第14讲简单机械

1、第14讲简单机械,考点一杠杆1.在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒，叫做_.支点是固定点，动力臂是从支点到_间的垂直距离，阻力臂是支点到_的垂直距离.2.杠杆是生产和生活中经常使用的工具，人们把杠杆处于_或_状态称为杠杆平衡._首先发现了使杠杆处于这种状态的条件，杠杆平衡条件是_，即,杠杆,动力作用线,阻力作用线,静止,匀速转动,阿基米德,F1l1=F2l2,3.杠杆的分类：（1）省力杠杆：动力臂_阻力臂，特点是_但_.如：撬棒，起子.（2）费力杠杆：动力臂_阻力臂，特点是_但_.如：船桨，镊子.（3）等臂杠杆：动力臂_阻力臂，特点是既不省力也不费力.如：天平.,大于,省力,费距离,小于,费力

2、,省距离,等于,4.力臂的画法：要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键.画法可按以下几步完成：（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O.（2）画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长.（3）过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂.,考点二滑轮1.常用的滑轮有两种类型：_滑轮和_滑轮.使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；使用时轴随被吊物体一起运动的滑轮叫做动滑轮.2.定滑轮的实质是_杠杆，特点是不能_，但能改变_.3.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂_的杠杆，特点是能_，但不能_.,定,动,等臂,省力,力的方向,二倍,省一半力,改变力的方向,4.使用滑轮组

3、时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的_，即F=_；绳子移动的距离就是物体上升高度的几倍，即s=_.,几分之一,nh,【温馨提示】确定承担物重绳子的段数n的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将它们分开，有几段绳子绕在动滑轮上，段数就是几.,考点三机械效率1.有用功:使用机械做功时,对人们有用必须要做的功叫做有用功,用_表示.额外功:使用机械做功时,对人们无用但又不得不做的功叫做额外功,用_表示.总功:_与_之和,用W总表示，即_.2._与_的比值叫做机械效率，公式：=_有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1，通常用_表示，且无单位.,W有,W额,有用功,额外功,

4、W总=W有+W额,有用功,总功,百分数,3.机械效率的计算：（1）斜面：（2）用滑轮组提升物体时：_影响滑轮组机械效率的因素（不考虑绳重和摩擦）：同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越_;提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越.,高,低,（3）用滑轮组水平拉动物体时：_(f为物体受到水平面的摩擦力).,考点一杠杆命题点：(1)力臂的作图；(2)杠杆的平衡条件；(3)杠杆的分类.例1（2013南充)如图所示的水平杠杆中，O为支点，请画出图中力F1和F2的力臂l1和l2.,解析：本题考查力臂的画法.沿力F1和F2的方向画出两力的作用线，从支点O向力F1和F2的作用线作垂线段，在垂线段与力F1和F

5、2的作用线相交处标上垂足符号，用大括号把力臂标出来，把力臂的名称写在大括号附近.答案：如图所示,【方法总结】如果只要求画出已知力的力臂，则可按以下步骤：(1)找到支点；(2)确定并画出力的作用线；(3)从支点向力的作用线作出一段垂线段；(4)在垂线段与力的作用线相交处标上垂足符号；(5)用大括号和字母符号标出力臂.,例2（2013盐城)如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（）A.减少钩码的个数B.将钩码悬挂点的位置向右移C.保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜,解析：本题考查杠杆平衡条件的实

6、验探究.要使弹簧测力计的示数变大，可增加左边钩码的个数，A选项错误；将钩码悬挂点的位置向右移，相当于减小了钩码重力的力臂，弹簧测力计的示数应变小，B选项错误；保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移，增大了拉力的力臂，可减小拉力，C选项错误；保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜，减小了拉力的力臂，可使测力计的示数变大，D选项正确.故选D.答案：D,考点二滑轮命题点：(1)定滑轮的特点；(2)动滑轮的特点；(3)滑轮组在生活中的应用.例3（2013福州)小明用如图所示的滑轮组，将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是（）A.小于0.75NB.等于0.75NC

7、.大于0.75ND.等于0.5N,解析：本题考查滑轮组.由图可知，承担重物的绳子段数为2，当不计绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的拉力F跟物重G之间的关系是:实际拉力一定大于物重的一半.故选C.答案：C,考点三机械效率命题点：(1)有用功、总功、额外功的区别；(2)机械效率的相关计算.例4（2013南充)如图所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重0.6N，物重2.4N，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在竖直方向上的拉力F为_，此过程滑轮组的机械效率为_.,解析：本题考查机械效率.由题图可知，此滑轮组承担物重的绳子的段数为n=3.则绳的自由端在竖直方向上的拉力为：此滑轮

8、组的机械效率为：答案：1N80%,1.某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知()A.A是动滑轮B.B是定滑轮C.如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等答案：C,2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的()A.有用功减小，总功不变B.有用功增加，总功增加C.有用功减小，总功减小D.有用功不变，总功减小答案：D,3.工人利用如图所示的滑轮组，将重800N的物体竖直向上匀速提升1m，工人对绳的拉力为500N，则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率分别是()

9、A.W有=500J，=62.5%B.W有=500J，=80%C.W有=800J，=62.5%D.W有=800J，=80%答案：D,4.如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将_（填“变大”“变小”或“不变”）答案：30N不变,5.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，A为手握鱼竿的作用点，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂，最小的动力F1及其力臂.答案：如图所示：,6.在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他

