第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)1

杠桿考

點(diǎn)

知

識(shí)

清

單1.杠桿的基本知識(shí)定義在力的作用下繞固定點(diǎn)

的硬棒圖示轉(zhuǎn)動(dòng)五要素支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母O表示動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示從支點(diǎn)到

的距離，用字母l1表示動(dòng)力臂阻力臂從支點(diǎn)到

的距離，用字母l2表示動(dòng)力作用線阻力作用線(1)只要在外力作用下不變形的物體都可以看成杠桿，杠桿可以是直的，也可以是任意形狀的。(2)動(dòng)力、阻力都是杠桿受到的力，所以作用點(diǎn)在杠桿上；動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定相反。(3)對(duì)于直杠桿，力臂不一定在杠桿上，只有當(dāng)力的方向垂直于杠桿時(shí)，該力的力臂才在杠桿上。而當(dāng)力的作用線經(jīng)過(guò)支點(diǎn)時(shí)，該力的力臂為0。(1)杠桿平衡的特征杠桿在動(dòng)力、阻力作用下

或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)杠桿的平衡條件

，用字母表示：

。2.杠桿平衡的條件動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂靜止F1l1＝F2l23.杠桿的分類杠桿類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿力臂關(guān)系l動(dòng)＞l阻l動(dòng)＜l阻l動(dòng)＝l阻平衡時(shí)力的關(guān)系F動(dòng)

F阻F動(dòng)

F阻F動(dòng)

F阻優(yōu)缺點(diǎn)

，費(fèi)距離費(fèi)力，________不省力，也不省距離應(yīng)用撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、起子鑷子、釣魚竿、理發(fā)剪、船槳、筷子天平、定滑輪、蹺蹺板省距離＜＞＝省力(1)杠桿可以是直的，也可以是彎的。(2)動(dòng)力和阻力都是杠桿受到的力，作用點(diǎn)都在杠桿上。動(dòng)力和阻力的方向不一定相反，動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定相反。(3)力臂不一定在杠桿上。只有當(dāng)力的方向垂直于杠桿時(shí)，該力的力臂才在杠桿上。當(dāng)力的作用經(jīng)過(guò)支點(diǎn)時(shí)，該力的力臂為零。教材圖片命題內(nèi)容

八下P80圖12.1-8搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，車箱和磚頭所受的總重力G=1

000N，獨(dú)輪車有關(guān)尺寸如圖所示，動(dòng)力F=

N八下P76圖12.1-1如圖所示，用杠桿撬動(dòng)石頭的過(guò)程中，該杠桿屬于

杠桿；在力的方向不變的情況下，要想用更小的力撬起石頭，則他的手應(yīng)該向

支點(diǎn)O的方向移動(dòng)遠(yuǎn)離300省力

八下P79圖12.1-4如圖所示為賽艇項(xiàng)目的比賽情景。賽艇的槳是一個(gè)

杠桿八下P80圖12.1-5各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)的杠桿。如圖所示，要剪開鐵皮，用

(選填“甲”“乙”或“丙”)合適；剪紙或布時(shí)，用

(選填“甲”“乙”或“丙”)最合適費(fèi)力甲乙

八下P80圖12.1-6如圖所示是自行車手閘示意圖，手閘是一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械，該簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱是

，使用時(shí)省

費(fèi)______八下P80圖12.1-7類似如圖所示，指甲剪中杠桿有ABC、OEF和OPQ三個(gè)杠桿，杠桿ABC的支點(diǎn)在B，動(dòng)力臂大于阻力臂，ABC為

杠桿，杠桿OEF和OPQ的支點(diǎn)在O，動(dòng)力臂小于阻力臂，OEF和OPQ為

杠桿費(fèi)力杠桿距離力省力在力F1、F2、F3、F4的作用下，杠桿OB在如圖所示位置靜止，則(1)如圖所示，力F4的力臂為OB段。(

)(2)力F1的力臂大于力F2的力臂。(

)(3)圖中力F1、F2、F3中，力F1最大。(

)(4)從圖中知，力F2的力臂為l。(

)××√√知識(shí)點(diǎn)2滑輪及滑輪組名稱定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組定義軸固定不動(dòng)的滑輪軸會(huì)隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置圖示縱向橫向?qū)嵸|(zhì)

