠杆绕着转动的杠杆绕着转动的固定点固定点 O O动力动力: :作用在杠杆上作用在杠杆上, ,使使杠杆转动的力杠杆转动的力 F F1 1阻力阻力: :作用在杠杆上作用在杠杆上, ,阻

4、碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力F F2 2力的作用线力的作用线: :通过力的作用点沿力的方向做的直线通过力的作用点沿力的方向做的直线( (用虚线表示用虚线表示) )动力臂动力臂: :从支点到动力作用线的垂直距离从支点到动力作用线的垂直距离l l1 1阻力臂阻力臂: :从支点到阻力作用线的垂直距离从支点到阻力作用线的垂直距离l l2 2杠杆的五要素杠杆的五要素精讲点拨精讲点拨L2FOGF1L1组合杠杆组合杠杆FFFGFGGGF=12G总总F=13G总总F=14G总总F=15G总总使用机械工作时，为达到目的使用机械工作时，为达到目的 所做的对人们所做的对人们有用有用的功叫的功叫有用功有用功额外功额

5、外功额W总功总功W W总总 ：有用功与额外功的总和，即有用功与额外功的总和，即（动力做的功）（动力做的功） W W总总= =W W有有+ +W W额额一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功有用功有用功W W有有使用机械工作时，对人们没有用使用机械工作时，对人们没有用但又不但又不 得不做的功叫得不做的功叫额外功额外功1.杠杆：杠杆： 克服杆重、摩擦克服杆重、摩擦2.定滑轮：定滑轮： 克服绳重、摩擦克服绳重、摩擦3.动滑轮、滑轮组：动滑轮、滑轮组： 克服绳重、摩擦、动滑轮克服绳重、摩擦、动滑轮4.斜面：斜面： 克服摩擦克服摩擦机械工作机械工作动力对机械做功动力对机械做功W总总机械克服阻力

6、做功机械克服阻力做功W有有1.在在钓鱼竿钓鱼竿 天平天平 羊角锤羊角锤 理发剪刀理发剪刀 缝纫机踏板缝纫机踏板 铡刀铡刀 瓶盖起子瓶盖起子 镊子镊子 剪铁皮剪刀剪铁皮剪刀 核桃夹子核桃夹子 汽车刹车踏板汽车刹车踏板定滑定滑轮轮 动滑轮动滑轮 滑轮组等简单的机械中，滑轮组等简单的机械中，属于省力杠杆的有属于省力杠杆的有 ，属于费力杠杆的有属于费力杠杆的有 ，属于等臂杠杆的有属于等臂杠杆的有 . C C省力省力2、护城河上安装使用的吊桥是一个、护城河上安装使用的吊桥是一个杠杆，由图可知它的支点在杠杆，由图可知它的支点在_点，点，在匀速拉起时，它属于一个在匀速拉起时，它属于一个_杠杠杆（杆（“省力省

7、力”或或“费力费力”），并在图中画），并在图中画出动力臂。出动力臂。A B CL13.3.如图是如图是“探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件”的实验装置的实验装置（1 1）实验前，发现杠杆左端略高）实验前，发现杠杆左端略高于右端，应将螺母向于右端，应将螺母向 调节，调节，直到杠杆在水平位置平衡该实验直到杠杆在水平位置平衡该实验使杠杆在水平位置平衡目的使杠杆在水平位置平衡目的 。（2 2）在图甲中的）在图甲中的A A处挂处挂2 2个相同个相同的钩码，要使杠杆水平平衡，的钩码，要使杠杆水平平衡，在在B B处应挂处应挂 同样的钩码同样的钩码（3 3）在图乙中的）在图乙中的C C处施加竖直向下的拉力处施加

8、竖直向下的拉力F F，使杠杆水平，使杠杆水平平衡当拉力平衡当拉力F F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力力F F的大小将的大小将 ，原因是，原因是 。左左3个个变大变大F的力臂变小了的力臂变小了便于测力臂便于测力臂4 4、将一圆柱体推上台阶，现分别在、将一圆柱体推上台阶，现分别在A A、B B、C C点用力，力点用力，力的方向如图，则最小的推力是（）的方向如图，则最小的推力是（）A A、F FA A B B、F FB B C C、F FC C D D、一样大、一样大ABCB5.5.右图中，若要让杠杆在如图位置平衡，要使所加力最右图中，若要让杠杆在如图位置

