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人教版2023年八年级物理下册同步精品讲义课时12.4 第十二章 简单机械复习总结【学生版+教师版】
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课时12.4 第十二章 简单机械复习总结（原卷版）【学习目标】1.理解：杠杆的平衡条件及其杠杆的应用；定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点；什么是有用功、额外功和总功；机械效率的概念；2.会：认识杠杆；画杠杆的示意图（动力与动力臂、阻力与阻力臂）；认识定滑轮、动滑轮和滑轮组；进行有关滑轮计算；进行有关机械效率的计算；3.掌握：通过实验探究理解滑轮中力与距离特点；4.了解：生活中常见功率值；能量和动能的概念；影响弹性势能大小的因素；机械能守恒定律；5.能：从常见的工具中与简单机械中识别出杠杆；利用杠杆平衡条件进行简单计算；分析滑轮的应用实例；通过测量滑轮组机械效率加强对机械效率的理解。【知识导图】【专题复习】专题一：杠杆及其分类※专题概述1.杠杆（1）定义：在物理学中，将在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称为杠杆；（2）杠杆五要素：支点、动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。2.杠杆分类（1）省力杠杆：，如铡刀等；（2）费力杠杆：，如镊子等；（3）等臂杠杆：，如托盘天平。典例一如图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）。A．镊子 B．瓶起子 C．天平 D．钳子典例二如图厨房用具中，属于省力杠杆的是（ ）。A. 食品夹 B. 碗夹C. 筷子 D. 开瓶器专题二：简单机械作图※专题概述1.关于杠杆作图（1）杠杆力臂作图“四步法”：（2）求最小动力的技巧①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处；②连接动力作用点和支点(用实线)；③以动力作用点为垂足，作动力作用点与支点连线的垂线段；④根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定动力的方向。（3）力臂作图规范①作图必须用直尺，所作线要直；②在作力或力臂时，要画出垂足直角符号；③力臂用实线，并在两端加箭头表示，旁边需标上字母。2.关于滑轮组的绕绳方法(1)确定承担物重的绳子的段数，在不计动滑轮重、绳重和摩擦时， ，。(2)确定绳子固定端位置：滑轮组绕绳，遵循“奇动偶定”原则。①当n为奇数时，绳子的起始端应先固定在动滑轮上，然后依次绕过滑轮；②当n为偶数时，绳子的起始端应先固定在定滑轮上，然后依次绕过滑轮。典例一如图，轻质杠杆平衡，请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。典例二用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。典例三如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。典例四如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。（______）专题三：杠杆平衡条件及应用※专题概述运用杠杆的平衡条件进行计算时，要从复杂的机械装置中抽象出杠杆模型，明确五个要素，再将题中条件代入杠杆平衡条件的数学表达式，进行求解.常见的题型有三种：(1)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知其中的三个量，求另一个量，可以用F₁l₁ = F₂l₂进行求解。(2)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知两个力臂的比值和其中的一个力，求另一个力，可以用进行求解。(3)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知两个力和两个力臂之和l，求支点的位置，可以用(l-l₁ )表示l₂,用F₁l₁ = F₂(l-l₁)进行求解。典例一如图所示，以O为转轴的轻质杠杆AOB，AB＝4OA，物体C重240N，底面积为200cm2，在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用120N的动力F竖直向上拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为 杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），此时物体C对水平地面的压强是 Pa。典例二如图所示，将质量为6kg，边长为0.1m的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆A点处，在B点施加与杠杆垂直的力F1时，杠杆在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：（1）合金块的重力；（2）合金块的密度；（3）拉力F1的大小。专题四：简单机械综合考查※专题概述杠杆与滑轮是常见的简单机械，使用杠杆时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。使用定滑轮不省力，使用一个动滑轮可以省一半的力；使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物体重力的几分之一。典例一某建设工地，有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8m2、质量为2400kg的圆柱形重物；如图所示，A为塔吊的配重，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB＝25m。当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1200kg。现在载重小车从距离O点为10m的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物（不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦．g＝10N/kg）问：（1）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大？（2）如果将重物匀速提升20m，则拉力做功多少？（3）塔吊将重物从起吊点提升20m后，载重小车最多能向B点方向再平移多少米，才能保证安全工作？典例二学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：（1）滑轮组做的有用功；（________）（2）拉力F的大小；（________）（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。典例三如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：（1）小张推木箱做了多少功?（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少?（结果保留一位小数）专题五：实验专题※专题概述1.探究杠杆的平衡条件关于探究杠杆平衡条件的实验，应注意以下几点：(1)调节杠杆使其在水平位置平衡，可以使杠杆的重心与支点重合，避免杠杆的重力对平衡产生影响，同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小；(2)调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左低右调、右低左调”，如杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母；(3)调节平衡后，实验过程中不能再通过调节平衡螺母使杠杆再次平衡；(4)探究时，要改变钩码的数量或改变悬挂钩码的位置进行多次实验，以避免实验数据的偶然性，从而得出具有普遍性的结论。2.