杠桿動(dòng)力臂為阻力臂

倍的省力杠桿等臂2名稱定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組力的關(guān)系(F、G)F=G

F=(G物+G動(dòng))(不計(jì)繩重和摩擦)F=(G物+G動(dòng))(不計(jì)繩重和摩擦)F=f(不計(jì)滑輪的摩擦)距離關(guān)系(s、h)s=hs=2hs=nhs繩=ns物作用使用定滑輪不省力，但能改變力的____

能省

的力，但費(fèi)一倍的距離，且____改變力的方向既能____又能改變力的_____既能省力又能改變力的方向舉例升國(guó)旗起重機(jī)吊車拖汽車方向方向一半不能省力(1)只有在忽略滑輪與軸之間的摩擦和繩重的情況下，使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力才等于總重的幾分之一。(2)滑輪組的組裝原則是“奇”動(dòng)“偶”定：①n為奇數(shù)時(shí)，繩子固定端在動(dòng)滑輪上；②n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端在定滑輪上。教材圖片命題內(nèi)容

八下P81圖12.2-1如圖所示，大人利用滑輪將重物吊到二樓，孩子想幫忙，卻把自己吊了上去，該滑輪是

滑輪，使用它可以

，孩子受到的重力

選填“大于”“小于”或“等于”)重物受到的重力八下P81圖12.2-6如圖所示，盤山公路增加了汽車行駛的里程，實(shí)際上就是增加了斜面的

，讓汽車在上坡時(shí)所需要牽引力

，汽車更容易上坡定改變力的方向小于長(zhǎng)度減小(1)動(dòng)滑輪一定省力。()(2)動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的杠桿。()(3)使用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成的滑輪組最多省一半的力。()(4)定滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿，使用定滑輪不省力但能改變力的方向。()××√√知識(shí)點(diǎn)3

機(jī)械效率1.三種功(1)有用功：無(wú)論是否使用機(jī)械，必須要做的功，叫做有用功，用W有表示。(2)額外功：使用機(jī)械時(shí)，并非我們需要又不得不做的功，叫做額外功，用W額表示。(3)總功：有用功與額外功之和，叫做總功，用W總表示，W=

。2.機(jī)械效率(1)定義：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用符號(hào)

表示。(2)公式：

。W有＋W額η(3)影響因素①當(dāng)總功一定時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高；②當(dāng)有用功一定時(shí)，額外功越少，機(jī)械效率越高；③當(dāng)額外功一定時(shí)，總功越多，機(jī)械效率越高。(4)特點(diǎn)：因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，不可避免地要做額外功，故任何機(jī)械的機(jī)械效率都

1。只有在理想情況下機(jī)械效率才等于1。3.提高機(jī)械效率的方法(1)滑輪組：減小摩擦、減小機(jī)械自重、增加提升重物的重力。(2)斜面：減小斜面的粗糙程度、增大斜面的傾角。小于簡(jiǎn)單機(jī)械圖示有用功總功機(jī)械效率滑輪物體G上升高度為h時(shí)所做的功W有=Gh拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs(s=vt)，s=hη===物體G上升高度為h時(shí)所做的功W有=Gh拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs，s=nh(n為承載重物繩子的段數(shù))η===4.機(jī)械效率相關(guān)計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械圖示有用功總功機(jī)械效率滑輪克服摩擦力所做的功W有=fs物拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs=Fns物η===斜面物體上升高度為h時(shí)所做的功W有=Gh拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs(s=vt)η==杠桿鉤碼上升高度為h時(shí)所做的功W有=Gh拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs(s=h)η==教材圖片命題內(nèi)容八下P85圖12.3-1如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計(jì)算拉力所做的功；如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼也緩慢地提升相同的高度，再次計(jì)算拉力所做的功。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用動(dòng)滑輪

省力，

省功。(均選填“能”或“不能”)能不能(1)做功越少的機(jī)械，機(jī)械效率越低。()(2)做相同的有用功，額外功少的機(jī)械，機(jī)械效率一定高。()(3)做功越快的機(jī)械，它的機(jī)械效率越高。()(4)機(jī)械效率高的機(jī)械，它的功率一定大。()×××√重難點(diǎn)1