9、平衡，要使所加力最小，该力应：（小，该力应：（ ） 沿沿 F F1 1方向；方向；B. B. 沿沿 F F2 2方向；方向；C. C. 沿沿 F F3 3方向；方向；D. D. 以上各个方向都可以。以上各个方向都可以。F1F2F3B6.园艺师傅使用如图园艺师傅使用如图2所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了靠近，这样做的目的是为了A增大阻力臂，减小动力移动的距离增大阻力臂，减小动力移动的距离B减小动力臂，减小动力移动的距离减小动力臂，减小动力移动的距离C增大动力臂，省力增大动力臂，省力D减小阻力臂，省力减小阻力臂，省力D7

10、.7.如图所示，质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是如图所示，质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相等的，相等的，O O为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平位置杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平位置保持平衡的是保持平衡的是( )( )A.A.两边都减少一个钩码两边都减少一个钩码B.B.两边的钩码下各加挂一个相同的钩码两边的钩码下各加挂一个相同的钩码C.C.左边钩码向右移一格，右边钩码同时左边钩码向右移一格，右边钩码同时向左移一格向左移一格D.D.右边钩码下加挂一个相同的钩码，左右边钩码下加

11、挂一个相同的钩码，左边钩码同时向左移一格边钩码同时向左移一格D8.8.如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F F，将杠杆缓慢地由位置将杠杆缓慢地由位置A A拉至位置拉至位置B B，在这个过程中动力，在这个过程中动力F F ( )( )A.A.变大变大 B.B.变小变小 C.C.不变不变 D.D.先变大后变小先变大后变小A9.9.如图所示，杠杆如图所示，杠杆AOBAOB的的A A端挂重为端挂重为G GA A的物体，的物体，B B端挂重为端挂重为G GB B的物体时，杠杆处于平衡状态，若的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=BOAO=BO，杠杆自身

12、重，杠杆自身重力不计。则力不计。则( )( )A.GA.GA A=G=GB B B.G B.GA AGGGB B D. D.无法判断无法判断B1010. .如图所示，轻质杠杆如图所示，轻质杠杆OAOA中点悬挂一中点悬挂一重重G=60NG=60N的物体，在的物体，在A A端施加一竖直向端施加一竖直向上的力上的力F F，杠杆在水平位置平衡，则，杠杆在水平位置平衡，则F=_NF=_N；保持；保持F F的方向不变，将杠杆的方向不变，将杠杆从从A A位置匀速提到位置匀速提到B B位置的过程中，力位置的过程中，力F F将将_ _ _ _（填（填“变大变大”、“不变不变”或或“变变小小” ）3030不变不变

13、11.11.在图中画出使杠杆在图中画出使杠杆OAOA平衡时最平衡时最小动力小动力F F1 1的方向和阻力的方向和阻力F F2 2的力臂的力臂l l2 2 12.12.在右图中，画出使轻质杠杆保在右图中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力持平衡的最小的力F F的示意图（要的示意图（要求保留绘图痕迹）。求保留绘图痕迹）。友情提示友情提示: :力臂的长等于支点到力的作用点间的距离时最力臂的长等于支点到力的作用点间的距离时最长长( (力的方向跟支点和力的作用点的连线垂直力的方向跟支点和力的作用点的连线垂直) )10.10.如图所示，是一个如图所示，是一个Z Z形杠形杠杆，请在图中画出力杆，请在图中画出力

14、F F对支点对支点O O的力臂的力臂L L。F1L2F13如图如图7 7所示，杠杆所示，杠杆BABA在力在力F F1 1、F F2 2的作的作用下处于静止状态，用下处于静止状态，l l2 2是是F F2 2的力臂，在的力臂，在图中画出图中画出F F1 1的力臂和力的力臂和力F F2 2。图7F214.14.如图：重如图：重800N800N粗细均匀粗细均匀的木头放在水平地面上，的木头放在水平地面上，要抬起它的一端至少需要要抬起它的一端至少需要N N的力的力. .15.15.如图：粗细不均匀的木头放在地面上，当用如图：粗细不均匀的木头放在地面上，当用力抬起它的粗端时，力抬起它的粗端时，F F1 1

