资料简介
1
2
.
1
杠杆
第十二章 简单机械
八年级物理
·
人教版
生活工具
铡纸刀
开瓶器
生活工具
树枝剪
抽水机
思考：
这些工具在使用时，有什么共同特点？
它们工作时，能绕一个固定点转动。
1
、定义：在力的作用下，能绕
固定点
转动的
硬棒
，叫做
杠杆
。
一、杠杆的概念
F
1
F
2
l
1
o
l
2
一、杠杆的概念
2
、杠杆的五要素
支 点
：杠杆可以绕其转动的点
O
。
动 力
：使杠杆转动的力
F
1
。
阻 力
：阻碍杠杆转动的力
F
2
。
动力臂
：从支点
O
到动力
F
1
作用线的距离
L
1
。
阻力臂
：从支点
O
到阻力
F
2
作用线的距离
L
2
。
画出图中杠杆各力的力臂
F
1
F
2
L
1
L
2
F
1
F
2
L
1
O
L
2
O
画一画
（４）
标示
：最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母
L
1
或
L
２
。
画力臂的方法
（
1
）
找点
：先确定杠杆的
支点Ｏ
和
动力、阻力
的方向。
（
2
）
画线
：过力的作用点
沿力的方向
画出力的作用线；
（３）
作垂线段
：用细实线作从支点Ｏ到力的作用线的
垂线
，画出
垂足
，则
从支点到垂足的距离
就是力臂。
请仔细观察如图所示的漫画。究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？
在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。杠杆在满足什么条件时才会平衡呢？
想一想
二、杠杆的平衡条件
1
．杠杆的平衡状态：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。
保证力臂沿杠杆，便于测量。
问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
实验操作：
（
1
）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？
2
．探究杠杆的平衡条件
（
2
）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力
F
1
、阻力
F
2
、动力臂
l
1
、阻力臂
l
2
记录表格中。
（
3
）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
（
4
）
在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其
他
位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。
将动力
F
1
、阻力
F
2
、动力臂
l
1
、阻力臂
l
2
记录表格中。
2
．探究杠杆的平衡条件
结论：杠杆平衡时，动力
×
动力臂
=
阻力
×
阻力臂。
次数
动力
F
1
/N
阻力
F
2
/N
动力臂
l
1
/m
阻力臂
l
2
/m
1
0.5
1
0.04
0.02
2
1
4
0.04
0.01
3
1.5
3
0.04
0.02
4
2
8
0.04
0.01
数据分析
探究杠杆的平衡条件
请仔细观察如图所示的漫画。究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？
三、生活中的杠杆
思考：请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？
我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
F
1
F
2
l
1
l
2
o
1
．省力杠杆：
动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。
在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？
我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？
三、生活中的杠杆
使用费力的杠杆，有什么好处呢？
思考：请注意观察，赛艇的船浆在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
三、生活中的杠杆
2
．费力杠杆
：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。
在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。
三、生活中的杠杆
3
．等臂杠杆
：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。
物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。
托盘天平
物理天平
三、生活中的杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
概念
动力臂大于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
特点
省了力，但费了距离
费了力，但省了距离
不省力也不费力
实例
撬棒、铡刀、瓶起子、
镊子、理发剪刀
天平
杠杆的分类
4
、生活中的杠杆及其分类
1
、杠杆及其五要素
2
、力臂的画法
3
、杠杆的平衡条件
课堂小结
1
．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是 （ ）
[
练一练
]
A
．启瓶器
B
．切纸铡刀
C
．食品夹
D
．羊角锤
C
2
．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。
（
1
）若使杠杆在
位置平衡，需把平衡螺母向
端调节。
（
2
）如果在杠杆的
A
处挂三个相同的钩码，则在
B
处要挂
个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。
（
3
）若在
C
处挂
6
N
的钩码，用弹簧测力计作用在
B
点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该
，此时弹簧测力计的示数为
。
水平
右
2
O
A
C
B
竖直向上
2 N
[
练一练
]
3
．如图所示，分别沿力
F
1
、
F
2
、
F
3
、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（ ）
A
．沿
F
1
方向的力最小
B
．沿
F
2
方向的力最小
C
．沿
F
3
方向的力最小
D
．三个力的大小相等
B
F
3
F
1
F
2
O
L
1
L
3
L
2
[
练一练
]
4.
找出如图指甲刀中的杠杆，并分类
ABC——
省力杠杆；
OBD——
费力杠杆；
OEF——
费力杠杆。
[
练一练
]
5
、（
2016•
泰州）如图所示，杠杆在水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（ ）
A
．两侧钩码同时向外移一格
B
．两侧钩码同时向内移一格
C
．左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码
D
．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
C
[
练一练
]
1
2
.
2
滑轮
第十二章 简单机械
八年级物理
·
人教版
1
、定义
：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮叫
滑轮
。
凹槽
轴
小轮
一、滑轮
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢
?
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
想想议议
二、定滑轮和动滑轮
1
、工作时，轴不随物体移动的滑轮叫
定滑轮
。
2
、工作时，轴随着物体移动的滑轮叫
动滑轮
。
结论：
使用定滑轮不省力，不省距离
；但可以改变力的方向。
1
、定滑轮
物重
G
/N
物体移动方向
物体移动距离
h
/m
拉力
F
/N
拉力
方向
拉力移动距离
S
/m
O
定滑轮实质是一个
等臂杠杆
V
绳
=V
物
结论：
使用动滑轮可以省力； 但不能改变力的方向。
2
、动滑轮
物重
G
/N
物体移动方向
物体移动距离
h
/m
拉力
F
/N
拉力
方向
拉力移动距离
S
/m
动滑轮实质是一个
省力杠杆
V
绳
=2V
物
1.
在图中，货物
G
重为
100
牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。
由
a
图装置拉，拉
力
F
1
= _____
牛；
由
b
图装置拉，拉
力
F
2
= _____
牛。
F
1
F
2
a
100
50
b
[
练一练
]
2.
