2015中考物理重点难点：专题12简单机械复习学案

第十二章简单机械

一、考点知识梳理

（一■）杠杆

1.杠杆概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定的点0转动，这根硬棒就是杠杆。

2.杠杆的五要素：

⑴支点：杠杆可以绕着其转动的点，通常用点O表示。支点可以在杠杆的任意位置，在杠

杆转动是，支点是相对固定的。

⑵动力：使杠杆转动的力，用件表示。

⑶阻力：阻碍杠杆转动的力，用国表示。

⑷动力臂;从支点0到动力F1作用线的距离，用L表示。

⑸阻力臂：从支点0到阻力F2作用线的距离，用L表示。

3.力臂的画法：

⑴找出支点并用0表示。提示：支点一定在杠杆上，可以在杠杆的某的端点，也可以在杠

杆中间的某处。在杠杆转动时这个点是相对固定的。

⑵通过力的作用点画出力的作用线。

⑶从支点0向力的作用线作垂线。

⑷标力臂;用大括号或背向双箭头。

练习：

4.杠杆平衡条件：

动力X动力臂=阻力X阻力臂

p\£2

公式：FIXLFFZXLZ-----=——

F2LI

5、杠杆的分类及应用

杠杆类型H杆特点杠杆优点杠杆缺点应用

省力杠杆L1>L2F1<F2省力费距离撬棒、钏刀、动滑轮、

（动力〈阻力）羊角锤、手推车

费力杠杆LKL2F1>F2费力省距离起重机的前臂、理发

（动力>阻力）剪刀、钓鱼竿

等臂杠杆LKL2F1>F2既不省力也不费力天平、定滑轮

（动力）阻力）

（二）、滑轮

1、滑轮：a、定义：滑轮是个周边有槽，能绕轴转运的小轮。

b、实质：滑轮实质上是一种变形的杠杆。

2、定滑轮：a、定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮

b、实质：是一个等臂杠杆

C、特点：使用定滑轮不省力也不省距离，但可以改变力的方向。

练习：一杆红旗重10N,绳子重和摩擦不计，问红旗手要用多大的力升旗？拉力方向和重力

方向相同吗？如果不用定滑轮会怎么样？

点拨：旗杆顶部是一个定滑轮，旗手向下拉，红旗就向上升，根据：定滑轮特点：使用定滑

轮不省力也不省距离，但可以改变力的方向。可得：红旗手要用10N的拉力升旗。拉力方向

和重力方向相反。如果不用定滑轮就必须搭•个高台，红旗手扛着红旗爬上去。可见改变力

的方向是一个很大的优点。

3、动滑轮：a、定义：轴可以随物体一起运动的滑轮叫动滑轮

b、实质：动力臂为阻力臂两倍的杠杆。

C、特点：使用动滑轮可以省一半力，但不能改变力的方向，且要花费双倍的

距离。

练习：已知物体G重20N,动滑轮重2N,不计绳重和摩擦，求拉力的大小。若物体上升了*3

1m,则绳子向上移动了几m?

解析：根据动滑轮特点：使用动滑轮可以省一半力，但不能改变力的方向，且要花费双倍的‘

Ld

2

距离。物体G重20N,动滑轮重2N,总重为22N,则拉力F为22N的一半，即11N。

物体上升了1m,则绳子向上移动了2m。

解：F=2x（G物+GG=2x（20N+2N）=11N

S=2h=2Xlm=2m

答：拉力F为UN,绳子向上移动了2nl

4、滑轮组：a、定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用

b、特点：使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，但要多移动距离。

c、滑轮组的计算：有几股绳子吊在动油轮上，拉力就是物体重（包括动滑轮重）

的几分之一（不计绳重和摩擦）。

d、公式：F=G/n（G=G物+G动）

绳子自由端移动距离：s=nh

点拨：组装滑轮组时，吊在动滑轮上绳子股数为n,若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动

滑轮上，若n为偶数时，绳子的固定端挂在定滑轮上。口诀:奇动偶定

练习：已知动滑轮重5N,每个钩码重5N,不计绳重和摩擦，问拉力是多少N,物体上升

1m,弹簧测力计向上移动了几m?

