第14講簡單機械

考點一 杠桿1.在力的作用下可以繞固定點轉動的硬棒，叫做_____.支點是固定點，動力臂是從支點到___________間的垂直距離，阻力臂是支點到___________的垂直距離.2.杠桿是生產和生活中經常使用的工具，人們把杠桿處于_____或_________狀態稱為杠桿平衡._________首先發現了使杠桿處于這種狀態的條件，杠桿平衡條件是________，即杠桿動力作用線阻力作用線靜止勻速轉動阿基米德F1l1=F2l23.杠桿的分類：（1）省力杠桿：動力臂_____阻力臂，特點是_____但_______.如：撬棒，起子.（2）費力杠桿：動力臂_____阻力臂，特點是_____但_______.如：船槳，鑷子.（3）等臂杠桿：動力臂_____阻力臂，特點是既不省力也不費力.如：天平.大于省力費距離小于費力省距離等于4.力臂的畫法：要正確畫出杠桿上各力的力臂，明確力臂的概念是關鍵.畫法可按以下幾步完成：（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點O.（2）畫出動力作用線和阻力作用線，必要時要用虛線將力的作用線延長.（3）過支點向力的作用線作垂線即從支點到力的作用線的距離就是力臂.考點二 滑輪1.常用的滑輪有兩種類型：___滑輪和___滑輪.使用時軸固定不動的滑輪叫做定滑輪；使用時軸隨被吊物體一起運動的滑輪叫做動滑輪.2.定滑輪的實質是_____杠桿，特點是不能_____，但能改變_________.3.動滑輪的實質是動力臂為阻力臂_____的杠桿，特點是能_________，但不能_____________.定動等臂省力力的方向二倍省一半力改變力的方向4.使用滑輪組時，物體和動滑輪的總重由幾段繩子承擔，提起物體所用的力就是總重的_________，即F=______________；繩子移動的距離就是物體上升高度的幾倍，即s=___.幾分之一nh【溫馨提示】確定承擔物重繩子的段數n的方法：在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，將它們分開，有幾段繩子繞在動滑輪上，段數就是幾.考點三 機械效率1.有用功:使用機械做功時,對人們有用必須要做的功叫做有用功,用____表示.額外功:使用機械做功時,對人們無用但又不得不做的功叫做額外功,用____表示.總功:_______與_______之和,用W總表示，即____________.與_____的比值叫做機械效率，公式：η=____有用功總是小于總功，所以機械效率總小于1，通常用_______表示，且無單位.W有W額有用功額外功W總=W有+W額有用功總功百分數3.機械效率的計算：（1）斜面：（2）用滑輪組提升物體時：____影響滑輪組機械效率的因素（不考慮繩重和摩擦）：同一滑輪組，提升的物體重力越大，機械效率越___;提升同一物體，動滑輪越重，機械效率越