物体被匀速升高时，如果
F
= 25
牛，滑轮质量不计，则重物
G
受到的重力为
_____
牛。
50
F
= 25
牛
[
练一练
]
3 .用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是
F
1
、
F
2
、
F
3
，则（ ）。
A
．
F
1
>F
2
>F
3
B
．
F
2
>F
3
>F
1
C
．
F
2
>F
1
>F
3
D
．
F
3
>F
1
>F
1
D
丙
F
3
乙
F
2
甲
F
1
[
练一练
]
4.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：
F
1
、
F
2
、
F
3
，则 （ ）。
A
．
F
1
最大
B
．
F
2
最大
C
．
F
3
最大
D
．三个力一样大
F
2
F
1
F
3
D
[
练一练
]
能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？
想想议议
三、滑轮组
1
、定滑轮与动滑轮的组合叫
滑轮组
。
结论
：使用滑轮组既可以省力； 又可以改变力的方向。
这两种绕线方法有哪些不同？
比一比
1
．绳子的起点
2
．拉力的方向
3
．拉力的大小
4
．移动的距离
F
F
4
、结论：
2
、
n
为承担物重的绳子段数。
3
、绕绳的起点：
偶定奇动
V
绳
=
n
V
物
滑轮组在
竖直
拉重物时，若摩擦不计，则：
三、滑轮组
1. 如下图
1
所示，物体
B
重
100N
，在力
F
作用下
匀速
上升时，
F
应等于
＿＿＿
N
。（不计摩擦）
图
1
F
2.
如上图所示，物体
A
重为
100N
，挂重物的钩子承受的拉力是＿＿
N
。人匀速拉绳子的力是＿＿
N
（动滑轮自重不计）
100
100
50
[
练一练
]
3.如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物，哪种组合最省力
( )
C
[
练一练
]
4
.
一名工人用如图所示的滑轮组提起
500 N
的重物，动滑轮重
10 N
，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力为
____N
，绳子自由端移动的距离为
6 m,
则重物上升了
___m
。
170
2
[
练一练
]
若滑轮组
水平
拉重物时，若摩擦不计，动滑轮上有几段绳子，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即
三、滑轮组
F=（1/n）
f
如图所示，拉力
F
的大小等于
＿＿＿＿。
F
.
1
3
F
＝
f
f
N
G
T
结论：
S=nS
物
例
.
右图，重为
30 N
的物体
B
在水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，测力计示数为
6 N
，
若不计摩擦
，
F=
N
，物体
B
受到地面的阻力为
N
。
6
12
[
练一练
]
1.
井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图
:
动力臂大于阻力臂
——
省力杠杆。
F
2
l
1
=
R
l
2
=
r
O
F
1
四、轮轴和斜面
杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为
轮轴
。
2.
汽车的方向盘
从上边看下去，也可画成下图
:
动力臂大于阻力臂
——
省力杠杆。
F
2
l
1
=
R
l
2
=
r
O
F
1
四、轮轴和斜面
F
2
l
1
=
R
l
2
=
r
O
F
1
3.
水龙头
从上边看下去，也可画成下图
:
动力臂大于阻力臂
——
省力杠杆。
四、轮轴和斜面
船舵
门的把手
螺丝刀
单车的踏板
4.
其他轮轴
四、轮轴和斜面
斜面也是一种省力机械
四、轮轴和斜面
其他斜面
四、轮轴和斜面
转头
螺丝钉
盘山路
某人利用如图所示的滑轮组，用
200N
的拉力在
20s
内将重为
G=480N
的物体匀速提高
h=2m,
若不计摩擦和绳重，求：
（
1
）绳子的自由端移动的速度和动滑轮重；
（
2
）若再增加
150N
的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子的自由端的拉力为多大。
F
乙
甲
[
练一练
]
2
.汽车重
2×10
4
N
，陷入泥中，受到的阻力为
3×10
3
N
。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？
F
[
练一练
]
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
提出问题 导入新课
1
2
.
3
机械效率
第十二章 简单机械
八年级物理
·
人教版
实 验
1
、如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2
、
如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。
G
/N
h
/m
W
直
/J
F
/N
s
/m
W
机
/J
2
0.1
0.2
1.2
0.2
0.24
数据分析
结论
：使用动滑轮比直接提升物体不省功。
G
/N
h
/m
W
直
/J
F
/N
s
/m
W
机
/J
2
0.1
0.2
1.2
0.2
0.24
3
、额外功
：由于机械自重和摩擦等因素影响，
而不得不做的功（无用付出）
用
W
额
表示。
。
1
、有用功
：直接对物体所做的功，
用
W
有
表示
2
、总功
：利用机械所做的功（实际付出）
用
W
总
表示。
一、有用功和额外功
思考
1
、用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水所做的功是有用功；
提水桶所做的功是额外功。
2
、如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功；
提水所做的功是额外功。
二、机械效率
1
．定义
：有用功跟总功的比值。
2
．公式
：
3
．用百分数表示。总小于
1
。
1
．关于机械效率的说法中正确的是
（
）
A
．越省力的机械，效率越高
B
．做有用功越多的机械，效率越高
C
．做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D
．做功越快的机械，效率越高
C
随堂练习
例
起重机把质量为
0.5t
的重物匀速提升了
3m
，而它的电动机所做的功是
3.4×10
4
J
，起重机的机械效率是多少？
g
取
10N/kg
。
解： 起重机匀速提升重物所用的力：
F=G=mg=0.5×10
3
kg×10N/kg=5×10
3
N
起重机提升重物所做的有用功
W
有
=Fh=5×10
3
N×3m=1.5×10
4
J
起重机的机械效率：
起重机的机械效率一般为
40-50℅
滑轮组的机械效率一般为
50-70℅
抽水机的机械效率为
60-80℅
小资料
思考
：如何通过实验测量滑轮组的机械效率呢？ 需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功？
三、测滑轮组的机械效率
F
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺
、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直