解析：根据“滑轮组的计算：有几股绳子吊在动油轮上，拉力就是物体重（包括动滑轮重）

的几分之一（不计绳重和摩擦）物体重为5NX4=20N,物体与动滑轮总重为20N+5N=25N.

则拉力为25N的1/5,即为5N,拉力移动的距离为1m的5倍。即5m.

]_]_

解：拉力：F=5x（G物+G动）=5x（5N+25N）=5N

绳子自由端移动距离：S=nh=5Xlm=5m.

答：拉力是5N,弹簧测力计向上移动了5m.

5、轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能绕共同的轴转动的简章机械，它实质上是一个可以

连续转动的杠杆，使用轮轴右以省力。

6、斜面：是一种费距离但能省力的简单机械

公式：FL=Gh

（三）机械效率

1、有用功、额外功、总功

a、有用功:为了达到目的人们必须要做的，对人们有用的功，用表示。

3

b、额外功：为了达到目的人们不需要但以不得不额外做的功，用““表示。

c、总功：有用功与额外功之和。

2、机械效率

a、概念：有用功跟总功的比值。

b、公式：n="&xioo%n总是小于1

叫

c、影响机械效率的因素;⑴物体重，⑵机械自身重力，绳子重，摩擦力等。机械效率

与是否省力无。同一滑轮组所挂物体越重，有用功越多，机械效率越高，不同滑轮组挂同一

物体，动滑轮越重额外功越多，机械效率越低。

d、提高机械效率的方法：

⑴增大有用功：表现为在机械可承受范围内，增大提升物体的重力。

⑵减小额外功：表现为a、改进机械结构，减小机械自身重力。b、定时润滑，减小摩

擦

e、滑轮组提升物体是的机械效率：n=』=0=&（因为s=nh）

叫Fs旺

f、斜面机械效率：n=—

Fl

二、重点难点解读

1.重点实验再现：

杠杆的平衡条件

⑴实验器材:铁架台杠杆钩码弹簧测力计

⑵注意事项:实验前通过调节平衡螺母,使杠杆水平平衡:挂钩码后，不能再移动平衡螺母:读

数时,杠杆仍要处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度.

⑶多次实验归纳出共同规律,避免•两次实验的偶然性造成错误结论.

2.经典例题分析

例1:（2014浙江丽水）如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G,为保持

杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是（）

4

A.FlB.F2C.F3D.F4

【答案】C

【解析】：

由图可知，动力F3与0A垂直，则动力F3时工的动十目就是2.，它是最长的动力臂.由杠杆平衡条件

F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂部一定的情况下，动力暨受二网越长则动力越小.因为F3对应的动力臂

最长，所以F3最小.

考点:杠杆的平衡条件根据动力作动力臂.

例2:（2014•邵阳）如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m,

则此过程中（）

A.工人做的有用功为800JB.工人做的总功为500J

C.滑轮组的机械效率为60%I）.拉力做功的功率为20W

5

【答案】A

【解析】

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股笠n=2,刖拉力F移引的距离s=2h.克服物体的重力所做的

功是有用功，利用W=Gh即可求出有用功；拉力F与拉力移动距离的乘积为总功；有用功与总功的比值是机

械效率；根据P=求出拉力的功率.

解：有用功：W7=Gh=400NX2m=800Js

拉力F移动的距离：s=2h=2X2m=4m；

拉力F所做的总功：Wi=Fs=250NX4m=1000J；

滑轮组的机械效率：n=—xioo%=-89.9.J'.ioo^8o%-

w总IOOCJ

拉力做功的功率：P==10°°J=1OOW.

10s

故选A.

考点：有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计售.