力臂作圖及如何找到最小力重

點(diǎn)

難

點(diǎn)

突

破【例1】(類型整合)按要求完成以下力臂作圖。(1)某劇組因拍攝節(jié)目需要，設(shè)計(jì)了如圖所示拉力裝置來(lái)改變照明燈的高度，輕質(zhì)杠桿ABO可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出照明燈的重力G的示意圖和杠桿所受拉力的力臂l1。如圖所示：(2)如圖所示，一輕質(zhì)杠桿在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。l1是力F1的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出力F2的力臂l2和力F1的示意圖。(3)“節(jié)約用水，人人有責(zé)。”如圖甲所示是用水后及時(shí)關(guān)閉水龍頭時(shí)的情景，水龍頭手柄看作是一個(gè)杠桿，請(qǐng)你在圖乙所示的示意圖中畫出阻力臂l2，并畫出施加在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1及其力臂l1。如圖所示：如圖所示：?方法指導(dǎo)

力臂的畫法?突破技巧如何得到最小的動(dòng)力?根據(jù)杠桿平衡條件，必須找到最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，即支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的連線的距離。重難點(diǎn)2

應(yīng)用杠桿平衡條件計(jì)算【例2】(類型整合)(1)如圖所示是環(huán)衛(wèi)工人手推車的示意圖。若小車與廢棄物總重600N，重心離車輪軸心O的水平距離為0.6m，手離車輪軸心的水平距離為1.8m，則工人師傅至少需要用

N的力將小車抬起。200(2)如圖所示，釣魚竿在使用的過(guò)程中，利用了杠桿知識(shí)。在杠桿上A、B、C三點(diǎn)中，支點(diǎn)是

點(diǎn)，動(dòng)力的作用點(diǎn)是

點(diǎn)，阻力的作用點(diǎn)是

點(diǎn)。若動(dòng)力臂跟阻力臂之比為1:8，那么釣起一條重為10N的魚，需施加的力是

N。(3)一農(nóng)民用扁擔(dān)挑水，若扁擔(dān)長(zhǎng)1.8m，扁擔(dān)前端和后端分別掛上200N和250N的水桶。要想使扁擔(dān)水平平衡，他的肩膀應(yīng)距扁擔(dān)前端

m。(不計(jì)扁擔(dān)自重)?方法指導(dǎo)通過(guò)作圖，確定力和力臂，然后根據(jù)F·lF=G·lG求解。ABC801重難點(diǎn)3

杠桿類型的判斷【例3】有以下幾種簡(jiǎn)單機(jī)械：①面包夾

②天平

③瓶蓋起子

④鑷子

⑤撬棒

⑥理發(fā)剪刀

⑦羊角錘⑧活塞式抽水機(jī)壓桿

⑨筷子

⑩釣魚竿

?定滑輪

?鍘刀?剪鐵剪刀?動(dòng)滑輪?人的手臂提起物體

?蹺蹺板其中屬于省力杠桿的有

，屬于費(fèi)力杠桿的有

，屬于等臂杠桿的有

。③⑤⑦⑧???①④⑥⑨⑩?②???方法指導(dǎo)判斷杠桿的類型①可以根據(jù)定義比較動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系。②也可以根據(jù)使用目的進(jìn)行判斷：若是為了用較小的動(dòng)力克服較大的阻力，則是省力杠桿；若是為了方便，省距離，則是費(fèi)力杠桿。重難點(diǎn)4動(dòng)態(tài)杠桿問(wèn)題【例4-1】如圖所示的杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，若：(1)把杠桿的兩端各增加一個(gè)鉤碼，杠桿

。(選填“左端下沉”“右端下沉”或“仍平衡”，下同)(2)把杠桿的兩端各減少一個(gè)鉤碼，杠桿

。(3)把兩端的鉤碼同時(shí)向里移動(dòng)一格，杠桿

。(4)把兩端的鉤碼同時(shí)向外移動(dòng)一格，杠桿

。【例4-2】如圖所示，輕質(zhì)杠桿在中點(diǎn)處懸掛重物，在杠桿的最右端施加一個(gè)始終垂直杠桿向上的力F，此時(shí)杠桿保持水平平衡，當(dāng)將重物向右移動(dòng)時(shí)，要使杠桿仍然在此位置保持平衡，力F將