向上，
匀速
拉动测力计。
三、测滑轮组的机械效率
洪山嘴中学詹振亚
洪山嘴中学詹振亚
G
/N
h
/m
F
/N
s
/m
W
有
/J
W
总
/J
η
1
2
3
1
0.1
0.5
3
0.1
1.5
83.3
％
88.9
％
4.5
3
0.2
0.4
3
1.5
0.1
4
2
0.1
0.8
3
66.7
％
F
=0.8N
F
=0.5N
=1.5N
F
结论
1
：
动滑轮重一定
,
物重越大，机械效率越高。
实验
1
保持动滑轮重一定，改变钩码重力
洪山嘴中学詹振亚
洪山嘴中学詹振亚
G
/N
h
/m
F
/N
s
/m
W
有
/J
W
总
/J
η
1
2
83.3
％
55.5
％
4.5
3
0.2
0.2
4
0.9
0.1
2
2
0.1
0.8
3
实验
2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重
结论
2
：
相同物重时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。
F
F
提高机械效率的方法
2
、改进机械的结构，减小机械自重
1
、减小机械间的摩擦力。
例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑。
3
、增加物重。
2
．
图
为测量滑轮组机械效率的实
验装置，钩码总重
6 N
。
（
1
）实验时要竖直向上
______
拉动弹簧测力计，由图可知拉力
大小为
_______N
，若钩码上升的
高度为
8cm,
则弹簧测力计向上移动
______cm,
该滑轮组的机械效率为
________
。
（
2
）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将
_______
（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
匀速
2.4
24
83.3%
增大
随堂练习
1
、测量小车的重量，记录数据；
3
、改变斜面的倾斜程度，重复步
2
。
2
、把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力
F
、小车沿斜面移动的距离
S
、小车上升的高度
h
。
四、测斜面的机械效率
实验过程：
3
、如图所示
,
沿斜面向上拉一个重为
4.5 N
的物体到斜面顶端，斜面长
1.2 m
，高
0.3 m
，拉力做功为
2.16 J
，则这个斜面的机械效率是
______
％，物体受到的摩擦力是
______N.
62.5
0.675
随堂练习
二、机械效率：有用功跟总功的比值
公式：
η
＝
Ｗ
有用
Ｗ
总
Ｗ
有用
Ｗ
有用
＋Ｗ
额外
＝
课堂小结
一、
有用功：
对人们有用的功
额外功
：人们不需要而又不得不做的功。
总功
：有用功加额外功。
三、测量滑轮组的机械效率
物理微课堂
1.
如图所示，工人师傅用
150N
的力将重
200N
的物体匀速提升
1m
，在此过程中滑轮组的机械效率是（ ）
A.80% B.62.5%
C.66.6% D.20%
C
巩固练习
2.
如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ ）
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，机械效率乙图大
D
．乙图省力，机械效率一样大
B
巩固练习
3
、利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ）
A．重力做的功是有用功
B．拉力F
1
做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
C
巩固练习
4
、如图斜面长6m、高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是
W；该斜面机械效率是
%。
750
80
巩固练习
第
1
课时 杠杆及其平衡条件
1
．
一根硬棒
，
在
____
的作用下能绕着
________
转动
，
这根硬棒就是杠杆
。
杠杆可以是直的也可以是
________
。
2
．
杠杆的五要素
：
杠杆绕着转动的点叫
__________
；
使杠杆转动的力叫
____________
；
阻碍杠杆转动的力叫
_____________
；
从支点到动力作用线的距离叫
_____________
；
从支点到阻力作用线的距离叫
______________
。
力
固定点
弯的
支点
(
O
)
动力
(
F
1
)
阻力
(
F
2
)
动力臂
(
l
1
)
阻力臂
(
l
2
)
3
．
杠杆在动力和阻力的作用下
，
处于
_______
或
__________
状态时
，
我们就说杠杆平衡
。
4
．
杠杆的平衡条件是
_______________________________
，
用公式表示为
_______
＝
____
。
静止
匀速转动
动力
×
动力臂＝阻力
×
阻力臂
F
1
l
1
F
2
l
2
知识点
1
：杠杆
1
．
下列测量工具没有利用杠杆原理的是
( )
A
2
．如图所示
，
开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆
，
在下图中能正确表示开瓶盖时
，
杠杆的支点、动力和阻力的是
( )
C
3
列车上有出售食品的手推车
，
如图所示。当前轮遇到障碍物
A
时
，
售货员向下按扶把
，
若把手推车视为杠杆
，
这时杠杆的支点是
____
，
当后轮遇到障碍物时
，
售货员向上抬扶把
，
这时杠杆的支点是
______
。
C
B
知识点
2
：杠杆平衡条件
4
．
在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
(1)
在探究“杠杆平衡条件”的实验中
，
首先调节杠杆两端的
______________
，
使杠杆在
________
位置平衡
，
这样做的目的是
，
使杠杆的动力臂与
___________
都恰好在杠杆上
，
便于在杠杆上直接读出
_________
。
(2)
某同学将杠杆悬挂起来
，
发现杠杆的右端低
，
左端高
，
他应该将杠杆两端的平衡螺母向
_______
调节
，
使杠杆在
________
位置平衡。
平衡螺母
水平
阻力臂
力臂
左
水平
(3)
在杠杆两端挂钩码
，
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：
实验
次序
动力
F
1
/N
动力臂
l
1
/cm
阻力
F
2
/N
阻力臂
l
2
/cm
1
2.0
5
1.0
10
2
2.0
10
2.0
10
3
3.0
10
2.0
15
根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是
______________
。
(4)
根据第
2
次实验数据
，
有同学得出杠杆的平衡条件：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。他得出此错误结论的原因是
_________________________________
。
F
1
l
1
＝
F
2
l
2
将不同的物理量进行了加法运算
5
．
下列杠杆平衡的是
(
杆重和摩擦均不计
)( )
C
6
．
如图所示
，