例3:（2014•安徽）工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处，假如所用

的拉力方向竖直向上、大小为250N,则（）

A.拉力所做的功为750J

B.机械的效率为80%

C.若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变

1）.若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变

6

【答案】B

【解析I

（1）知道物体上升的高度，可利用公式W==Gh计算有用功；从题可知，使用的是一个动滑轮，则n=2,

可利用s=2h求出拉力移动的距离，知道拉力大小，可利用公式W尸Fs计算拉力做的总功；最后利用机械效

率的公式求动滑轮的机械效率；

（2）噌大机械效率的方法有二：一是噌大有句功，即眩更重的事％,二是减小额外功，如裱小摩瘵、减轻

动滑轮重.

解：A^拉力移动的距离为：s=2h=2X3m=6m,

拉力做的总功为：V;=Fs=250NX6m=1500J：故A错证；

有用功W“=Gh=400NX3m=1200J,滑轮绢：J机械效率兴

弓=1有用X1Oo%=1200Jx100炉80%,故B正布

%1500J

C、此题滑轮没有发生变化，所以在此过程中所做的额外功不变，由于物体的重力噌加，所以有用功噌大，

w育田w官田

由公式一里一可知，若用该动滑轮提升更重的货物，有用功在总功中所占的比值将噌大,

W总W有用+W额外

所以机械效率变大，故c错误.

D、采用轻质滑轮完成原任务，额外功减小，式可=¥^包=一怕里一可知，机械效率变大，故D错误.

W总W有用+W额外

故选B.

考点：功的计算；机械效率；机械效率的计算.

例4:（2014•青岛）小雨受到的重力为640N,他站在水平地面上时对地面的压强为

1.6X10%.

（1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A,滑轮组的机械效率为90%（不计绳重和摩擦），

此时他对水平地面的压强为6X103Pa.则物体A重力GA=?

（2）如图乙所示，若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m的正方体B（不计水的阻力、

绳重和摩擦），当物体B的下表面所受水的压强为2X10；，Pa时.，小雨对水平地面的压强为匀

速提升物体A时对水平地面压强的工，则物体B的密度P产？

2

7

【答案】（1）物体A重力为1080N；

（2）物体B的密度为6X10：kg/m：.

【解析1：

（1）根据p=F求出人与地面的接触面积，再根据P=上求出人拉物体时对地面的压力，从而求出入对绳

ss

子的拉力，再根据联处有用-型1-且求出物体重力;

W总F3h3F

（2）根据p=Pgh求出物体下表面到液面的深度，求出物体排开液体的体积，根据F，=PgV：求出物体受的

浮力，根据题意求出此时小雨对地面的压强，根据P=工求出小雨此时对地面的压力，从而求出小雨

S

的拉力，在第一间中，根据Z（G招*）求出动滑轮重"嬲X（G-F：用求出物体重力，根据G=mg=PVg

33

求出物体密度.

解：⑴、=£

S

...小雨与地面的接触面积S=叵—640N一.“加，

P1.6X104P-

匀速提升物体A时，小雨对地面的压力F'=p'S=6XlOTaX0.o4m;=240N,

小雨对绳子的拉力F工=0-F'=640N-241-400N,

•.「W有用一Gh=G

'W总F3h3F

・•・物体A的重力G.二3F二ri=3X400NX90%=1080N；

（2）'.'p=Pgh

二物体B浸入液体中的深度h=±E--------------=0.2m,

PglX10Jkg/mJX10NAg

物体排开水的体积VFS'h=（O.3m）;X0.2m=0.018m:,

物体受到的浮力F浮=PgVfn=lX103kg/m3X10N/kgX0.018m-180N,

8

，此时小雨对地面的压力F"=p"S=2p'S=lx6X10:PaX0.04m;=120N,

22

小雨对绳子的拉力FJ=G-F"640N-Y0N=52ON.

*/F=-l(G+G=-)

3

动滑轮重G>=3F匚-G.=3X400N-1080N=：-0N»

(G-F:WA)

3

二物体B的重力Gr=3FJ-GM+Fq'Yi.-120N+18^：J=1620N.

,.*G=mg=pVg

.••物体B的密度P=-^-=--------迈缈--------z=6X10:kg/m：.

o3

§VBIONAOX(0-.u)

答：(1)物体A重力为1080N；

(2)物体B的密度为6X10：kg/m：.