测量滑轮组的机械效率典例一在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。（2）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量 。（3）如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第 格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。（4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是 。（5）如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数 （选填“变大”“不变”或“变小”）。典例二生活和生产中，提高机械效率有着重要的意义。（1）为了探究影响机械效率的因素，小辉选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在下表中。①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码___________，机械效率越高。②比较___________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。③第5次实验是利用图___________的装置完成的。④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为___________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。（2）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不省功。你所学物理知识中运用了这种研究方法得出的物理规律是___________。专题六：功、功率、机械效率的综合计算※专题概述典例一汽车通过如图所示装置将物体从10 m深的井底匀速拉至井口用了40 s。已知物重为2.8×103N，其底面积为400cm2，汽车重2×104N，若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计，汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变，匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103N。求：（1）提升物体过程中滑轮组的机械效率。（2）提升物体过程中汽车的牵引力。（3）当汽车对绳子的拉力为800N时，物体对地面的压强。典例二如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1000N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小）。已知斜面长L=5m，高h=2m。（1）若该过程中斜面的效率为80%，求此时物体受到的摩擦力；（2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。典例三如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 ．已知水的密度为 ，取g＝10N/kg。不计水和空气的阻力。求：甲： 乙：（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。（2）物体的质量和密度。（3）水底的深度及水对水底的压强。（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。典例四如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问：（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；（2）货物在水平面上运动的速度为多少？（3）水平推力做功的功率为多少？（4）斜面的机械效率为多少？【真题演练】一、选择题1. （2022·株洲）如图为运动员手持铅球（图中未画出）时的情景。此时，手臂受力时可简化为桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型。关于这个物理模型，下列选项正确的是（ ）。A. l1、l2分别表示F1和F2的力臂；B. l1、l2分别表示F1和F2的力臂；C. 手臂是个省力杠杆；D. 手臂是个费力杠杆2. （2022·湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（ ）。A. 点燃前A、B蜡烛重力之比1∶2；B. 经时间t，杠杆右端下沉；C. 经时间t，杠杆左端下沉；D. 经时间t，杠杆继续保持水平平衡3. （2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）。A. 滑轮组的机械效率为50%；B. 动滑轮重为100N；C. 绳子自由端拉力的功率为20W；D. 增大物重机械效率不变4. （2022·济南）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（ ）。A. B. C. D. 5. （2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（ ）。A. 工人所用的拉力为200N；B. 动滑轮的重力为100N；C. 拉力的功率为150W；D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变6. （2022·潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）。A. 吊篮的动能不变 B. 吊篮的机械能守恒C. 电动机对绳子的拉力为 D. 电动机拉动绳子的功率为7. （2022·烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）。A. 用羊角锤起钉子 B. 用钳子夹导线C. 用起子起瓶盖 D. 用镊子夹取砝码8. （2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（ ）。A. 沿斜面推动更省力；B. 沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C. 无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D. 沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大9. （2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）。A. 滑轮组的机械效率为50%；B. 动滑轮重为100N；C. 绳子自由端拉力的功率为20W；D. 增大物重机械效率不变10. （2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（ ）。A. 工人所用的拉力为200N；B. 动滑轮的重力为100N；C. 拉力的功率为150W；D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变11. （2022·青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）。A. 动滑轮的重力 B. 货物上升的速度v＝0.4m/sC. 拉力F的功率P＝80W D. 动滑轮的机械效率二、填空题12. （2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是 ___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。13. （2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。14. （2022·金昌）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 ______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。