在杠杆的
a
处悬挂两个相同的钩码
，
若要使杠杆在水平位置平衡
，
可以采取的措施是
( )
A
．
只能在
a
处挂两个相同的钩码
B
．
只能在
b
处挂两个相同的钩码
C
．
只能在
c
处挂两个相同的钩码
D
．
在
b
处挂四个钩码或在
c
处挂两个钩码
D
7
．
(
2016
·
遂宁
)
如图所示
，
作用在杠杆一端且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
，
在这个过程中
，
力
F
的大小将
( )
A
．
不变
B
．变小
C
．
变大
D
．先变大后变小
C
8
．
在海南举办的大力士比赛中
，
有一个项目是把车轮推上台阶。下面把车轮推上台阶的四种方法中
，
推力的作用点相同
，
推力的方向不同
，
如图所示
，
则哪一种推法最省力
( )
C
9
．小梦在探究杠杆平衡条件的实验时
，
先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究
，
然后又用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究
，
如图所示。他这样做的最终目的是
( )
C
A
．
便于直接读出拉力的大小
B
．
便于提供不同方向的拉力
C
．
便于正确认识力臂
D
．
便于测量力臂的大小
10
．
如图所示
，
一根粗细均匀的杠杆
，
等距标注了刻度
，
可绕
A
端转动。当在
B
处施加
30 N
竖直向上的拉力
F
时
，
杠杆刚好平衡
，
则杠杆自重为
____N
。
50
11
．如图所示
，
小明正在做俯卧撑
，
把他的身体看作一个杠杆
，
O
为支点
，
A
为重心
，
他的体重为
550 N
。地面对手的支持力
F
的力臂是
_______m
，
大小为
____N
。
1.5
330
12
．
某同学分别用如图所示的
a
、
b
两种方法挑着同一个物体行走
，
a
图中肩受到的压力
________b
图中肩受到的压力；
a
图中手施加的动力
_______b
图中手施加的动力。
(
均填“大于”“等于”或“小于”
)
小于
小于
13
．
如图所示是液压起重车的示意图。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。
解：
14
．
(
原创题
)
小明家有个木衣架
，
有一次放学回家
，
他把书包挂在衣架
A
处
，
衣架倒了下来。小明是个聪明的孩子
，
他分析了衣架倒下来的原因后
，
测量了如下的数据：书包质量
5
千克；木衣架质量
3
千克；圆底盘直径
30
厘米；其他数据如图。衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。
(1)
请你通过计算
，
解释衣架倒下来的原因；
(2)
为了防止衣架倒下来
，
请你再说出一种其他方法。
第
2
课时 杠杆的分类及应用
1
．
杠杆的分类
：
省力杠杆
：
l
1
＞
l
2
，
F
1
_____
F
2
；
省力
____
距离
；
如
：
____
费力杠杆
：
l
1
＜
l
2
，
F
1
_____
F
2
；
费力
____
距离
；
如
：
________
等臂杠杆
：
l
1
＝
l
2
，
F
1
______
F
2
；
不省
(
费
)
力也不省
(
费
)
距离
；
如
：
_________
2
．
杠杆在生活中的应用
。
＜
费
撬棒
＞
省
钓鱼竿
＝
天平
知识点
1
：杠杆的分类
1
．
(
2016
·
北京
)
如图所示的工具中
，
在使用时属于费力杠杆的是
( )
C
2
．如图所示的钢丝钳是
________(
填“省力”或“费力”
)
杠杆
，
剪铁丝时动力臂长为
10 cm
，
阻力臂长为
2 cm
，
若铁丝被剪断需要
800 N
的力
，
小明至少用
________N
的力才能将铁丝剪断。
省力
160
3
．
如图所示
，
一位母亲推着婴儿车行走
，
当前轮遇到障碍物时
，
母亲向下按扶把
，
若把婴儿车视为杠杆
，
这时杠杆的支点是
________
；当后轮遇到障碍物时
，
母亲向上抬起扶把
，
这时婴儿车可视为
______(
填“省力”或“费力”
)
杠杆。
后轮
省力
4
．
如图所示是生活中常用的一款指甲刀
，
手柄
CBA
是
______
(
填“省力”或“费力”
)
杠杆
，
请在图中画出作用在
A
点的力
F
的力臂。
省力
5
．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
)
，
另一手用力划桨
，
下列说法正确的是
( )
A
．
为了省力
，
可将用力划浆的手靠近支点
B
．
为了省力
，
可将用力划浆的手远离支点
C
．
为了省距离
，
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
B
知识点
2
：杠杆的应用
6
．
如图所示
，
小华用苹果和桔子来跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端
，
放手后
，
杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是
( )
A
．
苹果的重力
B
．桔子的重力
C
．
杆对桔子的支持力
D
．苹果对杆的压力
D
7
．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时
，
常把树枝尽量往剪刀轴
O
靠近
，
这样做的目的是
( )
A
．
增大阻力臂
，
减小动力移动的距离
B
．
减小动力臂
，
减小动力移动的距离
C
．
增大动力臂
，
省力
D
．
减小阻力臂
，
省力
D
8
．
利用杠杆投掷石球
，
如图所示
，
作用在
A
点的力沿
__
__
方向时最小。已知石球重
100 N
，
OA
∶
OB
＝
1∶4
，
则作用在
A
点力的最小值为
________
N
。
(
不计杠杆自重及摩擦
)
b
400
9
．
(
原创题
)
如图所示
，
杆秤秤砣的质量为
0.1 kg
，
杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时
，
被测物和秤砣到秤纽的距离分别为
0.05 m
、
0.2 m
，
则被测物的质量为
________
kg
。若秤砣有缺损时
，
则杆秤所示的质量值
______
(
填“小于”“等于”或“大于”
)
被测物的真实质量值。
0.4
大于
10
．
如图所示
，
OA
＝
25 cm
，
OB
＝
20 cm
，
OC
＝
20 cm
，
AC
＝
15 cm
，
B
点所挂物体重为
45 N
，
当杠杆水平平衡时
，
弹簧测力计的示数为
( )
A
．
36 N B
．
45 N
C
．
50 N D
．
60 N
B
11
．
如图
，
一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上
，
用一竖直向上的力使其一端抬离地面。则
( )
A
．
F
甲
＞
F
乙
，
因为甲方法的动力臂长
B
．
F
甲
＜
F
乙
，
因为乙方法的动力臂长
C
．
F
甲
＞
F
乙
，
因为乙方法的动力臂短
D
．
F
甲
＝
F
乙
，
因为两种方法动力臂都是阻力臂的
2
倍
D
12
．
人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的。下图中属于省力杠杆的是
( )
C
13.