10、应该将杠杆两端的平衡螺母向_调节，使杠杆在_位置平衡.（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：,根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：_.,（3）根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂.他得出此错误结论的原因是：_.答案：(1)左水平（2）F1l1=F2l2(3)将不同的物理量进行了加法运算,7.如图所示是迫击炮供弹车.钢缆绳以大小为100N的拉力F使炮弹匀速升高2m，若炮弹重为150N，求：(1)滑轮组提升炮弹所做的有用功；(2)拉力F做的总功；(3)滑轮组的机械效率.,解：(1

11、)W有=Gh=150N2m=300J(2)s=nh=22m=4mW总=Fs=100N4m=400J(3),考点训练14,一、选择题（每小题3分，共39分）1.“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球.”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）答案：D,2.如图所示，小枫骑变速自行车上坡时，要想省力，后轴的齿轮应该换用较大还是较小的？原因是什么？下列对这两个问题回答正确的是（）A.较大的，增大动力臂B.较大的，减小阻力臂C.较小的，增大动力臂D.较小的，减小阻力臂答案：D,3.如图所示的情景中，所使用的工具属于费力杠杆的是（）答案：D,4.如图所示，作用在杠杆一端

12、始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F在这个过程中（）A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小答案：A,5.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.丁答案：D,6.如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡.如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒（）A.绕O点顺时针方向转动B.绕O点逆时针方向转动C.仍保持平衡D.平衡被破坏，转动方向不定答案：C,7.（2013山西）小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上

13、不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：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.下列能帮助他得出正确结论的操作是（）,A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性答案：B,8.（2013淄博）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（）答案：D,9.（2013株洲）室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在

14、起作用，两杠杆支点为O1、O2则对应的杠杆分别为（）A省力杠杆省力杠杆B省力杠杆费力杠杆C费力杠杆费力杠杆D费力杠杆省力杠杆,解析：如图所示，用脚踩踏板时，O1点是支点，动力作用在A点，阻力作用在B点脚踩下踏板时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；桶盖开启时，支点是O2，动力作用在C点，阻力作用在D点在打开盖子的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆故选B答案：B,10.（2013漳州)下列关于机械效率的说法正确的是()A.机械效率不可能达到100B.随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100C.滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D.杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率,解析：任何机械

15、都不可避免地要做额外功，所以机械效率不可能达到100，A选项正确，B选项错误；当提升相同重物到相同高度时，各种机械所做的有用功相同，滑轮组、动滑轮和杠杆的机械效率取决于其所做额外功的多少，滑轮组的动滑轮较多较重时，机械效率可能要小于动滑轮的机械效率，杠杆的摩擦和自身较重时机械效率可能小于动滑轮的机械效率，所以C、D选项均错误.故选A.答案：A,11.（2013自贡)将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦时()A.一定提高B.一定降低C.一定不变D.无法判断解析：提升的重物质量不变时，由W=Gh可知：两种机械做的有用功相同，将一定滑轮改为动滑轮使用时，提升重物的同时，也要把动滑

16、轮提起，故增大了额外功，所以机械效率降低.故选B.答案：B,12.（2013德州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物.不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A.甲图省力机械效率甲图大B.甲图省力机械效率一样大C.乙图省力机械效率一样大D.乙图省力机械效率乙图大,解析：甲图中重物和动滑轮总重由两段绳子承担，则F甲=（G+G动），乙图中重物和动滑轮的总重由三段绳子承担，则F乙=（G+G动），所以乙图省力;每个滑轮重相同，不计绳重及摩擦，根据知，两个滑轮组机械效率相同.故选C.答案：C,13.（2013河南)一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀

17、速提升同样的高度，改进后与改进前相比()A.有用功减少，总功减少B.有用功增加，总功增加C.有用功不变，总功不变D.有用功不变，总功减少,解析：任何机械都不能省功，因此将同一物体匀速提升同样的高度时有用功不变，A、B选项排除；机械效率为有用功和总功的比值，有用功不变，机械效率增大，则总功减小.所以D选项正确，故选D.答案：D,二、填空题(每空3分，第18题作图4分，共34分)14.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了_；有时却要使用费力杠杆，那又是为了_.答案：省力省距离,15.用如图所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G

18、为_N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高_m.答案：1500.216.某同学骑车在水平路面行进，当自行车两个脚踏板转到位置时，用力最小，这是因为这个位置的最大.答案：水平动力臂,17.(2013沈阳)如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲_（填“”“”“F乙；又由于把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度，所以两滑轮做的功是相同的，功率也是相等的，即P甲=P乙.答案：=,18.（2013广东)如图所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法；物块移动的距离为_c

19、m；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，滑轮组的机械效率为_.,解析：此题最省力的绕法是动滑轮上连3股绳，如图所示.以物块右端为研究对象，它从坐标45.00cm处移动到坐标41.90cm处，移动了3.10cm，设有用功为W有，总功为W总，答案：绕线方法如图所示3.1060%,三、作图题（每小题5分，共10分）19.（2013孝感)下图是一种门锁把手的示意图，O点是把手的转轴，请画出作用力F的力臂l.答案：如图所示,20.请在图中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.答案：如图所示,四、实验探究题（21题9分，22题8分，共17分）21.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是_.,（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_个钩码，使杠杆在水平位置平衡.（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