。將杠桿沿逆時(shí)針?lè)较蛳蛏暇徛D(zhuǎn)動(dòng)，力F將

。(均選填“變大”“變小”或“不變”)左端下沉左端下沉右端下沉右端下沉變大變小?突破技巧解決動(dòng)態(tài)杠桿問(wèn)題①首先確定動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂，明確變化量和不變量，然后再根據(jù)杠桿平衡條件分析；哪端下沉取決于力和力臂的乘積。②【例4-2】中應(yīng)該注意的是：杠桿在移動(dòng)時(shí)，變化之后的杠桿中點(diǎn)與之前的杠桿中點(diǎn)位置相對(duì)往左移。重難點(diǎn)5滑輪組繞線及相關(guān)計(jì)算【例5】(類型整合)(1)要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?lái)，試在圖中畫出最省力的繞繩方法。如圖所示：(2)如圖所示，用甲、乙兩滑輪組勻速向上提升重物，物重都是600N。①若不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為

N，F(xiàn)乙為

N。②若動(dòng)滑輪重為30N，不計(jì)繩重和摩擦，繩子的拉力F甲為

N，F(xiàn)乙為

N。③若將重物提高1m，則甲滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

m，乙滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

m。④若重物提高的速度為2m/s，則甲滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的速度為

m/s，乙滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的速度為

m/s。2003002103153264(3)如圖所示，在水平拉力F的作用下，重100N的物體A沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為10N，則物體A與水平桌面的摩擦力大小為

N。拉力F的大小為

N。(忽略滑輪重力及其與繩子間的摩擦)(4)如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計(jì)滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，

則物體A所受重力的大小為

N，滑輪上升的速度為

m/s。102050.1?突破技巧(1)滑輪組省力情況的判斷滑輪組中繩子段數(shù)n的確定：n可以通過(guò)“隔離法”來(lái)確定，如圖所示，在動(dòng)滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，有幾段繩子通過(guò)動(dòng)滑輪(或者有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連)，n就等于幾。

重難點(diǎn)6三種機(jī)械的機(jī)械效率計(jì)算類型一滑輪組的機(jī)械效率【例5】(豎直提升)裝卸工人用如圖所示裝置將重為800N的貨物提至高處(繩重及摩擦不計(jì))，人對(duì)繩的拉力F1為500N，貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m。(1)若貨物的底面積為200cm2，求靜止在地面上時(shí)貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)。(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出繩子的繞法。(3)求滑輪組的機(jī)械效率。(2)要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪，這樣反復(fù)完成，繞法如圖所示：(4)如果所提貨物重為600N，要把它提升5m，用時(shí)1min，求拉力做功的功率。?方法歸納判斷有用功和額外功的關(guān)鍵是找準(zhǔn)“工作對(duì)象”，對(duì)“工作對(duì)象”所做的功是有用功，其他功均是額外功。同一做功的過(guò)程中，做功的目的不同，有用功和額外功也不一定相同。【例6-2】(水平拉動(dòng))一輛質(zhì)量為3.2×103kg的汽車不慎陷入泥濘地，汽車司機(jī)組織人們用如圖所示的滑輪組將汽車拖出。已知整個(gè)過(guò)程中汽車沿水平方向移動(dòng)了2m，用時(shí)10s，水平拉力F為1×103N，滑輪組的機(jī)械效率為80%。求：(1)拉力F做的總功；(2)拉力F做功的功率；解：(1)由圖知，n＝3，拉力端移動(dòng)的距離s＝3s物＝3×2m＝6m，拉力做的功W總＝Fs＝1×103N×6m＝6×103J。(3)汽車受到的阻力大小。