15. （2022·镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为 ___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变 ___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的 ___________（选填数字序号）。16. （2022·朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为__________N，拉力做功的功率为__________W。17. （2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_______N，绳自由端移动的距离是 _______m，物体上升的速度是____m/s，滑轮组的机械效率是______（精确到1%）。18. （2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。三、作图题19. （2022·抚顺、葫芦岛）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：（1）瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向；（2）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.20. （2022·东营）如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。21. （2022·金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。四、实验题22. （2022·朝阳）小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：（1）轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量___________；（2）小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件___________；（3）第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；（4）如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。23. （2022·潍坊）许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持__________（选填“很大”或“很小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是_________；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做___运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面机械效率为__________。24. （2022·南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。（1）每次实验绳端移动距离为______cm；（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。五、计算题25. （2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。26. （2022·潍坊）图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕点转动的杠杆，，，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为，端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取，水的密度。刚停止进水时，求：（1）浮筒所受重力；（2）进水管中的水对止水阀的压力；（3）连接杆BD对止水阀的压力；（4）浮筒排开水的体积。27. （2022·威海）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求：①滑轮组的机械效率。②滑轮组对绳的拉力。【过关检测】一、选择题1．杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，甲同学欲使静止的跷跷板向下，他可采取的有效方法是（ ）。A．向后移动 B．向前移动 C．前后移动都行 D．请乙后退点2．现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。A．1 B．2 C．3 D．43．如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）。A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离4．如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）。A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂；B．图中的B点为杠杆的支点；C．“权”小于“重”时，A端一定上扬；D．增大“重”时，应把“权”向A端移5.用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是（ ）。A. B. C. D. 6.使用滑轮组可以达到的目的是（ ）。A. 省力而且一定能改变力的方向 B. 省力但不可能改变力的方向C. 省力而且能省距离 D. 能省力而且也可以改变力的方向7.利用如图所示的动滑轮（重0.4N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（ ）。A. 竖直匀速提升0.4N的钩码 B. 竖直匀速提升0.8N的钩码C. 竖直匀速提升1.2N的钩码 D. 竖直匀速提升1.6N的钩码8.用如图所示的四个装置提起同一物体静置不动，其中OA=2AB，忽略装置自身的重力和摩擦，所需拉力F最小的是（ ）。A. B. C. D. 9.如图所示，物体?重400N置于水平桌面上，物体?重100N恰能拉着?向右匀速运动；现用水平向左的拉力?作用于物体?上，使物体?在5s内匀速上升了1m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦)，在此过程中下列分析正确的是（ ）。A. 拉力?为50N B. 拉力?的功率为40WC. 物体?与桌面的摩擦力为350N D. 绳子拉力对物体?所做的功为200J10.一名体重500N的举重运动员，可举起1200N的物体，这个人站在地面上，用如图的装置提升重物，滑轮重和摩擦均忽略不计，在下列四个不同重力的物体中，他能提起最重的物重是（ ）。A. 500N B. 2400N C. 1200N D. 1000N11.工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是（不计绳重、动滑轮重和摩擦）（ ）。A. 滑轮组中的定滑轮只能改变力的方向；B. 图中动滑轮相当于一个费力杠杆；C. 绳子自由端下拉1m，桶上升2m；D. 质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石二、填空题12．如图所示是某简易杠杆的示意图，已知AOB水平，OA＝OB，物体重力G＝10N，拉力F的方向如图所示。该杠杆是 杠杆，F＝ N。13．如图所示，小明用撬棍向上撬石头，由于动力臂 阻力臂，所以撬棍是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。14．如图所示，轻质杠杆OAB上挂一物体，拉力F使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力F的力臂L和物体所受的重力示意图。15.如图所示，分别将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力?