15、800N,800N,用力抬起细端时，用力抬起细端时，需用需用F F2 2600N,600N,则这段木头的重是则这段木头的重是 牛牛. .4001400C BOA 16. .如图：粗细均匀的杠杆如图：粗细均匀的杠杆ABAB质量质量是是116g116g，从，从O O点支起，在点支起，在C C点挂一由点挂一由铜和铝制成的合金球后，杠杆刚好铜和铝制成的合金球后，杠杆刚好在水平位置平衡，已知在水平位置平衡，已知AO=AB/4AO=AB/4，AC=AO/2AC=AO/2，已知合金球中铝的质量，已知合金球中铝的质量是是54g54g，求合金的密度，求合金的密度8.9 2.7解：杆解：杆AB的重心在的重心在D点

16、点杆重力的力臂杆重力的力臂OD=AD-AO=1/2AB-1/4AB=1/4AB合金球对杆作用力的力臂合金球对杆作用力的力臂OC=AO-AC=1/4AB-1/8AB=1/8AB根据杠杆的平衡条件得：根据杠杆的平衡条件得：G合金合金OC=G杆杆OD即：即：m合金合金g1/8AB=m杆杆g1/4AB m合金合金=2m杆杆= 2116g=232g V铝铝=m铝铝/铝铝=54g2.7g/cm3=20cm3V 铜铜=m铜铜/铜铜=（232g-54g)8.9g/cm3=20cm3 合金合金=m合金合金/V合金合金=232g（20cm3+20cm3)= 5.8g/cm3 DG杆杆30BAOO17.17.如图所

17、示的轻质杠杆如图所示的轻质杠杆ABAB1.6m1.6m，从，从O O点支起后在水平位点支起后在水平位置平衡置平衡OBOB0.4m0.4m，此时绳子对，此时绳子对A A点的拉力是点的拉力是8N8N，求挂在，求挂在B B点的质量若从点的质量若从O O点有一质量是点有一质量是0.50.5的小钢球以的小钢球以20cm/s20cm/s的的速度向速度向A A点运动，当球运动多长时间绳子对点运动，当球运动多长时间绳子对A A点的拉力为零？点的拉力为零？（g=10N/Kgg=10N/Kg）F解：做出解：做出F的动力臂的动力臂lF lF =OA/2=0.6m 由杠杆平衡条件得：由杠杆平衡条件得：F lF =GB

18、0BGB=8N0.6m0.4m=12NmB=GB/g=12N10N/kg=1.2kgG球球=m球球g=0.5kg10N/kg=5N当当G球球l球球=GB0B F=0 l球球=12N0.4m5N=0.96m=96cmt=s/v=96cm20cm/s=4.8sIF18.18.如图是锅炉上的保险阀，当门受到的蒸汽压强超过安如图是锅炉上的保险阀，当门受到的蒸汽压强超过安全值时，阀门被顶开，蒸汽跑出一部分，使锅炉内的蒸汽全值时，阀门被顶开，蒸汽跑出一部分，使锅炉内的蒸汽压强减小，已知杠杆重可以忽略不计，压强减小，已知杠杆重可以忽略不计，OAOA与与ABAB长度的比值长度的比值为为1313，阀门的面积是，

19、阀门的面积是3cm3cm2 2，要保持锅炉内、外气体的压，要保持锅炉内、外气体的压强差是强差是1.21.210105 5PaPa，试求应将质量为多大的重物挂在杠杆，试求应将质量为多大的重物挂在杠杆的的B B点？（点？（g g取取10N/kg10N/kg）F解：作用在活塞上竖直向上的压力解：作用在活塞上竖直向上的压力F=(P内内-P外外)S= 1.2105Pa310-4m2 =36N由杠杆的平衡条件得：由杠杆的平衡条件得：FOA=G物物OBG物物=FOAAB+OA=36NOA4 OA=9NM物物=G物物/g=9N 10N/kg=0.9kg19.19.如图所示，灯重如图所示，灯重30 N30 N，

20、灯，灯挂在水平横杆的挂在水平横杆的C C端，端，O O为杠杆为杠杆的支点，水平杆的支点，水平杆OCOC长长2 m2 m，杆，杆重不计，重不计，BCBC长长0.5 m0.5 m，绳子，绳子BDBD作用在横杆上的拉力是多少？作用在横杆上的拉力是多少？（DBODBO= 30= 30） 80N解：做出力解：做出力F的力臂的力臂OA OA=1/2OB=1/2(0C-BC) =(2m-0.5m)2=0.75m 根据杠杆的平衡条件可得根据杠杆的平衡条件可得 GCOC=FOA F= GCOCOA=30N2m0.75m=80NAF2020、如图，不计绳和滑轮重，地面上一物体、如图，不计绳和滑轮重，地面上一物体重