.高低（3）用滑輪組水平拉動物體時：____(f為物體受到水平面的摩擦力).考點一 杠桿命題點：(1)力臂的作圖；(2)杠桿的平衡條件；(3)杠桿的分類.例1（2013·南充)如圖所示的水平杠桿中，O為支點，請畫出圖中力F1和F2的力臂l1和l2.解析：本題考查力臂的畫法.沿力F1和F2的方向畫出兩力的作用線，從支點O向力F1和F2的作用線作垂線段，在垂線段與力F1和F2的作用線相交處標上垂足符號，用大括號把力臂標出來，把力臂的名稱寫在大括號附近.答案：如圖所示【方法總結】如果只要求畫出已知力的力臂，則可按以下步驟：(1)找到支點；(2)確定并畫出力的作用線；(3)從支點向力的作用線作出一段垂線段；(4)在垂線段與力的作用線相交處標上垂足符號；(5)用大括號和字母符號標出力臂.例2（2013·鹽城)如圖所示，保持杠桿在水平位置平衡，在其他條件不變的情況下，下列操作能使彈簧測力計示數變大的是（）A.減少鉤碼的個數B.將鉤碼懸掛點的位置向右移C.保持拉力方向不變，將彈簧測力計向右移D.保持彈簧測力計懸掛點的位置不變，使其向右傾斜解析：本題考查杠桿平衡條件的實驗探究.要使彈簧測力計的示數變大，可增加左邊鉤碼的個數，A選項錯誤；將鉤碼懸掛點的位置向右移，相當于減小了鉤碼重力的力臂，彈簧測力計的示數應變小，B選項錯誤；保持拉力方向不變，將彈簧測力計向右移，增大了拉力的力臂，可減小拉力，C選項錯誤；保持彈簧測力計懸掛點的位置不變，使其向右傾斜，減小了拉力的力臂，可使測力計的示數變大，D選項正確.故選D.答案：D考點二 滑輪命題點：(1)定滑輪的特點；(2)動滑輪的特點；(3)滑輪組在生活中的應用.例3（2013·福州)小明用如圖所示的滑輪組，將重為1.5N的物體勻速提升到一定高度，在此過程中，手拉力的大小實際應該是（）A.小于0.75N B.等于0.75NC.大于0.75N D.等于0.5N解析：本題考查滑輪組.由圖可知，承擔重物的繩子段數為2，當不計繩重和摩擦時，作用在繩子自由端的拉力F跟物重G之間的關系是:實際拉力一定大于物重的一半.故選C.答案：C考點三 機械效率命題點：(1)有用功、總功、額外功的區別；(2)機械效率的相關計算.例4（2013·南充)如圖所示，在測量滑輪組的機械效率的實驗裝置中，動滑輪重0.6N，物重2.4N，不計繩重和各處摩擦，當物體勻速提升時，繩的自由端在豎直方向上的拉力F為______，此過程滑輪組的機械效率為_______________.解析：本題考查機械效率.由題圖可知，此滑輪組承擔物重的繩子的段數為n=3.則繩的自由端在豎直方向上的拉力為：此滑輪組的機械效率為：答案：1N 80%1.某同學設計了一種如圖所示的簡易電梯，由圖可知()A.A是動滑輪B.B是定滑輪C.如果電動機向下拉動繩子，電梯廂將上升D.電梯廂運動的速度與電動機拉繩的速度相等答案：C2.工人用滑輪組把一箱箱貨物從一樓提升到五樓，在滑輪組上加潤滑油后，機械效率提高了，則加潤滑油后工人提升同樣的重物時，做功的()A.有用功減小，總功不變B.有用功增加，總功增加C.有用功減小，總功減小D.有用功不變，總功減小答案：D3.工人利用如圖所示的滑輪組，將重800N的物體豎直向上勻速提升1m，工人對繩的拉力為500N，則滑輪組對重物所做的有用功W有和該滑輪組此時的機械效率η分別是()A.W有=500J，η=62.5%B.W有=500J，η=80%C.W有=800J，η=62.5%D.W有=800J，η=80%答案：D4.如圖所示，輕質杠桿OA中點懸掛重為60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小是保持F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F將_____（填“變大”“變小”或“不變”）答案：30N 不變5.如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，A為手握魚竿的作用點，請在圖中畫出魚線對釣魚竿拉力F2的力臂，最小的動力F1及其力臂.答案：如圖所示：6.在探究“杠桿平衡條件”的實驗中：（1）某同學將杠桿懸掛起來，發現杠桿的右端低，左端高，他應該將杠桿兩端的平衡螺母向_______調節，使杠桿在__________位置平衡.（2）在杠桿兩端掛鉤碼，不斷改變動力或動力臂的大小，調節阻力或阻力臂的大小，使杠桿在原來的位置重新平衡，記錄數據如下表：實驗次數動力F1/N動力臂l1/cm