甲______?乙，机械效率?甲______?乙，拉力的功率?甲______?乙。(均选填“>”“=”或“<”)16.如图所示，用20牛的拉力?匀速提起物体?，不计摩擦，?的重力为______牛。若物体?在10秒内上升4米，此过程中拉力?做的功为______焦，功率为______瓦。17.如图，用滑轮组将重为600N的物体竖直向上匀速提升。每个滑轮的重力为30N，不计绳重和摩擦。则竖直向上的拉力?=______?，弹簧测力计的示数为 ______?。三、实验探究题18.如图甲所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验。（1）将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时，发现右端下沉。此时，小明应把杠杆两端的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）接着，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件：____________。小红认为小明这样得出的结论不合理，理由是________。（3）实验结束后，小华提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与小明所得的杠杆平衡条件不相符。其原因是：___________。（4）杠杆不处于水平位置能否平衡？小红认为能平衡。于是她让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。小红这种方案与小明让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好？________实验方案好；理由是____________。（5）实验中，小红利用乙图将杠杆提升，此时测力计的示数F为1.2N，钩码总重G为1.5N，则杠杆的机械效率为_____________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：____________.（6）将钩码向右移动一格后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将______________（变大/变小/不变）。19.提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。（1）实验中应 拉动弹簧测力计。（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。四、综合题20．搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G＝900N，独轮车的有关尺寸如图所示。（1）判断推车时的独轮车是省力杠杆还是费力杠杆；（2）求推车时，人手向上的力F的大小。 实验原理操作要点弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动。探究机械效率与物重的关系时，用同一滑轮组提起重力不同的重物；探究机械效率与动滑轮重的关系时，用重力不同的动滑轮提起相同的重物影响因素物体重力、动滑轮的重力（不计摩擦和绳重）。提起的重物越重，动滑轮越轻（动滑轮个数越少），滑轮组的机械效率越高注意(1)同一滑轮组的机械效率是变化的；(2)提(拉)起重物时,要使弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子；(3)运用控制变量法分析数据,找出相同的量和不同的量，相同的量在表述结论时作为条件，不同的量在表述结论时作为探究的因素。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1次数G物/NG动/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8装置钩码重/N钩码上升的高度/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动的距离/ma20.11.50.2b20.11.00.3c50.12.00.3
课时12.4 第十二章 简单机械复习总结（原卷版）【学习目标】1.理解：杠杆的平衡条件及其杠杆的应用；定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点；什么是有用功、额外功和总功；机械效率的概念；2.会：认识杠杆；画杠杆的示意图（动力与动力臂、阻力与阻力臂）；认识定滑轮、动滑轮和滑轮组；进行有关滑轮计算；进行有关机械效率的计算；3.掌握：通过实验探究理解滑轮中力与距离特点；4.了解：生活中常见功率值；能量和动能的概念；影响弹性势能大小的因素；机械能守恒定律；5.能：从常见的工具中与简单机械中识别出杠杆；利用杠杆平衡条件进行简单计算；分析滑轮的应用实例；通过测量滑轮组机械效率加强对机械效率的理解。【知识导图】【专题复习】专题一：杠杆及其分类※专题概述1.杠杆（1）定义：在物理学中，将在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称为杠杆；（2）杠杆五要素：支点、动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。2.杠杆分类（1）省力杠杆：，如铡刀等；（2）费力杠杆：，如镊子等；（3）等臂杠杆：，如托盘天平。典例一如图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）。A．镊子 B．瓶起子 C．天平 D．钳子典例二如图厨房用具中，属于省力杠杆的是（ ）。A. 食品夹 B. 碗夹C. 筷子 D. 开瓶器专题二：简单机械作图※专题概述1.关于杠杆作图（1）杠杆力臂作图“四步法”：（2）求最小动力的技巧①动力作用点要选在杠杆上距支点最远处；②连接动力作用点和支点(用实线)；③以动力作用点为垂足，作动力作用点与支点连线的垂线段；④根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定动力的方向。（3）力臂作图规范①作图必须用直尺，所作线要直；②在作力或力臂时，要画出垂足直角符号；③力臂用实线，并在两端加箭头表示，旁边需标上字母。2.关于滑轮组的绕绳方法(1)确定承担物重的绳子的段数，在不计动滑轮重、绳重和摩擦时， ，。(2)确定绳子固定端位置：滑轮组绕绳，遵循“奇动偶定”原则。①当n为奇数时，绳子的起始端应先固定在动滑轮上，然后依次绕过滑轮；②当n为偶数时，绳子的起始端应先固定在定滑轮上，然后依次绕过滑轮。典例一如图，轻质杠杆平衡，请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。典例二用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。典例三如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。典例四如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。（______）专题三：杠杆平衡条件及应用※专题概述运用杠杆的平衡条件进行计算时，要从复杂的机械装置中抽象出杠杆模型，明确五个要素，再将题中条件代入杠杆平衡条件的数学表达式，进行求解.常见的题型有三种：(1)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知其中的三个量，求另一个量，可以用F₁l₁ = F₂l₂进行求解。(2)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知两个力臂的比值和其中的一个力，求另一个力，可以用进行求解。(3)在F₁、F₂、l₁、l₂这四个物理量中,已知两个力和两个力臂之和l，求支点的位置，可以用(l-l₁ )表示l₂,用F₁l₁ = F₂(l-l₁)进行求解。典例一如图所示，以O为转轴的轻质杠杆AOB，AB＝4OA，物体C重240N，底面积为200cm2，在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用120N的动力F竖直向上拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为 杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），此时物体C对水平地面的压强是 Pa。