考点：滑轮组绳子拉力的计算，密度的计算；压强的大小及其计算.

三、巩固练习热身：

1.(2014•黄冈)如图所示是液压起重车意图.使用时液压杆将起重臂顶起，可将重物吊起

并安放到需要的地方.请在图中分别画出：

(1)重物对起重臂的作用力的示意图及该力的力臂；

(2)液压杆对起重臂最小作用力的示意图.

【答案】

9

【解析】

（1）要解决此题，需要掌握力臂的机念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离.由支点向重力的作

用线做垂线，垂线段的长度即为力G的力学.

（2）根据杠杆平衡条件：动力X动力臂邛且十，邙且力仍，若限大X力臂乘积一定，则动力臂最大时动力会

最小.

解：（1）重物对起重臂的作用力竖直向下，作田-；、；台慨在起事臂的左端；过支点。向力的作用续做

垂线，即为力臂L：；

（2）力臂最长，此时的力最小，确定出力旨然后做二甘的垂线口内力F：,如上图所示.

考点：力臂的画法；力的示意图.

2.（2014•青岛）运用知识解决问题：

【答案】40i物体M的受力示意图,

【解析1：

由密度公式的变形公式求出物体质黄，由杠杆；衡条件求3唤子时M的拉力，然后由平衡条件求出地

面对M的支持力，最后作出受力示意图.

如图2所示的轻质杠杆AB,0A=20cm,0B=40cm.物体M的密度为3XlOTg/m?.体积为8X10

'm3.叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平衡，则此时物体M受到水平面的支持力

FM=N,请画出物体M的受力示意图.

10

解：（3）由密度公式：p=U可知，曲体的质岂m=pV=~、10：kg/M：X8Xlcr：m：=24kg,

由杠杆平衡条件得；TXOA=FXOB,即：TX20cm=100TT,-解得:T=200N»

地面对M的支持力：F：=mg-『24kgX10N/k。.J=40N,受力示意图如上图所示.

考点：杠杆的平衡分析法及其应用；尢门示意图

3.（2014•邵阳）小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜，它们都想多分点.小猴提出分

配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然

后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示.小白兔说：“我要长的那一头！”，小猴却

暗自高兴.

请问：

（1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏？答：.

（2）从图乙可看出，造成上述现象的原因是：A端重力的力臂（选填“大于”或“小

于”或“等于”）B端重力的力臂，根据杠杆平衡的条件可得出：A端的质量（选

填“大于”或“小于”或“等于"）B端的质量.

【答案】⑴没有；⑵小于；大于

【解析工

杠杆的平衡条件：FI-LI=F：-L；!力臂越越省力.

解：

以。为支点，左端的重心在A处，右端吃重心在B处•根据杠杆的平衡条

件，

GAe0.A.=G5>03

•.,OA<OB

-,.GA>G5

根据G=mg可知，A'的质量大些

所以，小戒没有吃X，是小户7匕亏了.

故答案为：（1）没有；（2）小于；大于.

此题考查了杠杆平心条件的户品•要拿吗口7的平衡冬;正确分析两个力

及对应的力臂，代入平衡关系式，便可得出结论.

考点：杠杆平衡条件的应用

11

4.（2014•株洲）如图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景.已知地血对两个手掌的支

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.

做熠N■2

【答案】600;0.9.

【解析、

（1）运动员在竖直方向受竖直向上的支持力。:、F；,咚直向下阿至力G的作用，物体受力平衡,

则G=F;+F；=360N+240N=600N；

（2）以脚尖为支点，则支持力的力臂为L：,人体重八••二哼夫为L；，

根据杠杆平衡条件得：FL=GL：,

FL

T_ll_360NX1.5m_nQm

L;--------------------------------------U.Pm.