阻力F2/N

阻力臂l2/cm12.051.01022.0102.01033.0102.015根據表中的數據你得出杠桿的平衡條件是：_____________________________________________________.（3）根據第2次實驗數據有同學得出杠桿的平衡條件是：動力+動力臂=阻力+阻力臂.他得出此錯誤結論的原因是：_________________________________.答案：(1)左 水平 （2）F1l1=F2l2 (3)將不同的物理量進行了加法運算7.如圖所示是迫擊炮供彈車.鋼纜繩以大小為100N的拉力F使炮彈勻速升高2m，若炮彈重為150N，求：(1)滑輪組提升炮彈所做的有用功；(2)拉力F做的總功；(3)滑輪組的機械效率.解：(1)W有=Gh=150N×2m=300J(2)s=nh=2×2m=4mW總=Fs=100N×4m=400J(3)考點訓練14一、選擇題（每小題3分，共39分）1.“給我一個支點和一根足夠長的棍，我就能撬動整個地球.”下列生產和生活中的杠桿與阿基米德設想的杠桿屬于同一類型的是（）答案：D2.如圖所示，小楓騎變速自行車上坡時，要想省力，后軸的齒輪應該換用較大還是較小的？原因是什么？下列對這兩個問題回答正確的是（）A.較大的，增大動力臂B.較大的，減小阻力臂C.較小的，增大動力臂D.較小的，減小阻力臂答案：D3.如圖所示的情景中，所使用的工具屬于費力杠桿的是（）答案：D4.如圖所示，作用在杠桿一端始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，力F在這個過程中（）A.變大 B.變小C.不變 D.先變大后變小答案：A5.如圖為家庭手搖升降晾衣架結構圖，當順時針搖動手柄時，橫梁上升.下列滑輪屬于動滑輪的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案：D6.如圖所示，一根木棒AB在O點被懸掛起來，AO=OC，在A、C兩點分別掛有兩個和三個相同的鉤碼，木棒處于水平平衡.如在木棒的A、C兩點各增加一個同樣的鉤碼，則木棒（）A.繞O點順時針方向轉動B.繞O點逆時針方向轉動C.仍保持平衡D.平衡被破壞，轉動方向不定答案：C7.（2013·山西）小明小組利用如圖所示裝置探究“杠桿平衡條件”時，在杠桿兩側掛上不同個數的鉤碼，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實驗后得出結論：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離.下列能幫助他得出正確結論的操作是（）A.去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計豎直向下拉B.去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉C.去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計豎直向上拉D.增加鉤碼個數，再多次實驗使結論更具普遍性答案：B8.（2013·淄博）如圖是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械重和摩擦），其中所需動力最小的是（）答案：D9.（2013·株洲）室內垃圾桶平時桶蓋關閉不使垃圾散發異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟，根據室內垃圾桶的結構示意圖，可確定桶中有兩個杠桿在起作用，兩杠桿支點為O1、O2．則對應的杠桿分別為（）A．省力杠桿 省力杠桿B．省力杠桿 費力杠桿C．費力杠桿 費力杠桿D．費力杠桿 省力杠桿解析：如圖所示，用腳踩踏板時，O1點是支點，動力作用在A點，阻力作用在B點．腳踩下踏板時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；桶蓋開啟時，支點是O2，動力作用在C點，阻力作用在D點．在打開蓋子的過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿．故選B．答案：B10.（2013·漳州)下列關于機械效率的說法正確的是()A.機械效率不可能達到100％B.隨著科學技術的發展，機械效率可能會大于100％C.滑輪組的機械效率一定大于動滑輪的機械效率D.杠桿的機械效率一定大于動滑輪的機械效率解析：任何機械都不可避免地要做額外功，所以機械效率不可能達到100％，A選項正確，B選項錯誤；當提升相同重物到相同高度時，各種機械所做的有用功相同，滑輪組、動滑輪和杠桿的機械效率取決于其所做額外功的多少，滑輪組的動滑輪較多較重時，機械效率可能要小于動滑輪的機械效率，杠桿的摩擦和自身較重時機械效率可能小于動滑輪的機械效率，所以C、D選項均錯誤.故選A.答案：A11.（2013·自貢)將一定滑輪改為動滑輪使用，則它的機械效率在不計繩重和摩擦時()A.一定提高 B.一定降低C.一定不變 D.無法判斷解析：提升的重物質量不變時，由W=Gh可知：兩種機械做的有用功相同，將一定滑輪改為動滑輪使用時，提升重物的同時，也要把動滑輪提起，故增大了額外功，所以機械效率降低.故選B.答案：B12.（2013·德州）某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）勻速提起相同的重物.不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A.甲圖省力機械效率甲圖大B.甲圖省力機械效率一樣大C.乙圖省力機械效率一樣大D.乙圖省力機械效率乙圖大解析：甲圖中重物和動滑輪總重由兩段繩子承擔，則F甲=（G+G動），乙圖中重物和動滑輪的總重由三段繩子承擔，則F乙=（G+G動），所以乙圖省力;每個滑輪重相同，不計繩重及摩擦，根據 知，兩個滑輪組機械效率相同.故選C.答案：C13.（2013·河南)一個滑輪組經改進后提高了機械效率，用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比()A.有用功減少，總功減少B.有用功增加，總功增加C.有用功不變，總功不變D.有用功不變，總功減少解析：任何機械都不能省功，因此將同一物體勻速提升同樣的高度時有用功不變，A、B選項排除；機械效率為有用功和總功的比值，有用功不變，機械效率增大，則總功減小.所以D選項正確，故選D.答案：D二、填空題(每空3分，第18題作圖4分，共34分)14.杠桿在我國古代早就有了許多巧妙的應用，有時人們使用動力臂比阻力臂長的杠桿是為了___________；有時卻要使用費力杠桿，那又是為了_____________.答案：省力 省距離15.用如圖所示滑輪組提起重物，不計動滑輪自重和摩擦，若拉力F為50N，則物重G為______N，若繩子的自由端向上拉0.6m，則重物升高_______m.答案：16.某同學騎車在水平路面行進，當自行車兩個腳踏板轉到