典例二如图所示，将质量为6kg，边长为0.1m的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆A点处，在B点施加与杠杆垂直的力F1时，杠杆在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：（1）合金块的重力；（2）合金块的密度；（3）拉力F1的大小。专题四：简单机械综合考查※专题概述杠杆与滑轮是常见的简单机械，使用杠杆时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。使用定滑轮不省力，使用一个动滑轮可以省一半的力；使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物体重力的几分之一。典例一某建设工地，有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8m2、质量为2400kg的圆柱形重物；如图所示，A为塔吊的配重，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB＝25m。当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1200kg。现在载重小车从距离O点为10m的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物（不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦．g＝10N/kg）问：（1）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大？（2）如果将重物匀速提升20m，则拉力做功多少？（3）塔吊将重物从起吊点提升20m后，载重小车最多能向B点方向再平移多少米，才能保证安全工作？典例二学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：（1）滑轮组做的有用功；（________）（2）拉力F的大小；（________）（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。典例三如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：（1）小张推木箱做了多少功?（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少?（结果保留一位小数）专题五：实验专题※专题概述1.探究杠杆的平衡条件关于探究杠杆平衡条件的实验，应注意以下几点：(1)调节杠杆使其在水平位置平衡，可以使杠杆的重心与支点重合，避免杠杆的重力对平衡产生影响，同时也便于直接从杠杆上测出力臂的大小；(2)调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左低右调、右低左调”，如杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母；(3)调节平衡后，实验过程中不能再通过调节平衡螺母使杠杆再次平衡；(4)探究时，要改变钩码的数量或改变悬挂钩码的位置进行多次实验，以避免实验数据的偶然性，从而得出具有普遍性的结论。2.测量滑轮组的机械效率典例一在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。（2）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量 。（3）如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第 格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。（4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是 。（5）如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数 （选填“变大”“不变”或“变小”）。典例二生活和生产中，提高机械效率有着重要的意义。（1）为了探究影响机械效率的因素，小辉选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在下表中。①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码___________，机械效率越高。②比较___________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。③第5次实验是利用图___________的装置完成的。④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为___________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。（2）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不省功。你所学物理知识中运用了这种研究方法得出的物理规律是___________。专题六：功、功率、机械效率的综合计算※专题概述典例一汽车通过如图所示装置将物体从10 m深的井底匀速拉至井口用了40 s。已知物重为2.8×103N，其底面积为400cm2，汽车重2×104N，若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计，汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变，匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103N。求：（1）提升物体过程中滑轮组的机械效率。（2）提升物体过程中汽车的牵引力。（3）当汽车对绳子的拉力为800N时，物体对地面的压强。典例二如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1000N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小）。已知斜面长L=5m，高h=2m。（1）若该过程中斜面的效率为80%，求此时物体受到的摩擦力；（2）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。典例三如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 ．已知水的密度为 ，取g＝10N/kg。不计水和空气的阻力。求：甲： 乙：（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力。（2）物体的质量和密度。（3）水底的深度及水对水底的压强。（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。典例四如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问：（1）利用斜面搬运货物主要是为了 ；（2）货物在水平面上运动的速度为多少？（3）水平推力做功的功率为多少？（4）斜面的机械效率为多少？【真题演练】一、选择题1. （2022·株洲）如图为运动员手持铅球（图中未画出）时的情景。此时，手臂受力时可简化为桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型。关于这个物理模型，下列选项正确的是（ ）。A. l1、l2分别表示F1和F2的力臂；B. l1、l2分别表示F1和F2的力臂；C. 手臂是个省力杠杆；D. 手臂是个费力杠杆2. （2022·湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（ ）。A. 点燃前A、B蜡烛重力之比1∶2；B. 经时间t，杠杆右端下沉；C. 