某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件
，
如图所示。当杠杆在水平位置平衡时
，
他测出从支点
O
到硬币边缘的距离作为力臂
l
1
和
l
2
的大小
，
他测力臂的方法是
__________
(
填“正确”或“错误”
)
的。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动
，
则杠杆
______________________
(
填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”
)
。
错误
向右倾斜
14
．
(
2016
·
武汉
)
搬运砖头的独轮车
，
车厢和砖头所受的总重力
G
＝
1400 N
，
独轮车有关尺寸如图所示。该独轮车是一个
_____
杠杆
，
动力
F
＝
________
N
。为了更省力
，
工人师傅可以采取的措施是
__________________________________
(
写一条即可
)
。
省力
420
手向后移动
(
砖往前移动
)
15
．如图所示
，
课桌的重心在
O
点
，
若在课桌的
C
点用力
F
把桌腿
B
抬离地面
，
在抬起时另一桌腿
A
没有滑动。
(1)
请在图中画出桌子所受重力的示意图以及力
F
相对于
A
点的力臂
l
2
；
解：
(2)
比较两力的大小：
F
________
G
。
(
填“大于”“小于”或“等于”
)
小于
16
．
(
拓展题
)
如图
1
所示
，
漫画描绘的是猴子和兔子分萝卜的情景。究竟谁分的萝卜重
，
德州市育红中学的三位同学提出了自己的猜想：甲认为：猴子胜利了；乙认为：兔子胜利了；丙认为：猴子和兔子谁也没沾光。到底谁的猜想正确呢？
(1)
为此
，
同学们设计了图
2
所示的实验
，
根据该实验现象
，
可以判断猜想正确的同学是
__________
(
填“甲”“乙”或“丙”
)
。
甲
(2)
根据图
2
的实验
，
同学们还得出结论：只要满足“动力
×
动力作用点到支点的距离＝阻力
×
阻力作用点到支点的距离”
，
杠杆就能平衡。
①
你认为这个结论是
________
(
填“正确”或“错误”
)
的。
②
如何用图
3
的装置来验证你的观点？
_________________________________________________________________________________________________
。
错误
用弹簧测力计斜向下拉
，
比较“动力
×
动力作用点到支点的距离＝阻力
×
阻力作用点到支点的距离”的大小
第
2
节 滑轮
1
．
定滑轮
：
中间的轴
______________
的滑轮
。
特点
：
能够改变力的
________
；
既不省力
，
也不省距离
。
实质
：
_______
杠杆
2
．
动滑轮
：
轴和重物
_____________
的滑轮
。
特点
：
省一半的力
，
但
___________
；
_________
改变力的方向
。
实质
：
动力臂是阻力臂
______
的杠杆
。
3
．
滑轮组
：
________
与
__________
的组合
。
使用滑轮组提升重物时
，
重物和滑轮总重由几股绳子承担
，
提起重物所用的力就是总重的
____________
，
即
F
＝
________
。
优点
：
既可以
________
，
又可以
_________________
。
固定不动
方向
等臂
一起运动
费距离
不能
两倍
动滑轮
定滑轮
几分之一
G
总
/
n
省力
改变力的方向
知识点
1
：定滑轮和动滑轮
1
．
(
2016
·
乐山
)
如图所示的两个滑轮中
，
属于动滑轮的是
____
，
若滑轮的自重和摩擦不计
，
当分别用
F
1
、
F
2
匀速提起同一物体时
，
则
F
1
、
F
2
的大小关系是：
F
1
__________(
填“大于”“小于”或“等于”
)
F
2
。
乙
大于
2
．如图所示
，
是利用动滑轮提升重物的情况。下述对动滑轮的分析中
，
你认为不正确的是
( )
A
．
动滑轮实质上是可以连续转动的变形杠杆
B
．
动滑轮的支点在其圆心
O
处
C
．
由于动滑轮随重物一起运动
，
其支点的位置也不断变化
D
．
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂
2
倍的杠杆
B
3
．
学校旗杆顶装有定滑轮
，
这样做
( )
A
．
既省力
，
也改变施力的方向
B
．
省力
，
但不改变施力的方向
C
．
不省力
，
但改变施力的方向
D
．
既不省力
，
也不改变施力的方向
C
4
．
(
2016
·
惠安模拟
)
一辆汽车不小心陷进泥潭后
，
司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮
，
均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置
，
下列说法正确的是
( )
A
．甲、乙安装的都是动滑轮
，
都能省力
B
．
甲、乙安装的都是定滑轮
，
都不能省力
C
．
甲安装的是动滑轮
，
能省力
D
．
乙安装的是动滑轮
，
能省力
D
5
．
如图是探究定滑轮和动滑轮改变力的大小和方向的实验。
(1)
图中测力器示数
F
1
、
F
2
、
F
3
之间的关系是
F
1
_______
F
2
______
F
3
。
(
均填 “＞”“＜”或“＝”
)
(2)
探究得出的结论是：使用定滑轮
________
省力
，
能改变力的方向；使用动滑轮
________
省力
，
________
改变力的方向。
(3)
使用
_________
滑轮费距离。
＝
＞
不能
能
不能
动
知识点
2
：滑轮组
6
．
对于使用滑轮组
，
下列说法中正确的是
( )
A
．
可以省力
，
但必须改变用力方向
B
．
可以省力
，
但不能改变用力方向
C
．
可以省力
，
同时又可省距离
D
．
可以省力
，
同时可以改变用力方向
，
但不能同时省距离
D
7
．
如图所示
，
用下列装置提升同一重物
，
若不计滑轮自重及摩擦
，
则最省力的是
( )
C
8
．在如图所示的滑轮组中
，
定滑轮
A
的作用是可以改变力的方向；若动滑轮
B
的重力为
20 N
，
使用这个滑轮组将重
100 N
的物体
G
匀速提升的过程中
，
不计绳重和摩擦
，
所用的拉力
F
＝
_________
N
。
60
9
．
按要求作出下列滑轮组的绕线图。
解：
10
．
小李的质量为
50
千克
，
可以举起
80
千克的杠铃；小胖的质量为
70
千克
，
可以举起
60
千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛
，
双方竭尽全力
，
看谁能把对方拉起来
，