21、重100100牛顿，当物体做匀速直线运动时，物牛顿，当物体做匀速直线运动时，物体与地面的摩擦力是体与地面的摩擦力是6060牛顿，则拉力牛顿，则拉力F F= =牛顿。牛顿。f=60N20202121、不计滑轮重，当水平向右拉力、不计滑轮重，当水平向右拉力F F5N5N时，物体时，物体m m恰能匀恰能匀速向右运动，求：物体所受地面的摩擦力大小。速向右运动，求：物体所受地面的摩擦力大小。mF 5 Nf=_f2.5NF=5Nmf=_f10N2222、搬运工人常用的一种搬运重物的方法，从图中搬运工人常用的一种搬运重物的方法，从图中能看出搬运工人运用了哪些物理知识？能看出搬运工人运用了哪些物理知识？F动滑

22、轮省力动滑轮省力; ;以滚动代替滑动减小摩擦。以滚动代替滑动减小摩擦。 23.23.如图所示：三个滑轮相等都是如图所示：三个滑轮相等都是G G1 1，物重为物重为G G，不计绳重和摩擦，将物体匀，不计绳重和摩擦，将物体匀速提升，则速提升，则F F ，若将物体举，若将物体举高高0.5m0.5m，则拉过绳子长，则拉过绳子长 m m。F418(G+7G1)2525如图所示，重如图所示，重500N500N的物体与地面间的的物体与地面间的摩擦力为摩擦力为144N144N，为使物体匀速移动，为使物体匀速移动6m6m，必，必须在绳的自由端加须在绳的自由端加60N60N的水平拉力那么拉的水平拉力那么拉力做的有

23、用功是力做的有用功是_J_J，此滑轮组的机械效率为，此滑轮组的机械效率为_86480%26.26.沿着长沿着长10 m10 m高高1 m1 m的斜面把的斜面把1500 N1500 N的重物拉到车上去，的重物拉到车上去，如果实际用的拉力是如果实际用的拉力是250 N250 N，则有用功是，则有用功是_，总功是，总功是_，斜面的机械效率是，斜面的机械效率是_._.1500J2500J60%24.24.如图所示，某同学在做俯卧撑运如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重动，可将他视为一个杠杆，他的重心在心在A A点，重力为点，重力为500N500N，那么他将身，那么他将身体撑起，双

24、手对地面的压力至少体撑起，双手对地面的压力至少_N_N，若他在，若他在1min1min内做了内做了2020个俯卧个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为撑，每次肩部上升的距离均为0.4m0.4m，则他的功率至少为则他的功率至少为_W._W.图图7 7300402727某人用如图滑轮组匀速提起重某人用如图滑轮组匀速提起重180N180N的的物体，所用拉力为物体，所用拉力为80N80N，物体被提高，物体被提高1m1m，则，则下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A A拉力做的有用功是拉力做的有用功是80J80J B B拉力做的总功是拉力做的总功是180J180JC C滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效

25、率是75%75%D D物体上升过程中动能转化成势能物体上升过程中动能转化成势能2828如图所示，在水平拉力如图所示，在水平拉力F F的作用下使物体的作用下使物体m m沿水乎地沿水乎地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体物体m m与地面间的摩擦力为与地面间的摩擦力为10N10N，物体，物体m m运动的速度为运动的速度为2m/s2m/s，那么关于拉力那么关于拉力 F F的大小和拉力的功率的大小和拉力的功率P P的大小，下列说法的大小，下列说法中正确的是（中正确的是（ ）（多选题）（多选题）A A拉力拉力F F的大小为的大小为20N20

26、N B B拉力拉力F F的大小为的大小为5N5NC C拉力的功率拉力的功率 P P的大小为的大小为20W20W D D拉力的功率拉力的功率P P的大小为的大小为10W10WCBC29.29.如图如图5 5所示健身运动的过程中，物体所示健身运动的过程中，物体A A的质量为的质量为4kg4kg，滑轮摩擦不计。当向，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体下摆动脚腕使细绳拉着物体A A缓慢（匀缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小改变、大小 （选填（选填“也改变也改变”或或“不变不变”）。若）。若2.4s2.4s内脚腕将内脚腕将A A物体匀速提起物体