经时间t，杠杆左端下沉；D. 经时间t，杠杆继续保持水平平衡3. （2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）。A. 滑轮组的机械效率为50%；B. 动滑轮重为100N；C. 绳子自由端拉力的功率为20W；D. 增大物重机械效率不变4. （2022·济南）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（ ）。A. B. C. D. 5. （2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（ ）。A. 工人所用的拉力为200N；B. 动滑轮的重力为100N；C. 拉力的功率为150W；D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变6. （2022·潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）。A. 吊篮的动能不变 B. 吊篮的机械能守恒C. 电动机对绳子的拉力为 D. 电动机拉动绳子的功率为7. （2022·烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）。A. 用羊角锤起钉子 B. 用钳子夹导线C. 用起子起瓶盖 D. 用镊子夹取砝码8. （2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（ ）。A. 沿斜面推动更省力；B. 沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C. 无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D. 沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大9. （2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）。A. 滑轮组的机械效率为50%；B. 动滑轮重为100N；C. 绳子自由端拉力的功率为20W；D. 增大物重机械效率不变10. （2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（ ）。A. 工人所用的拉力为200N；B. 动滑轮的重力为100N；C. 拉力的功率为150W；D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变11. （2022·青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）。A. 动滑轮的重力 B. 货物上升的速度v＝0.4m/sC. 拉力F的功率P＝80W D. 动滑轮的机械效率二、填空题12. （2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是 ___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。13. （2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。14. （2022·金昌）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 ______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。15. （2022·镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为 ___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变 ___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的 ___________（选填数字序号）。16. （2022·朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为__________N，拉力做功的功率为__________W。17. （2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_______N，绳自由端移动的距离是 _______m，物体上升的速度是____m/s，滑轮组的机械效率是______（精确到1%）。18. （2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。三、作图题19. （2022·抚顺、葫芦岛）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：（1）瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向；（2）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.20. （2022·东营）如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。21. （2022·金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。四、实验题22. （2022·朝阳）小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：（1）轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量___________；（2）小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件___________；（3）第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；（4）如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。23. （2022·潍坊）许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持__________（选填“很大”或“很小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是_________；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做___运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面机械效率为__________。24. （2022·南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。（1）每次实验绳端移动距离为______cm；（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。五、计算题25. （2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。26. （2022·潍坊）图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕点转动的杠杆，，，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为，端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取，水的密度。刚停止进水时，求：（1）浮筒所受重力；（2）进水管中的水对止水阀的压力；（3）连接杆BD对止水阀的压力；（4）浮筒排开水的体积。27. （2022·威海）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求：①滑轮组的机械效率。②滑轮组对绳的拉力。【过关检测】一、选择题1．杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，甲同学欲使静止的跷跷板向下，他可采取的有效方法是（ ）。A．向后移动 B．