比赛结果应是
( )
A
．
小李把小胖拉起
B
．小胖把小李拉起
C
．
两个都拉不起
D
．两个都拉起
B
B
12
．
如图所示
，
用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动
，
使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是
F
1
、
F
2
、
F
3
，
这三个力的作用点移动距离分别是
s
1
、
s
2
、
s
3
，
移动速度分别为
v
1
、
v
2
、
v
3
，
不计滑轮重与摩擦
，
则
( )
A
．
F
1
∶
F
2
∶
F
3
＝
2∶1∶4
，
s
1
∶
s
2
∶
s
3
＝
2∶1∶4
B
．
F
1
∶
F
2
∶
F
3
＝
2∶1∶4
，
s
1
∶
s
2
∶
s
3
＝
2∶4∶1
C
．
F
1
∶
F
2
∶
F
3
＝
2∶4∶1
，
v
1
∶
v
2
∶
v
3
＝
2∶1∶4
D
．
F
1
∶
F
2
∶
F
3
＝
2∶1∶4
，
v
1
∶
v
2
∶
v
3
＝
2∶1∶4
B
13
．
把质量相等的
A
、
B
两物体挂在如图所示的滑轮组下面
，
不计绳子、滑轮的重力和摩擦
，
放手后
( )
A
．
A
上升
B
．
A
下降
C
．
A
、
B
均静止
D
．无法判断
B
14
．如图所示
，
利用滑轮组匀速提升重物
，
经过
10 s
，
重物被提升了
3 m
，
则绳子自由端移动的速度是
________
m/s
。
0.6
15
．
在物理综合实践活动中
，
小华设计了如图所示的机械模型。推动硬棒
CD
或
EF
，
使它们在水平面内绕轴
O
转动
，
即可将绳逐渐绕到轴
O
上
，
提升重物
G
。硬棒
CD
是
_____
力杠杆
，
滑轮
B
_______
(
填“能”或“不能”
)
改变力的大小
，
在重物上升的过程中
，
轴
O
上增加的绳长
_________
(
填“大于”“小于”或“等于”
)
重物上升的高度。
省
不能
等于
16
．如图所示的实验装置
，
甲物体重
16 N
，
乙物体重
12 N
，
整个装置静止。如果不计弹簧测力计自重
，
则弹簧测力计示数是
______
N
，
绳子上承受的拉力为
______
N
，
甲物体对地面的压力是
_______
N
。
12
12
4
17
．
(
拓展题
)
请你设计一个滑轮组
，
并画出组装图
，
具体要求如下：
(1)
穿绕滑轮的绳子的最大能承受的力是
800 N
，
需要提起的重物重
3300 N(
滑轮重力、摩擦和绳重不计
)
。
(2)
需要改变用力的方向。
(3)
所用滑轮的个数尽量的少
，
根据你设计的滑轮组计算提起重物时所用的拉力
，
如果要使重物升高
2
米
，
绳子的自由端必须移动多少米？
(4)
其他条件不变
，
如果动滑轮的重为
30 N
，
用该装置最大能够提升的物重为多少
N?
解：
第
3
节 机械效率
1
．
使用任何机械都不能省
____
。
2
．
利用机械做功时
，
动力对机械所做的功叫
_______
；
对人们有用的功叫
__________
；
对我们无用但又不得不做的功叫
__________
。
它们之间的关系式可以简单的表示为
W
总
＝
_____________________
。
功
总功
有用功
额外功
W
有用
＋
W
额外
有用功
总功
小于
额外
减小摩擦
知识点
1
：有用功、额外功、总功
1
．
某同学不小心把水桶掉进井里
，
当他把桶从井里捞上来时
，
桶里带了一些水
，
下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是
( )
A
．
克服桶的重力做的功是总功
B
．
克服桶内水的重力做的功是有用功
C
．
克服桶的重力做的功是有用功
D
．
克服桶内水的重力做的功是总功
2
．
一斜面长
4.8 m
、高
1.2 m
，
把重为
1 200 N
的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端
，
沿斜面的拉力为
400 N
，
则总功为
_________J
，
有用功为
____________J
，
额外功为
________J
。
C
1920
1440
480
知识点
2
：机械效率
3
．
某机械的机械效率为
80%
，
它表示的物理意义是
_______________________________________________
，
若有用功为
160 J
，
那么总功为
__________J
。
该机器所做的有用功占总功的
80%
200
4
．
如图所示
，
小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为
W
1
，
机械效率为
η
1
，
用乙滑轮所做的总功为
W
2
，
机械效率为
η
2
(
若不计绳重与摩擦
)
，
则
W
1
____
W
2
，
η
1
______
η
2
。
(
均填“＞”“＜”或“＝”
)
＜
＞
5
．
(
2016
·
西宁
)
小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上
，
其中说法正确的是
( )
A
．
甲种方法克服重力做功多
B
．
乙种方法更省力
C
．
两种情况下
，
小文做的有用功一样多
D
．
两种方法机械效率相等
C
6
．
(
2016
·
北京
)
如图是用动滑轮运送建筑材料
A
的示意图
，
在卷扬机对绳子的拉力作用下
，
使重
800 N
的建筑材料
A
在
50 s
的时间里
，
匀速竖直上升了
10 m
。在这个过程中
，
动滑轮提升建筑材料
A
所做的有用功为
W
有
，
卷扬机对绳子的拉力
F
做功的功率为
200 W
。绳重可忽略不计。求：动滑轮匀速提升建筑材料
A
的机械效率
η
。
知识点
3
：探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关
7
．
某实验小组研究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验装置如图所示
，
实验数据如下表。若不计摩擦
，
比较
1
和
2
两次的实验数据
，
可以看出滑轮组的机械效率与
____________
有关；比较
1
和
3
两次的实验数据
，
可以看出滑轮组的机械效率与
_________
有关。
次数
物理量
1
2
3
钩码重
G
/N
4
4
6
钩码上升高度
h
/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力
F
/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离
s
/m
0.3
0.5
0.3
机械效率
η
74%
57%
83%
动滑轮重
物重
8.