類型二斜面的機(jī)械效率【例6-3】如圖所示，斜面傾角為30°，斜面高為2m。小兵同學(xué)用繩子沿斜面將重為400N的木箱由斜面底端勻速拉到頂端。已知拉力大小為250N，繩重不計(jì)。求：(1)小兵對(duì)木箱做的有用功；(2)斜面的機(jī)械效率；解：(1)小兵對(duì)木箱做的有用功W有＝Gh＝400N×2m＝800J。?突破技巧對(duì)于斜面，額外功就是克服滑動(dòng)摩擦力所做的功，因此，在計(jì)算摩擦力時(shí)，一定要先算出額外功，然后再利用功的變形公式求出摩擦力。(3)斜面對(duì)木箱的摩擦力。類型三杠桿的機(jī)械效率【例6-4】小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，杠桿一端固定，中點(diǎn)處掛有一重為20N的重物，現(xiàn)用手豎直提起杠桿的另一端，使物體緩慢勻速提升(摩擦忽略不計(jì))。(1)若不計(jì)杠桿自重，求拉力F的大小。(2)若杠桿是一根自重為5N、材料均勻的硬棒，將重物提升的高度h為0.10m，小明使用杠桿所做的有用功為多大?機(jī)械效率是多大?

【考點(diǎn)聚焦】1．實(shí)驗(yàn)器材(彈簧測(cè)力計(jì)、杠桿、支架、鉤碼、天平)2．實(shí)驗(yàn)裝置3．使支點(diǎn)處于杠桿中央的目的(消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響)重

要

實(shí)

驗(yàn)

探

究實(shí)驗(yàn)1探究杠桿平衡的條件

4．實(shí)驗(yàn)前杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)(左高左調(diào)，右高右調(diào)，或哪邊高向哪邊調(diào)。注意：平衡后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母)5．實(shí)驗(yàn)開始前需調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的(便于讀出力臂的大小)6．將砝碼換成彈簧測(cè)力計(jì)的好處(能直接測(cè)出拉力的大小，方便實(shí)驗(yàn)操作)7．彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)(沿豎直方向拉動(dòng))8．測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的(避免偶然性，使得出的結(jié)論具有普遍性)9．彈簧測(cè)力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化(拉力力臂變小，示數(shù)逐漸增大)10．根據(jù)杠桿平衡條件(F1l1＝F2l2)分析計(jì)算(①在杠桿平衡時(shí)，兩邊增減砝碼后杠桿是否平衡的判斷以及杠桿再平衡的條件；②計(jì)算力或力臂)【典型例題】【例1】如圖所示是小明同學(xué)探究杠桿平衡條件的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景。(1)掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿______(選填“達(dá)到”或“沒有達(dá)到”)平衡狀態(tài)，接下來(lái)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿處于____________。達(dá)到水平平衡(2)在杠桿兩端掛鉤碼，不斷改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在原來(lái)的位置重新平衡，記錄數(shù)據(jù)如表。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)你得出杠桿的平衡條件：__________________。

實(shí)驗(yàn)次序動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12511022102103310215(3)根據(jù)表格中第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有同學(xué)得出杠桿的平衡條件：動(dòng)力＋動(dòng)力臂＝阻力＋阻力臂。他得出此錯(cuò)誤結(jié)論的原因是_______________________________。F1·l1＝F2·l2

一次實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性(4)小明做多次實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________。(5)有的同學(xué)認(rèn)為，杠桿平衡條件是動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離，你認(rèn)為他的看法是______的，驗(yàn)證你的觀點(diǎn)的簡(jiǎn)單做法是__________________________________________。(6)如圖乙所示，A點(diǎn)掛有2個(gè)質(zhì)量均為50g的鉤碼，為了讓杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在B點(diǎn)掛___個(gè)質(zhì)量均為50g的鉤碼。(7)如圖丙所示，現(xiàn)給你一個(gè)量程為0～2N的彈簧測(cè)力計(jì)，若干個(gè)50g的鉤碼，鉤碼掛在C點(diǎn)處，現(xiàn)使用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼使杠桿在水平位置平衡，則在C點(diǎn)處所掛鉤碼的最多個(gè)數(shù)為___個(gè)。得到普遍規(guī)律(使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性)錯(cuò)誤使杠桿不在水平位置平衡，測(cè)量力的大小36拓展設(shè)問(wèn)(1)如圖丁所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將______。變大(2)小明同學(xué)所在小組在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用如圖戊裝置的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距)，但老師建議同學(xué)們不宜采用這種方式，主要是因?yàn)開__(填字母)。A．一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作B．力臂與杠桿不重合C．力和力臂數(shù)目過(guò)多，不易總結(jié)出規(guī)律D．杠桿受力不平衡C(3)小王同學(xué)也利用相關(guān)器材做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，他在調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向___(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。(4)同組的小張同學(xué)提出疑問(wèn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)為什么要使杠桿在水平位置平衡？你認(rèn)為這樣做的好處是_____________________________________________________________。(5)小亮同學(xué)采用了己圖所示的裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，與其他同學(xué)得出的正確的杠桿平衡條件不相符，其可能的原因是___________________________。