27、匀速提起0.3m0.3m，则对物体，则对物体A A所做的功为所做的功为 J J，功率为，功率为 . . 图图5 5A A不变不变5w1230.30.关于机械效率的下列说法正确的是（）关于机械效率的下列说法正确的是（）A A有用功越多，机械效率越高有用功越多，机械效率越高B B动力做功越多，机械效率越高动力做功越多，机械效率越高C C额外功越少，机械效率越高额外功越少，机械效率越高D D额外功与总功之比越小，机械效率越高额外功与总功之比越小，机械效率越高D31.31.在城市建设工程中，推土机发挥了重要作用，在城市建设工程中，推土机发挥了重要作用，它的额定功率是它的额定功率是150kw150kw，

28、质量是，质量是2 210104 4kgkg，它的每，它的每条履带与地面的接触面积是条履带与地面的接触面积是1.25m1.25m2 2， g=10N/kgg=10N/kg求：（求：（1 1）推土机静止时对水平地面的压强）推土机静止时对水平地面的压强 （2 2）若推土机在平直场地上以额定功率作业，）若推土机在平直场地上以额定功率作业，以以1.5m/s1.5m/s的速度匀速推土的速度匀速推土300m300m，求推土机受到的，求推土机受到的阻力及克服阻力所做的功阻力及克服阻力所做的功（3 3）若推土机以额定功率经过）若推土机以额定功率经过10s10s把一质量把一质量6000kg6000kg的石块推到的

29、石块推到5m5m高的斜坡上，推土机的机械高的斜坡上，推土机的机械效率是多少？效率是多少？解解:F=G=mg= 2104kg10N/kg=2105N S=2S1=1.25m22=2.5m2P=F/S=2105N2.5m2=8104Pa由由P=W/t=FV得：得：F=P/V=1.5105W1.5m/s=105NW=FS=105N300S=3107JW有有=Gh=mgh=6000kg10N/kg5m=3105JW总总=Pt=1.5105W10s=1.5106J= = W有有/ / W总总= =3105J1.5106J=20%32.32.“塔吊塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备是建筑工地上普遍使用的

30、起重设备. . 如图如图2020中中的的“塔吊塔吊”，ABAB是竖直支架，是竖直支架，CDCD是水平臂，臂上是水平臂，臂上OCOC段叫平段叫平衡臂，衡臂，C C端装有配重体，端装有配重体，ODOD段叫吊臂，段叫吊臂，E E处装有滑轮组，可处装有滑轮组，可在在O O、D D两点间移动，滑轮组重力、水平臂重力及摩擦忽略两点间移动，滑轮组重力、水平臂重力及摩擦忽略不计不计. .（1 1）OEOE15m15m时，若用此时，若用此“塔吊塔吊”能起吊重物的最大质量能起吊重物的最大质量是是0.8t0.8t，则当滑轮组移到，则当滑轮组移到D D点（点（ODOD25m25m）时能够安全起吊）时能够安全起吊重物的

31、最大质量是多少？重物的最大质量是多少？（2 2）OEOE15m15m时，用此时，用此“塔吊塔吊”将将0.8t0.8t的钢材先竖直匀速的钢材先竖直匀速吊起吊起8m8m高，然后沿水平方向慢慢旋转高，然后沿水平方向慢慢旋转9090后即送达指定位后即送达指定位置，在这一过程中置，在这一过程中“塔吊塔吊”对钢材做了多少功？对钢材做了多少功？ 图图2020解：当动滑轮在解：当动滑轮在E点时，由杠杆的平衡条件可得：点时，由杠杆的平衡条件可得： GCOC=GEOE 当动滑轮在当动滑轮在D点时，由杠杆的平衡条件可得：点时，由杠杆的平衡条件可得： GCOC=GDODGEOE=GDOD即：即：mEgOE=mDgOD

32、 0.8t15m=mD25m mD=0.48tW=Gh=mEgh=800kg10N/kg8m=6.4104J33.33.一台起重机将重一台起重机将重3600N3600N的货物提高的货物提高4m4m。如果额。如果额外功是外功是9600J9600J，起重机做的有用功是多少？总功是，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？多少？机械效率是多少？14400J 24000J 60%解：解：起重机提升重物所做的有用功起重机提升重物所做的有用功W W有有=Fh=Gh =Fh=Gh =3600N=3600N4m=14400J=1.444m=14400J=1.4410104 4J J起重机做的总功起

33、重机做的总功W W总总=W=W有有+W+W额额 =14400J+9600J=2.4=14400J+9600J=2.410104 4J J因此，起重机的机械效率因此，起重机的机械效率=W=W有有/W/W额额 = 1.44= 1.4410104 4J/2.4J/2.410104 4J=60%J=60%34.34.张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重重G G从从200N200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每