一个滑轮组经改进后提高了机械效率
，
用它将同一物体匀速提升同样的高度
，
改进后与改进前相比
( )
A
．
有用功不变
，
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
．有用功减少
，
总功减少
A
9
．
关于机械效率的说法中正确的是
( )
A
．
越省力的机械
，
效率越高
B
．
做有用功越多的机械
，
效率越高
C
．
做相同的功
，
额外功的值越小
，
效率越高
D
．
做功越快的机械
，
效率越高
C
10
．
两台机器
，
甲的机械效率为
90%
，
乙的机械效率为
80%
。下列说法中正确的是
( )
A
．
甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B
．
两台机器在做的总功相等时
，
甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C
．
甲一定比乙更省力
D
．
甲做的功一定比乙做的功多
B
11
．
如图所示
，
用拉力
F
使物体竖直匀速上升
，
下列说法正确的是
( )
A
．
对物体做的功是额外功
B
．
拉力
F
做的功是有用功
C
．
拉力
F
移动的距离是物体移动距离的
2
倍
D
．
增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率
D
12
．
(
2016
·
乐山
)
如图所示
，
张伟同学通过斜面用平行于斜面
F
＝
200 N
的推力
，
将质量为
30 kg
的物体在
5 s
时间内匀速推到
1 m
高的平台上
，
斜面长
s
＝
2 m
。则
(
g
取
10 N/kg)( )
A
．
推力的功率为
40 W
B
．
斜面的机械效率为
75%
C
．
推力做的总功
300 J
D
．
斜面对物体的摩擦力为
100 N
B
B
14
．
在不计摩擦和绳子质量的情况下
，
分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组
(
两个定滑轮和两个动滑轮
)
匀速提升同一物体到同一高度处
，
其机械效率分别为
η
定
、
η
动
、
η
组
，
则下列选项中正确的是
( )
A
．
η
组
< η 动 < η 定 B ． η 定 < η 动 < η 组 C ． η 动 < η 定 < η 组 D ． η 定 < η 组 < η 动 15 使用动滑轮能省 ______( 填“力”“功”或“距离” ) 。用重为 2 N 的动滑轮匀速提升一个重物时 ， 动滑轮的机械效率为 75% ；若改用重为 1.5 N 的动滑轮匀速提升同一重物 ， 此动滑轮的机械效率为 _______% 。 ( 不计绳重和摩擦 ) A 力 80 16 ． 小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同的高度 ， 如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为 F 甲 和 F 乙 ， 则 F 甲 ________ F 乙 ；所做的有用功分别为 W 甲 和 W 乙 ， 机械效率分别为 η 甲 和 η 乙 ， 则 W 甲 _______ W 乙 ， η 甲 ________ η 乙 。 ( 均填“＞”“＝”或“＜” ) ＜ ＜ ＜ 17 ．如图所示 ( 滑轮组的绕绳未画出 ) ， 人以 600 N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 10 s ， 使绳端向下移动了 1.5 m ， 重物匀速上升了 0.5 m ， 已知滑轮组的机械效率为 70% 。 ( g 取 10 N/kg) (1) 按题意画出滑轮组的绕绳。 (2) 人做功的功率多大？ (3) 被吊起的重物质量多大？ 解： 18 ． ( 拓展题 ) 如图所示 ， 利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为 300 N 的物体 ， 拉力 F 的大小为 30 N 。若物体和地面之间的摩擦力大小为 45 N ， 则 A 处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 ( ) A ． 45 N ， 50% B ． 45 N ， 75% C ． 60 N ， 50% D ． 60 N ， 75% B 章末复习备考训练 一、选择题 1 ． 在生产生活中常使用如图所示的简单机械 ， 其中一定不能省力的做法是 ( ) D 2 ．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 100% B ． 随着科学技术的发展 ， 机械效率可能会大于 100% C ． 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 A 3 ． 衣服夹是一种常用物品 ， 如图所示给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中正确的是 ( ) A ．当用手将其捏开时 ， 它是费力杠杆 B ． 当用其夹住物品时 ， 它是费力杠杆 C ． 无论用手将其捏开还是夹住物品时 ， 它都是费力杠轩 D ． 无论用手将其捏开还是夹住物品时 ， 它都是省力杠杆 B 4 ． 如图所示 ， 在竖直向上大小为 10 N 的力 F 的作用下 ， 重物 A 沿竖直方向匀速上升。已知重物 A 上升速度为 0.2 m/s ， 不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦 ， 则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 ( ) A ． 20 N 0. 4 m/s B ． 20 N 0.1 m/s C ． 5 N 0. 4 m/s D ． 5 N 0.1 m/s D 5 ． ( 2016 · 滨州 ) ( 多选 ) 利用四个相同的滑轮 ， 组成如图所示的甲、乙两个滑轮组 ， 用同样的时间 ， 把质量相等的重物 G 匀速提升了相同的高度 ， 所用的拉力分别为 F 甲 、 F 乙 ， 拉力做的功分别为 W 甲 、 W 乙 ， 拉力的功率分别为 P 甲 、 P 乙 ， 机械效率分别是 η 甲 、 η 乙 ( 忽略绳重与摩擦 ) ， 下列关系式正确的是 ( ) A ． F 甲 ＜ F 乙 η 甲 ＝ η 乙 B ． F 甲 ＜ F 乙 η 甲 ＞ η 乙 C ． W 甲 ＞ W 乙 P 甲 ＞ P 乙 D ． W 甲 ＝ W 乙 P 甲 ＝ P 乙 AD C 7 ． ( 2016 · 兰州 ) 如图所示 ， 用 20 N 的力 F 拉着重为 100 N 的物体 ， 使其沿水平面以 2 m/s 的速度匀速运动了 5 s ， 若每个滑轮重 10 N ， 忽略绳重和滑轮轴的摩擦 ， 则下列说法正确的是 ( ) A ． 拉力 F 做的功为 200 J B ． 拉力 F 的功率为 120 W C ． 滑轮组对物体做的有用功为 400 J D ． 