G600N

考点：杠杆的平衡分析法及其应用

5.（2014•宜宾）如图所示，以下杠杆中属于费力杠杆的是（）

A.拦道木升起B.活塞式抽水机抽水C.手推车D.羊角锤拨钉子

【答案】A

【解析1

A、结合图片和生活经验可知，拦道木升起动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确

B、；活塞式抽水机在使用时，动力暨大于阳工港，是省大二;~，故B错误；

C、手推车在使用时，动力臂大于阻力臂，是雀’一」，，故C错逐

D、结合图片和实际生活经验可知，在使用羊角暂时，动力臂弋于阻力臂，所以它是省力杠杆，不符

合题意；

12

故选A.

考点：杠杆的分类.

6.皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支

点），另一手用力划浆.下列说法正确的是（）

A.为省力，可将用力划浆的手靠近支点

B.为省力，可将用力划浆的手远离支点

C.为省距掰，可将用力划浆的手远离支点

D.将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离

【答案1：B

【解析1：

运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆."嘉杠杆平衡条件FL=FL可知，船桨在使用

过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆.为省力，「一%力划浆的手远离支点，故A错误，B正确；为省

距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离成CD错误；故选B.

考点：杠杆的应用.

D.筷子“

【答案、B

【解析、

A、浸子在使用过程中M力臂小于弓，嗒,是费力杠杆,故A错误;

B、独轮车动力臂大于阻力臂，4力杠杆，故。上确；

C、天平在使用过程中，动力分等于阻力号，是等臂红杆，故C错误;

13

D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误.

故选：B.

考点：杠杆的分类.

8.（2014•安徽）身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物.已

知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离0A=0.8m,如图所示.则（）

.D.Stn1.0m——青

AAoAB

n

A.以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的压力为400N

B.以0为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4：9

C.以0为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9：5

D.以弟弟的肩B为支点，可计算处哥哥承担的压力为600N

【答案2A

【解析1:

A、以哥哥的肩A为支点，由FL=F；L；可知，弟弟时杠杆的支持力：

F;=GXOA=90pNXpL8rn=4ooN;由于压力和支持力是一对相互作用力，因此弟弟承担的压力为400N,故A

AB0.8m+lin

正确；

BCs以0为支点，由FL=FL可知，兄弟二人对杠力之比为上舁煞匹迪，由于压力和支持力

?2L]OB1m

是一对相互作用力，因此兄弟二人承七的压力声上为4：5力5：4；故BC错误；

D、以弟弟的肩B为支点，由F：L=F：L：可知，哥哥对杠杆的支持力：F，=GXpB=900NXlin=5OON,由于压

ABlmW.8m

力和支持力是一对相互作用力，因此哥哥承担的压力为500N,故D错误.

故选A.

考点：杠杆的平衡分析法及其应用.

9.（2014•泰安）一辆质量是3.5xl（）3kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图

的滑轮组将汽车拖出.已知整个过程中，水平拉力F是IXKPN,汽车沿水平方向匀速移动

了2m,滑轮组的机械效率为90%.求：

14

（1）拉力F做的总功.

（2）有用功为多大？

（3）汽车受到的阻力大小.

【答案1：（1）拉力做的功为6X101；

（2）有用功为5.4X10J,

（3）汽车所受的水平阻力为2.7X10:N.

【解析\

解：⑴拉力移动的距离：s=N.=3X2m=f.,

::

拉力做的功：Wi=Fs=lX10NX6m=6X10J；

，拉力做的有用功：W-==W.n=6X.”-跺5.4Xy.j,

（3）".,W=Fs

滑轮组对汽车的拉力：F'=3巴5.4义1211=2.7'、i0：N.

hNm

•..汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，

二汽车受的阻力f=F'=2.7X10：N.

考点：功的计算；滑轮组绳子拉力的计算.