便于測(cè)量力臂，并消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響左

杠桿自身的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響【考點(diǎn)聚焦】1.實(shí)驗(yàn)器材(彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼、滑輪組、細(xì)線、鐵架臺(tái))2.實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)2測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率

9.滑輪組機(jī)械效率的影響因素(滑輪組的機(jī)械效率與所吊貨物自身的重力有關(guān)，還與滑輪重、繩子重、摩擦力的大小有關(guān))10.提高機(jī)械效率的方法(①用同一滑輪組提起重物時(shí)，提起的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；②提起的物體重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高；③滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法、物體上升的高度無(wú)關(guān))11.控制變量法的應(yīng)用(①用同一滑輪組吊起數(shù)量不同的相同鉤碼，探究滑輪組的機(jī)械效率與物體重量的關(guān)系；②使用重力或數(shù)量不同的動(dòng)滑輪吊起重量相同的鉤碼，探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的關(guān)系)【典型例題】【例2】某小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿

方向緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。(2)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止時(shí)讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法

(選填“正確”或“不正確”)，因?yàn)樗龥]有考慮到

對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動(dòng)的距離/m機(jī)械效率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5

豎直不正確摩擦力(3)用丁圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)：繩端移動(dòng)的距離為

m，機(jī)械效率為

。

(4)比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是___________________________

。(5)對(duì)比甲、乙兩圖可知滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，提升相同的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率

(選填“變大”“變小”或“不變”)。(6)小組同學(xué)利用甲圖的滑輪組提升相同的物體時(shí)，增大物體勻速上升的速度，滑輪組的機(jī)械效率

(選填“變大”“變小”或“不變”)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動(dòng)的距離/m機(jī)械效率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5

80%

被提升的物體重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越輕，機(jī)械效率越高不變不變0.4拓展設(shè)問(wèn)(1)小明同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)：通過(guò)比較第2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也能得出滑輪組機(jī)械效率與物體所受重力的關(guān)系。請(qǐng)你對(duì)小明同學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估：

。

(2)另一實(shí)驗(yàn)小組用不同質(zhì)量的動(dòng)滑輪提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)繪制出如圖所示的圖象。①分析圖象可知，被提升物體的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越

(選填“高”或“低”)。②分析圖象中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為

N。(忽略繩重和摩擦)不正確，沒有控制動(dòng)滑輪的重力相同低12(3)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，當(dāng)動(dòng)滑輪的重G0相同時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η與物體重力G的關(guān)系比較符合的圖是

。B

實(shí)驗(yàn)3測(cè)量斜面的機(jī)械效率

【典型例題】【例3】如圖所示是小明探究影響斜面機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)裝置，他在實(shí)驗(yàn)時(shí)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一木塊沿著不同的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)你解答下列問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾角斜面材料物重G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面長(zhǎng)s/m有用功W有用/J總功W總/J機(jī)械效率η120°木板50.273.50.81.352.8048.2%230°木板50.404.30.82.003.44

340°玻璃50.514.20.82.553.3675.9%440°木板50.515.00.82.554.0063.8%540°毛巾50.515.70.82.554.5655.9%58.1%(1)請(qǐng)計(jì)算出第2次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率，并填入下面表格中。(結(jié)果保留一位小數(shù))(2)利用機(jī)械做功的過(guò)程中，都不可避免地要做一部分額外功，W額外=W總－W有用，該實(shí)驗(yàn)利用斜面提升重物的過(guò)程中，克服物塊與斜面間的摩擦力所做的功即為額外功，在第4次實(shí)驗(yàn)中，克服摩擦力所做的額外功為

J。物塊沿斜面上升過(guò)程中受到的摩擦力為

N(結(jié)果保留一位小數(shù))。(3)分析第1、2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，在斜面粗糙程度一定時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率

。1.451.8越高(4)分析第3、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，____________________________