向前移动 C．前后移动都行 D．请乙后退点2．现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（ ）个钩码。A．1 B．2 C．3 D．43．如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）。A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离4．如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）。A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂；B．图中的B点为杠杆的支点；C．“权”小于“重”时，A端一定上扬；D．增大“重”时，应把“权”向A端移5.用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是（ ）。A. B. C. D. 6.使用滑轮组可以达到的目的是（ ）。A. 省力而且一定能改变力的方向 B. 省力但不可能改变力的方向C. 省力而且能省距离 D. 能省力而且也可以改变力的方向7.利用如图所示的动滑轮（重0.4N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（ ）。A. 竖直匀速提升0.4N的钩码 B. 竖直匀速提升0.8N的钩码C. 竖直匀速提升1.2N的钩码 D. 竖直匀速提升1.6N的钩码8.用如图所示的四个装置提起同一物体静置不动，其中OA=2AB，忽略装置自身的重力和摩擦，所需拉力F最小的是（ ）。A. B. C. D. 9.如图所示，物体?重400N置于水平桌面上，物体?重100N恰能拉着?向右匀速运动；现用水平向左的拉力?作用于物体?上，使物体?在5s内匀速上升了1m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦)，在此过程中下列分析正确的是（ ）。A. 拉力?为50N B. 拉力?的功率为40WC. 物体?与桌面的摩擦力为350N D. 绳子拉力对物体?所做的功为200J10.一名体重500N的举重运动员，可举起1200N的物体，这个人站在地面上，用如图的装置提升重物，滑轮重和摩擦均忽略不计，在下列四个不同重力的物体中，他能提起最重的物重是（ ）。A. 500N B. 2400N C. 1200N D. 1000N11.工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是（不计绳重、动滑轮重和摩擦）（ ）。A. 滑轮组中的定滑轮只能改变力的方向；B. 图中动滑轮相当于一个费力杠杆；C. 绳子自由端下拉1m，桶上升2m；D. 质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石二、填空题12．如图所示是某简易杠杆的示意图，已知AOB水平，OA＝OB，物体重力G＝10N，拉力F的方向如图所示。该杠杆是 杠杆，F＝ N。13．如图所示，小明用撬棍向上撬石头，由于动力臂 阻力臂，所以撬棍是一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。14．如图所示，轻质杠杆OAB上挂一物体，拉力F使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力F的力臂L和物体所受的重力示意图。15.如图所示，分别将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力?甲______?乙，机械效率?甲______?乙，拉力的功率?甲______?乙。(均选填“>”“=”或“<”)16.如图所示，用20牛的拉力?匀速提起物体?，不计摩擦，?的重力为______牛。若物体?在10秒内上升4米，此过程中拉力?做的功为______焦，功率为______瓦。17.如图，用滑轮组将重为600N的物体竖直向上匀速提升。每个滑轮的重力为30N，不计绳重和摩擦。则竖直向上的拉力?=______?，弹簧测力计的示数为 ______?。三、实验探究题18.如图甲所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验。（1）将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时，发现右端下沉。此时，小明应把杠杆两端的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）接着，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件：____________。小红认为小明这样得出的结论不合理，理由是________。（3）实验结束后，小华提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与小明所得的杠杆平衡条件不相符。其原因是：___________。（4）杠杆不处于水平位置能否平衡？小红认为能平衡。于是她让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。小红这种方案与小明让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好？________实验方案好；理由是____________。（5）实验中，小红利用乙图将杠杆提升，此时测力计的示数F为1.2N，钩码总重G为1.5N，则杠杆的机械效率为_____________%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：____________.（6）将钩码向右移动一格后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将______________（变大/变小/不变）。19.提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。（1）实验中应 拉动弹簧测力计。（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。计算出a组实验的：有用功 J，机械效率 。（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1 η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是 。比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1 η2，影响它们机械效率高低的因素是 。四、综合题20．搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G＝900N，独轮车的有关尺寸如图所示。（1）判断推车时的独轮车是省力杠杆还是费力杠杆；（2）求推车时，人手向上的力F的大小。 实验原理操作要点弹簧测力计竖直向上匀速缓慢拉动。探究机械效率与物重的关系时，用同一滑轮组提起重力不同的重物；探究机械效率与动滑轮重的关系时，用重力不同的动滑轮提起相同的重物影响因素物体重力、动滑轮的重力（不计摩擦和绳重）。提起的重物越重，动滑轮越轻（动滑轮个数越少），滑轮组的机械效率越高注意(1)同一滑轮组的机械效率是变化的；(2)提(拉)起重物时,要使弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子；(3)运用控制变量法分析数据,找出相同的量和不同的量，相同的量在表述结论时作为条件，不同的量在表述结论时作为探究的因素。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1次数G物/NG动/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8装置钩码重/N钩码上升的高度/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动的距离/ma20.11.50.2b20.11.00.3c50.12.00.3
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