位置時，用力最小，這是因為這個位置的

最大.答案：水平 動力臂17.(2013·沈陽)如圖所示，分別用定滑輪、動滑輪把重力相同的甲、乙兩物體在相同時間內勻速提升相同的高度（不計機械自重和摩擦），則所用拉力F甲_________（填“>”“<”或“=”）F乙，拉力做功的功率P甲________（填“>”“<”或“=”）P乙.解析：由于不計機械自重和摩擦，定滑輪不省力，動滑輪能省一半的力，所以所用拉力F甲>F乙；又由于把重力相同的甲、乙兩物體在相同時間內勻速提升相同的高度，所以兩滑輪做的功是相同的，功率也是相等的，即P甲=P乙.答案：> =18.（2013·廣東)如圖所示，用滑輪組將物塊從位置A勻速拉到位置B，請在圖中畫出最省力的繞線方法；物塊移動的距離為_______cm；若此時繩自由端所用拉力為10N，物塊受到的摩擦力為18N，滑輪組的機械效率為_________.解析：此題最省力的繞法是動滑輪上連3股繩，如圖所示.以物塊右端為研究對象，它從坐標45.00cm處移動到坐標41.90cm處，移動了3.10cm，設有用功為W有，總功為W總，答案：繞線方法 如圖所示 3.10 60%三、作圖題（每小題5分，共10分）19.（2013·孝感)下圖是一種門鎖把手的示意圖，O點是把手的轉軸，請畫出作用力F的力臂l.答案：如圖所示

20.請在圖中用筆畫線，畫出用滑輪組提升重物最省力的繞法.答案：如圖所示四、實驗探究題（21題9分，22題8分，共17分）21.小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中：（1）實驗前他應先調節杠桿在水平位置平衡，其目的是___________________________________________.（2）杠桿平衡后，小明在圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上______個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡.（3）他改用彈簧測力計在圖乙所示的C位置斜向下拉，若每個鉤碼重1N，當杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數將____________（填“大于”“等于”或“小于”）1N.解析：實驗前先調節杠桿在水平位置平衡，這樣懸掛的物體對杠桿的拉力和杠桿剛好垂直，此時支點到懸掛點的距離剛好等于拉力的力臂，從而可以直接從杠桿尺上讀出力臂的大小；（2