10.（2014•威海）小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面

的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m,乙斜面长5m,所做的功跟别是W甲、W乙,

则下列说法正确的是（）

A.使用甲斜面比使用乙斜面要省功

B.甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高

C.拉力F甲与F4之比为5：4

D.两个拉力做功W甲与W乙之比为4：5

【答案】：C

15

【解析】：

①..•斜面光滑说明摩爆力为0,即使用光滑的斜面没有^外功，所以两个斜面的机械效率都是100%；

二把同一物体沿斜面分别拉到顶端，G和h相同，由gGh可知两次做的功相同，即

②根据题意可知，F二的斜面长度s==4m；:•二的斜面K度s二=5m,根据公式W=Fs可知，所以力F=：F二之比

卬甲火乙11.

=---：---=—：±=5：4.

S甲S乙45

故选C.

考点：功的大小比较；斜面的机械效率

11.（2014•威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图.A是动滑轮，B是定滑

轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞

过程简化为如图乙所示的示意图.在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过

程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4n?；在沉船全部露出

水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了

3

1m.沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为R、F2,且R与F2之

比为3：7.钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计,动滑轮的重力不能忽略.（水

的密度取1.0X103kg/m3g取10N/kg）求：

（1）沉船的重力；

（2）沉船浸没水中受到的浮力；

（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率.

【答案1：（1）沉船的重力为10加

（2）沉船浸没水中受到的浮力为：6X10:N

（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AP*械效率为95.2%.

【解析1：

（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过七中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变

化了1B\

3!

则打捞平台增大的浮力：F；'?=pgVrt=lX10kg/mX10N/kgXlm=10'N,即沉船的重力为

G=1O'N；

（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化

了0.4m,；

则打捞平台噌大的浮力：F.；=PgV；=1X10:kg/m:X10N/kgX0.4m:=4X10:N；

所以沉船浸没水中受到的浮力为F,：=G-F-；=10-N-4X10:N=6X10:N；

（3）,.,FC：=F::,

・.・沉船浸没在水中匀速上升的过程中F：=l（「：?L来源:言济U刖Z&X&MK]

3

•「FTG,

・・・沉船全部露出水面匀速上升的过程中，庄二工,

3

因为F：：F；=3：7,

解得:G==500N,

沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率：

n=W有用「_Gh_=_G_=_lO^N_x]00%=95.2%.

W总（G+G动）hG+G动iQ4N+500N

考点：重力的计算；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率.

12.（2014•广安）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如把表所示，第

次数钩码重G/N钩码上升高度有用功火制/」测力计拉力测力计移动距总功W&/J机械效率n

h/mF/N离s/m

140.10.41.10.50.5572.7%

240.10.41.60.30.4883.3%

320.10.20.90.30.27

1、2、3次实验装置分别如图的甲、乙、丙所示.

（1）第3次实验中的机械效率是.

（2）比较第2次实验和第3次实验，可得出初步结论：使用同样的滑轮组，提起0O,《八

的钩码越重，滑轮组的机械效率越o

0'3

（3）第1次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做-jf.

17

的额外功—（选填“增大”或“减小”）.因而，由第1、2次实验可知：滑轮组的机械效

率可能与动滑轮自重力大小有关.

【答案】：（1）74.1%；（2）高；（3）噌大

【解析1：

（1）滑轮组的机械效率：n=W有用X18%=0X，。炉色？1/100%~74.1%；

w总o.27J

（2）第2、3两次实验数据，可得出：相同条件下，同-'.次提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越

IH）.

（3）分析第1次和第2次实验数据可知，有用功相同，总功增大，额外功噌大，机械效率降低.所以滑轮

组的机械效率跟动滑轮的重有关.

考点：滑轮（组）机械效率的测量实验.

13.（2014•东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m.今年“蛟龙号”将远赴

印度洋探索2700m深处活火山的奥秘.已知：海水密度P=1.03X103kg/m3,声音在海水中

的传播速度是1500m/s,取g=10N/kg.问：

（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？

（2）电磁波传播速度太大，在海水中的传输时间太短，测量误差就大.母船与“蛟龙号”信

息传递要借助于声呐.在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？

（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5X1C/N,它受到的浮力

是多少？

（4）任务完成后，起重机把重2.2X10'N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理

如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自

由端的拉力为68750N,移动的距离是40m,则滑轮装置的机械效率是多少？

（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？

困乙

18

【答案】：（1）受到的海水的压强是2.78XIO'Pa：

（2）收到正上方母船的指令需要1.8s；

（3）蛟龙号受到的浮力是5X1O：N；

（4）滑轮装置的机械效率是80%；

（5）“蛟龙号''面临的主要技术难题是压强.或低温.