34、次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题：有关信息完成以下问题：（1 1）每个滑轮的重是多少）每个滑轮的重是多少（2 2）绳子能承受的最大拉力是多少？）绳子能承受的最大拉力是多少？（3 3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的）当绳子的拉力最大时，滑轮组的 机械效率是多机械效率是多100N450N88.9% 解：解：(1)由图像可知滑轮组有由图像可知滑轮组有4段绳子拉物体段绳子拉物体S=4h，当，当 物物 重

35、重200N时，机械效率时，机械效率50% 由由= W有有/W总总=Gh/FS= G/4F得得 F=G/4=200N(40.5)=100N F= (G+2G动动) /4 G动动=(4F-G) 2=(4100N-200N) 2=100N (2)由图像可知当由图像可知当G=1600N时，绳子被拉断时，绳子被拉断 F= (G+2G动动) /4=(1600N+2100N)4=450N (3) = W有有/W总总=Gh/( G +2G动动)h = G/( G +2G动动)=1600N1800N88.9% 35.如图所示，物体如图所示，物体G在拉力在拉力F的作用下作匀速直的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功

36、是线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了，物体向左移动了2m，滑轮组的机械效率是，滑轮组的机械效率是80。求：。求：额外功是多少？额外功是多少？拉力拉力F是多少？是多少？物体所受的摩擦力是多大？物体所受的摩擦力是多大？120J100N240N解：解： 由由= W有有/W总总得得 W有有= W总总=600J0.8=480J W额额=W总总-W有有=600J-480J=120J 因为滑轮组因为滑轮组3段绳子拉物体段绳子拉物体 S=3S物物=6m F= W总总/S=600J6m=100N 因为克服摩擦做有用功因为克服摩擦做有用功 f=W有有/S物物=480J2m=240N36.36.春天农民

37、需用水抽水灌溉农田，有一春天农民需用水抽水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：水泵铭牌如下： （1 1）水泵连续正常工作）水泵连续正常工作5 5小时，所做小时，所做有用功多少有用功多少J J？ （2 2）此水泵总功率为多少？）此水泵总功率为多少？ （3 3）若此水泵用一柴油机带动，假设）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有柴油完全燃烧所释放的内能有 40%40%转化为转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kgkg柴柴油？油？( (柴油柴油热值按热值按3107J/ kg计算，计算，g=10N/kg)型号型号8B13流量流量300m3/h扬程扬程12m质量

38、质量111kg效率效率80%解：解：(1)5小时抽水量小时抽水量 由由=m/V m=V=1.0103 kg /m3 300m3/h5h=1.5106kgW有有=Gh=mgh=1.5106 kg10N/kg12m=1.8108 J 8柴油完全燃烧放出热量的柴油完全燃烧放出热量的40%转化为水泵的机械能转化为水泵的机械能Q40%=W3107J/kgm40%=0.45108Jm=3.75kg 37.37.用如图用如图1515所示的滑轮组，将所示的滑轮组，将480N480N的物体以的物体以0.3m/s0.3m/s的速的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N200N（不计

39、摩擦和绳重）（不计摩擦和绳重）（1 1）滑轮组的机械效率）滑轮组的机械效率（2 2）拉力的功率）拉力的功率（3 3）若用该滑轮组将重）若用该滑轮组将重600N600N的的物体匀速提升物体匀速提升2m2m时，拉力做的功。时，拉力做的功。解：因为滑轮组有解：因为滑轮组有3段绳子吊着物体段绳子吊着物体S=3h V=3V物物 = = = =80%W有有W总总GhF3h480N200N3P=FV=200N0.3m/s3=180WG动动=3F-G=3200N-480N=120N滑轮组拉起滑轮组拉起600N的物体时拉力为的物体时拉力为F=1/3(600N+120N)=240NW=F S=240N32m=14

40、400J38.如图所示，用一动滑轮拉一物体如图所示，用一动滑轮拉一物体A以以0.5m/s的速度在水平面的速度在水平面上作匀速直线运动，物体上作匀速直线运动，物体A重为重为20N，受到的摩擦阻力是物重的，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为倍，水平拉力为2.5N，则在，则在2s内拉力做的功是多少？滑轮的机械效内拉力做的功是多少？滑轮的机械效率是多少？率是多少？解：解：S物物=vt=0.5m/s2s=1m拉力做的功拉力做的功W=FS=2F S物物=22.5N1m=5J物体受到的摩擦力物体受到的摩擦力f=0.2G=0.220N=4N 动滑轮克服摩擦做有用功动滑轮克服摩擦做有用功=W有有/W总总