。(5)在分析完影響斜面機(jī)械效率的因素后，小明發(fā)現(xiàn)其實(shí)沿斜面的拉力大小也是有規(guī)律的。如分析第1、2、4次實(shí)驗(yàn)中拉力的大小，可得出，沿粗糙程度一定的斜面勻速拉動(dòng)同一物塊，斜面傾斜程度越大，則所需拉力

。

在斜面傾斜程度相同時(shí)，斜面越光滑，機(jī)械效率越高越大1.(2024·臨沂)2023年9月24日，中國(guó)組合鄒佳琪、邱秀萍在賽艇女子輕量級(jí)雙人雙槳決賽中奪冠，斬獲杭州亞運(yùn)會(huì)首金。如圖所示，賽艇的槳可視為杠桿，下列工具正常使用時(shí)，與槳屬于同類杠桿的是()聚焦山東考點(diǎn)命題點(diǎn)1杠桿類型的判斷AA.筷子

B.瓶起子

C.核桃夾

D.榨汁器2.(2019·臨沂)各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿。下列剪刀，最適合剪開較硬物體的是()ABCDB3.(2022·濟(jì)南)小強(qiáng)開啟飲料時(shí)，瓶起子可視為一個(gè)杠桿，如圖所示。下列各圖能正確表示其工作原理的是()A．B．

C．

D．A命題點(diǎn)2

杠桿平衡的條件及應(yīng)用4.(2021·棗莊)如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過(guò)程中，力F的大小將()A.先變大，后變小B.先變小，后變大C.一直是變大的

D.一直是變小的A5.(2024·菏澤)如圖所示是我國(guó)古人運(yùn)送巨木的勞動(dòng)情境示意圖。結(jié)合示意圖判斷，下列說(shuō)法正確的是()A.在抬巨木時(shí)眾人越靠近支架越省力B.只把懸繩向左移動(dòng)一定距離更利于抬起巨木C.在抬起巨木時(shí)橫桿是省力杠桿D.支架下端墊有底面積較大的石塊是為了減小壓力C6.(2024·煙臺(tái))骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，人體中最基本的運(yùn)動(dòng)大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的。下列關(guān)于人體中的杠桿說(shuō)法正確的是()A.圖甲：手托重物時(shí)，可視為省力杠桿B.圖甲：手托重物時(shí)，肱二頭肌對(duì)前臂的牽引力是阻力C.圖乙：踮腳時(shí)，可視為費(fèi)力杠桿D.圖乙：向上踮腳的過(guò)程中，腓腸肌對(duì)足部骨骼的牽引力是動(dòng)力D7.(2023·濟(jì)南)圖甲所示的案秤是生活中測(cè)量質(zhì)量的常用工具，與各1個(gè)標(biāo)有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2個(gè)標(biāo)有“2kg”的增砣配套使用。如果把圖乙所示的標(biāo)有“2kg”的增砣放在秤盤中稱量它的質(zhì)量，測(cè)量結(jié)果應(yīng)該()A.大于2kg

B.等于2kg

C.小于2kg

D.無(wú)法判斷C9.(2023·東營(yíng))《天工開物》中描述了古人應(yīng)用桔槔汲水的情景。桔槔的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)普通的杠桿，如圖所示，水桶懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離和重物懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)的距離之比為1∶2，當(dāng)水和水桶的總質(zhì)量為20kg時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡，則重物質(zhì)量為____kg。(不計(jì)杠桿自重)8.(2021·日照)如圖所示是某簡(jiǎn)易杠桿的示意圖，已知AOB水平，OA＝OB，物體重力G＝10N，拉力F的方向如圖所示。該杠桿是____杠桿，F(xiàn)＝____N。1020費(fèi)力命題點(diǎn)3

杠桿作圖類型1

力、力臂作圖

10.(2022·濟(jì)寧)中國(guó)古代人民為了抵御入侵，常在城池周圍建造護(hù)城河，通過(guò)吊橋升降控制人員進(jìn)出。如圖是吊橋被拉起時(shí)的模型圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出拉力F的力臂。如圖所示：11.(2024·棗莊)用手提起重物時(shí)，前臂可簡(jiǎn)化為杠桿：橈骨在肱二頭肌牽引力F1的作用下，繞肘關(guān)節(jié)(支點(diǎn)O)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力F1的力臂l1和阻力F2的示意圖。如圖所示：類型2