【解析1：

（1）蛟龙号壳体受到海水的压强：p=P03X1,kg/m：X10N/kgX2700m=2.78XlORa；

（2）由w可得，“蛟龙号”收到正上方舟町的指令要的时匚i：t==2700m=1.8s；

1500m/s

（3）“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海亦而重力：F--r-xio^

（4）.•・滑轮组承担物体重力的绳子股芳>:上四=4,

10ir

2,2XN

二.滑轮装置的机械效率：n=—X100%=2X100%=上正X100%r：_H_X100%=-°x100%=80%s

W总FsFnhnF4X68750N

（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越R,所以下潜至深海需要克服的技术难题是:

低温和压强.

考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；回声测距离的应用，滑轮（组）的机械效率.

14.（2014•黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见•种“塔吊”

的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机

铭牌上标有：额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5Q.在一次起吊中，该“塔吊”

电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）.求：

（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能.

（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量.

（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.

【答案】：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能9.5X101

（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量1.25X10」.

19

(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率80%.

【解析】：

(1)由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8X10,W,工作时间t=25s,所以

电动机消耗的电能为：W=Pt=3.8X10'WX25s-J.5X1OET

(2)电动机正常工作时的电流：1=已义旺1里生1OM

Uc.w

线图产生的热量:Q=I:Rt=(100A):X0.5QX25s=l.25SZ1O*J

(3)线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W=Q=i25X101,

所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，：机械部分小I”.，•总功为：Wi=w-W；=9.5X107-

1.25X107=8.25X107

该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械梦1：

联生X10。炉型X100脏3X1(AgXX华£2次—%

W总W总8.25X1o5j

考点：电功的计算：机械效率：使耳定律

15.(2014福建福州)小明在测量物重时，

(1)弹簧测力计侧甲物体重.如图所示，甲物体重是—No

(2)估测乙物体重约10N.请你利用下列器材帮他设计一个测量乙物体重的实脸方案。

器材：乙物体，弹簧测力计(0-5N).已调平衡的杠杆.刻度尺和细线。

①简述主要测量步骤或在图30中画图出测量方案的示意图，并标出需测量的物理量符号。

(提示：作图时.弹簧测力计对杠杆的拉力E1用力的示意图表示，可不画出弹簧测力计实物

图。)

②乙物体重力的计算表达式:G汗(用测量的物理量符号表示)。

【答案】⑴4.4；

(2)如图：

20

L-LI4I

.L2-

-।

.__i62

（3）G；=F：L：/Ln

【解析［（1）从弹簧测力计可知分度值关.52N,指针在4下第2格，故示数为4.4N,

⑵因为物体重大于弹簧测力计的里程,所I）2测里物体冤」，工以借助省力杠杆，根据FL=G：L；可得:G；=

FL/L；为了便于计算,可取L：=3L：.

考点：弹簧测力计的读数，杠杆的应用

四、中考预测展望：

1.（2014苏州）如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重6N.

（1）实验时应沿竖直方向拉动弹簧测力计.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）若仅增加物体的重力（不计摩擦），该滑轮组的机械效率将

【答案】⑴句速；83.3%；（2）噌大

【解析1:

（1）实验时滑轮组系统要保持平衡,如果弹誓测力计W速上升,不效会偏大,减速上升示数会偏小.正确的

应该是沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计.

提升物体所做的功是有用功W-==Gh=6NX10cjn=0.6；

拉力所做的功是总功W;=FS=2.4NX3Ocm=O.7%

滑轮组的机械效率n=W-=/W4=0.6j/O.7打=83.3%

（2）若仅噌加物体的重力（不计摩瘵），可I、'，碧加学科B有用功、有轮组的机械效率将噌大.