41、=fS物物/FS= fS物物/2FS物物= f /2F=4N5N=80%39.39.用一斜面将一重用一斜面将一重3000N3000N的物体由底端匀速推至的物体由底端匀速推至顶端用的推力是顶端用的推力是800N,800N,已知斜面的机械效率为已知斜面的机械效率为7575，试求斜面的长与高之比推动过程中物体受到试求斜面的长与高之比推动过程中物体受到的摩擦力是多少？的摩擦力是多少？解：解：W有有=Gh W总总=FL = W有有/ W总总= Gh/ FL L/h=G/F=3000N/(800N0.75)=5：1 f=F- Gh/ L=800N-3000N1/5=200N 又又V排排=V= 2103m3

42、 F浮浮=G排排=水水gV排排=1.0103 kg /m3 10N/kg2103m3=20N (2)W总总=FS=F2h=25N2m=50J (3)G=mg=6kg10N/kg=60N又又G=GF浮浮=60N20N=40N W有有=Gh=40N1m=40J 40.一质量为一质量为6 kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起轮将石块从水中匀速提起1 m，但石块没有露出水面，如图，但石块没有露出水面，如图21所所示，已知绳的自由端拉力为示，已知绳的自由端拉力为25N。求石块在上升过程中。求石块在上升过程中 石块受到的浮力为多少？

43、石块受到的浮力为多少？ (2)绳的自由端拉力做功为多少绳的自由端拉力做功为多少J？(3)动滑轮的机械效率为多少？动滑轮的机械效率为多少？(石石=3103kg/m3 、g=10N/kg 、)41.以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如下图所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶下图所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是的质量是2kg，容积是，容积是810-3 m3；井中水面到地面的高；井中水面到地面的高度为度为5 m，水的密度是，水的密度是1.0103 kg / m3。不计摩擦及绳。不计摩擦及绳和摇柄质量。取和摇柄质量。取g

44、10N/ kg。（1）当人通过辘轳用）当人通过辘轳用20s的时间，将装满水的吊桶从水的时间，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？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）当人通过辘轳将装半桶水（体积为410-3 m3）的）的吊桶匀速提升到地面时，该机械的机械效吊桶匀速提升到地面时，该机械的机械效率是多少？率是多少？（3）根据上面的计算结果，提出改进吊）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。桶的办法，以提高该机

45、械的机械效率。（4）请列举使用该机械比人直接提升吊）请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。（答出两条即可桶的好处。（答出两条即可W20s20400J有有tWP80%500J400J总有WW200J66.7%300JWW 有总解：（解：（1）满桶水的质量）满桶水的质量m1 = V =1.0103 kg / m3810-3 m3 = 8kg 人所做的有用功人所做的有用功W有有= m1gh = 8kg10N/ kg5 m = 400 J人所做有用功的功率人所做有用功的功率提升吊桶所做总功提升吊桶所做总功W总总= Fh=(m1+m2)gh =(8kg+2kg)10N/ kg5 m = 500 J 机

46、械效率机械效率（2）半桶水的质量）半桶水的质量m1 = V =1.0103 kg / m3410-3 m3 = 4kg 所做有用所做有用W有有= m1gh = 4kg10N/ kg5 m = 200 J 所做总功所做总功W总总= Fh=( m1+m2)gh =(4kg+2kg)10N/ kg5 m = 300 J机械效率机械效率（3）减小吊桶的质量，增大吊桶的容积。）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（或省力；改变施力方向，方便用力（或“方便方便”）；安全。）；安全。42.42.如图所示的是某建筑工地如图所示的是某建筑工地上使用的提升机，上使用的提升机，用它能将

47、装在货箱用它能将装在货箱A A中的建筑材料提升到高处若中的建筑材料提升到高处若拉力拉力F F做功的功率为做功的功率为2000W2000W，重为，重为2400N2400N的建筑材料的建筑材料在在18s18s内被匀速提升内被匀速提升10m10m。求：。求：（1 1）提升机做的有用功；）提升机做的有用功；（2 2）提升机的机械效率；）提升机的机械效率；（3 3）拉力）拉力F F的大小。的大小。 解：解：W有有=Gh=2400N10m=24000JW总总=Pt=2000W18S=36000J由由= W有有/W总总=24000J36000J 66.7%因为滑轮组因为滑轮组2段绳子吊着物体，所以段绳子吊着