最小動(dòng)力作圖

12.(2024·聊城模擬)如圖甲所示是一款壓餃子皮的工具，使用時(shí)壓桿可以看作一個(gè)杠桿。圖乙是簡(jiǎn)化示意圖，圖中O為支點(diǎn)，F(xiàn)2是壓桿上B點(diǎn)在下壓時(shí)受到的阻力。請(qǐng)?jiān)谝覉D上畫出阻力臂l2、作用在杠桿A點(diǎn)需要施加的最小動(dòng)力F1。如圖所示：命題點(diǎn)4

滑輪、滑輪組、斜面的特點(diǎn)13.(2021·煙臺(tái))用如圖所示的四種方式勻速提升同一物體(不計(jì)機(jī)械自重和摩擦)，其中最費(fèi)力的是()ABCDA14.(2022·淄博)如圖是某小區(qū)使用的一種垃圾投放裝置的示意圖，人向下拉吊把就能打開垃圾桶桶蓋，非常方便、衛(wèi)生。下列說(shuō)法正確的是()A.裝置中的滑輪是動(dòng)滑輪B.裝置中的滑輪改變了力的方向C.繩子拉起桶蓋時(shí)，桶蓋可視為費(fèi)力杠桿D.藍(lán)色垃圾桶看起來(lái)是藍(lán)色，是因?yàn)樗账{(lán)光B類型1

滑輪、滑輪組命題點(diǎn)5

機(jī)械效率的理解及相關(guān)計(jì)算15.(2020·聊城)如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別將A、B兩物體勻速向上提升，若所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離。不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是(

)A.兩物體上升的速度相同B.兩種裝置的機(jī)械效率相等C.兩次提升物體所做的有用功相等D.兩種裝置中拉力做功的功率相等D16.(2024·濱州)(多選)如圖所示裝置，工人用250N的拉力，在30s內(nèi)將重為400N的物體勻速提高了6m，在此過(guò)程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的速度是0.2m/sB.拉力做的有用功為2400JC.拉力做功的功率為100WD.若用此滑輪提升重500N的物體，滑輪的機(jī)械效率為80%BC17.(2024·煙臺(tái))(多選)如圖所示，小明用20N的拉力F將重為20N的物體勻速提高了10m，用時(shí)5s，忽略繩重和摩擦，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的速度為6m/sB.動(dòng)滑輪所受的重力為20NC.小明所做的額外功為200JD.滑輪組的機(jī)械效率為75%BC18.(2024·聊城)建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為300N的建材從地面勻速運(yùn)送到離地面8m的高處，所用時(shí)間為40s。已知?jiǎng)踊喼貫?0N，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A.工人做的總功為2400JB.工人拉力的功率為60WC.此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率約為88%D.可以通過(guò)增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)的方法提高該裝置的機(jī)械效率C19.(2024·菏澤)用如圖所示的滑輪組將重540N的建筑材料從地面拉到四樓，建筑材料上升10m，繩端拉力為200N(不計(jì)繩重和滑輪與繩之間的摩擦)。則動(dòng)滑輪重___N，此過(guò)程該滑輪組的機(jī)械效率為____。6090%20.(2021·泰安)如圖所示，甲工人用水平推力F甲推動(dòng)重為750N的貨物，在水平路面上勻速移動(dòng)2m至倉(cāng)庫(kù)門口A處，用時(shí)10s，此過(guò)程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接著使用滑輪組拉動(dòng)該貨物在同樣的路面上勻速移動(dòng)3m到達(dá)指定位置B，拉力F乙為80N。求：(1)甲工人做的功；(2)該滑輪組的機(jī)械效率。21.(2023·煙臺(tái))在宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設(shè)中，某施工隊(duì)正在進(jìn)行農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施改建，建筑工人利用小型的升降機(jī)來(lái)搬運(yùn)水泥。如圖甲所示，某次搬運(yùn)過(guò)程中，工人在30s的時(shí)間內(nèi)，將8袋水泥勻速提起6m，電動(dòng)機(jī)牽引繩子的拉力F為2400N，每袋水泥質(zhì)量為50kg。g取10N/kg，求：(1)拉力F做功的功率；(2)