考点:弹簧测力计的读数,滑轮组和机械效率的计算

21

2.（2014•南京）如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m,

所用拉力为200N,则他所做的有用功是J,额外功是J,拉力的功率是W,滑轮

组的机械效率是—.

【答案91620；180；90；90%.

【解析J:

(1)有用功W-=Gh=54ONX3m=16201

(2)拉力移动距离s=3h=3X3m=9m,

拉力做的总功Wi=Fs=2"vi<X9m=1800J.

•/W;=WT=+Wr

/.Wr=W4-W-==1800J-16?c--.•j

(3)拉力的功率P=-^〕亚Lgow，

-20s

(4)滑轮组的机械效率-00底回2工xi00%=90%.

W总1600J

考点：有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算

3.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀

速上升广皿.则拉力的功率是W,滑轮组的机械效率是•

【答案1120W；75%

22

【解析】：

从图中可知有3股绳子吊在动滑轮上，所以拉力移动的距飞是物体移动距离的3倍，

拉力5秒内移动的距离：S=3h=3Xlm=3m.

拉力做的功是总功：Wi=FS=200N.Jm=600J

拉力的功率p=Wi/t=600j/5s=120'-

提升物体做的功是有用功;W}=Gh=4U，＞―45OJ

滑轮组的机械效率：n=W-=/W€=45n；/600J=75«

考点:滑轮组特点，功的计算，功率的计售，机械效率

4.如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N,

不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F中和F乙，机械效率分别是n中和口乙，则（）

A.F甲〉F乙B.F甲二F乙c.n甲＞n乙D.n甲＜n乙

【答案1D

【解析、

甲是动滑轮，动滑轮可以省力,故A,B都塔混,甲在吊起物T/向时还要员起动滑轮,所以做的额外功就要多,

机械效率就要低，故选D.

考点：定滑轮和动滑轮的特点，机械效率

5.（2014浙江宁波）利用如图所示的装置，工人用力F把重为100N的物体以0.2m/s的速

度匀速提升6m。若不计绳重和摩擦，则这•过程中（）

A.拉力F的大小为50NB.绳子自由端的速度为0.4m/s

C.拉力F所做的功为600JI）.拉力F的功率为1OW

【答案】：C

23

【解析】:

从图中可知这是一个定滑轮,定滑轮不省力也不费距离,所以拉力F^IOON,移动距离和物体相同，所以速

度也相同为0.2m/s.因此我们可得A,B错庆.

拉力做的功W=Fh=100NX6m=600J.所以CJF。.

拉力F的学科掰功率P=FV=100NX0.2m/s=20>"'J精误.

考点：定滑轮特点，功的计算，功率的计算

6.如图所示,是用道钉撬撬道钉的示意图。当道钉对道钉撬的阻力L是4000N时,要把道钉

撬起，需要的动力K最小为(不计道钉撬重)()

A、20NB、200NC、2000ND、20000N

【答案、B

【解析1:

从图中可知动力臂L：为1.2M,阻力臂L：为“，题目告诉，：F：为4000N,根据杠杆平衡条件F；L：=F；L；可

得F;=F:L；/L：=4000NX6cm/l.2m=4000NX1/20=?"<

考点：杠杆平衡条件

7.(08江苏连云港)如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。

若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,,求在此过程中：

(1)人做的有用功为多大？

(2)人的拉力为多大？

(3)人拉力的功率为多大？

【答案】：15000j400N200W

【解析】：

24

从图中可知,右上角的油轮是定滑轮,其作用是改变力的方向,不能省力.左下角的滑轮是一个动滑轮，可以

省一半力.

根据题意:货物的质量为600kg,所受轨道的摩瘵力为其重力的0「倍，可求到摩擦力f=600kgX10N/kgX

0.l=600N.

人以0.5m/s的速度勺速前行，经100s将父物1拉出,库，可求到人行走的距医:s：=vt=0.5m/sX100s=50m

物体移动的距离是人行走距离的一半,s；=l/~