48、物体，所以S=2h=210m=20m F=W总总/S=36000J20 m=1800N43.43.下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下表：速直线运动。实验的部分数据如下表：实实验验次次数数斜面斜面倾斜倾斜程度程度物块物块重重G/NG/N斜面斜面高度高度h/mh/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/NF/N斜面斜面长长s/ms/m机械机械效率效率1 1较缓较缓10100.10.15.05.0

49、1 12 2较陡较陡10100.36.76.71 145453 3最陡最陡10100.50.58.48.41 16060小明探究的是斜面的机械效率跟小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第的关系。在第1 1次实次实验中，斜面的机械效率为验中，斜面的机械效率为 ，物块和斜面的内能增加了约，物块和斜面的内能增加了约 J J。分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越陡，机械效率越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持度的关系，应保持 不变。由该实验我们还可以得出

50、的不变。由该实验我们还可以得出的结论是结论是在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡越在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡越 。(3(3）斜面在我们生活中的应用有）斜面在我们生活中的应用有（只写出一条即可）。（只写出一条即可）。 斜面的倾斜程度斜面的倾斜程度 20 4 高高 斜面的倾斜程度斜面的倾斜程度 费力费力 盘山公路盘山公路 44.44.小军和小民在用图小军和小民在用图3 3所示的实验装置完成了所示的实验装置完成了“测定滑轮组的机械测定滑轮组的机械效率效率”的实验后，提出问题：在所用滑轮组一定的情况下，它的机的实验后，提出问题：在所用滑轮组一定的情况下，它的机械效率与哪些因素有关呢？两人根据各自的生活经

51、验和所学知识提械效率与哪些因素有关呢？两人根据各自的生活经验和所学知识提出了多种猜想，经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见，最后出了多种猜想，经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见，最后形成了以下两个猜想：形成了以下两个猜想：猜想猜想1 1：可能与提升的速度大小有关；：可能与提升的速度大小有关；猜想猜想2 2：可能与被提升的物体重有关。：可能与被提升的物体重有关。小军和小民用图小军和小民用图3 3所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究，所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究，得到的实验数据记录如下表。得到的实验数据记录如下表。（1 1）请帮助小民完成表中的一项计算；）请帮助小民完成表中的一项

52、计算；（2 2）分析小军和小民的实验数据，得到的实验结论是：在滑轮组）分析小军和小民的实验数据，得到的实验结论是：在滑轮组一定的情况下，它的机械效率与一定的情况下，它的机械效率与_有关，它们的关系是：有关，它们的关系是：_ _ _ _ _ _ _；与；与 无关。无关。提升物重提升物重提升物重越大机械效率越高提升物重越大机械效率越高提升速度提升速度45.在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升物体下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息速提升到一定高度时采集到的信息(1)通过计算确定该滑轮组

53、提起物体的绳子段数，通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框并在右边虚线框 中画出该滑轮组的组装示意图中画出该滑轮组的组装示意图(2)用该滑轮组将重为用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升的物体匀速提升1m时时，拉力做的总功为多少，拉力做的总功为多少? (解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位)解：解：(1)物体被提升的高度物体被提升的高度 h=W有有/G=1000J500N=2m自由端拉下绳子的长度自由端拉下绳子的长度S= W总总/F=1200J200N=6

54、m绳子的段数绳子的段数=S/h=6m2m=3 F= (G+G动动) /3G动动=3F-G=3200N-500N=100N(2)F= (G+G动动) /3=(800N+100N)/3=300N S=3h=31m=3m W=FS=300N3m=900J46.201446.2014年年4 4月月1414日，为寻找失联的日，为寻找失联的MH370MH370航班，启用了航班，启用了“蓝鳍金枪蓝鳍金枪鱼鱼2121”（简称（简称“金枪鱼金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻其外）自主水下航行器进行深海搜寻其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积1m1m3 3、重量、重量7500N7500N，最大潜水深度，最大潜水深度4500m4500m，最大航速，最大航速7.4km/h7.4km/h（为简化计算，不（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度考虑海水密度变化，海水密度取取1.01.010103 3kg/mkg/m3 3，g g取取10N/kg10N/kg）（1 1）假设）假设“金枪鱼金枪鱼”上有面积为上有面积为2 210103 3m m2 2的探测窗口，当它下潜的探测窗口，当它下潜至至4000m4000m深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？（2 2）“金枪鱼金