滑轮组对物体所做有用功的功率为 60 W D 8 ． 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重 150 N 的物体匀速提升 1 m ， 不计摩擦和绳重。滑轮组的机械效率为 60% 。下列选项错误的是 ( ) A ． 拉力大小一定是 125 N B ． 有用功一定是 150 J C ． 总功一定是 250 J D ． 动滑轮重一定是 100 N A 9 ． ( 多选 ) 小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物 A 的重力为 G A ， 加在绳子自由端的拉力为 F 1 ， 重物上升的速度为 v 1 ， 运动时间为 t 1 ；第二次提升的重物 B 的重力为 G B ， 加在绳子自由端的拉力为 F 2 。重物上升的速度为 v 2 ， 运动时间为 t 2 。己知 F 1 ∶ G A ＝ 5∶8 ， G B ∶ G A ＝ 3∶2 ， v 1 ∶ v 2 ＝ 2∶1 ， t 1 ∶ t 2 ＝ 2∶3 。动滑轮的重力不能忽略 ， 不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中 ， 正确的是 ( ) A ． 拉力之比为 F 1 ∶ F 2 ＝ 7∶8 B ． 拉力的功率之比为 P 1 ∶ P 2 ＝ 10∶7 C ． 机械效率之比 η 1 ∶ η 2 ＝ 14∶15 D ． 额外功之比 W 1 ∶ W 2 ＝ 2∶3 BC 二、填空题 10 ． 小明通过仔细观察 ， 发现简单机械在生活中有很多实际应用 ， 如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时 ， 钥匙就相当于一个 ________( 填“杠杆”“滑轮”或“轮轴” ) ， 属于 ________( 填“省力”或“费力” ) 机械。 轮轴 省力 11 ． 人体中有许多杠杆 ， 甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用。如图所示 ， 人以 _______ 为支点 ， 通过小腿肌肉用力 ( F ) 踮起脚尖。按杠杆分类 ， 这是一个 ________ 杠杆。若人的体重为 600 N ， 当踮起脚尖时 ， 假使体重落在杠杆中点 ， 则人双脚站立踮起时 ， 两腿肌肉各用力 _______N 。 脚尖 省力 150 12 ． ( 2016 · 菏泽 ) 某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。将两个相同的钩码提升相同的高度 ， 则 ______ 的机械效率较高 ， 主要原因是 ____________________________________________________________________________________________________________ 。 甲 做的有用功相同 ， 第二次使用动滑轮做的额外功多、总功多 ， 有用功和总功的比值大 13 ． ( 2016 · 遂宁 ) 用如图所示的滑轮组 ， 将重为 16 N 的物体以 0.2 m/s 的速度匀速提升 ， 滑轮组的机械效率为 80% ， 若不计绳重及摩擦 ， 拉力 F 为 ______N ， 拉力的功率为 ____W ， 动滑轮的重力为 ____N 。 10 4 4 14 ． ( 2016 · 绵阳 ) 如图所示 ， 小丽用三个均重 10 N 的滑轮组成的滑轮组以 1 m/s 的速度匀速提起重 470 N 的物体 ， 物体上升 5 m ， 不计绳的重力及一切摩擦。绳的拉力 F ＝ _________N ；滑轮组的机械效率为 __________ 。 125 94% 三、作图题 15 ． 某剧组为拍摄节目需要 ， 设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度 ， 轻质杠杆 ABO 可绕 O 点转动。请在图中画出： (1) 杠杆所受拉力的力臂 l 1 ； (2) 杠杆所受阻力 F 2 的示意图。 16 ． 在图中画出拉动汽车时 ， 滑轮组最省力的绕绳方法。 四、实验探究题 17 ． 摩擦对机械的效率有重要影响 ， 小聪根据摩擦力的有关知识 ， 分析斜面机械效率可能与斜面的粗糙程度有关。于是他设计实验进行探究 ， 他的实验装置如图所示。 (1) 请将下列实验步骤补充完整。 ① 用弹簧测力计测出木块的重力。 ② 弹簧测力计 ________ 拉动木块沿斜面向上运动 ， 读出弹簧测力计示数。 ③ 用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离 s 及上升的高度 h 。 ④ 记录实验数据并填入表格中。 ⑤ 保持斜面的 ______________________ 不变 ， 将棉布铺在木板上 ， 重复上述步骤。 匀速 长度和高度 ( 或倾角 ) 表面材料 木块重力 G /N 斜面高度 h /m 沿斜面的拉力 F /N 斜面长 s /m 机械效率 η (%) 木板 2.1 0.4 1.6 0.8 65.6 棉布 2.1 0.4 2.0 0.8 (2) 斜面表面为木板时 ， 斜面对木块的摩擦力是 ________N 。 (3) 斜面表面为棉布时的机械效率为 __________ 。 (4) 分析实验数据得出的实验结论是 _________________________________________________________ 。 0.55 52.5% 其他条件不变 ， 接触面越粗糙 ， 斜面的机械效率越低 18 ． 某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示 ， 第 1 、 2 、 3 次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 次 数 钩码重 力 G /N 钩码上升 高度 h /m 有用功 W 有用 /J 测力计拉 力 F /N 测力计移动 距离 s /m 总功 W 总 /J 机械效 率 η 1 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 72.7% 2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3% 3 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 (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 ， 提起的钩码越重 ， 滑轮组的机械效率越 ____ 。 (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 ， 对动滑轮所做的额外功 ________( 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大小有关。 74.1% 高 增大 五、计算题 19 ． 如图甲所示的滑轮组 ， 每个滑轮等重。不计绳重和摩擦 ， 物体重力 G 1 从 200 N 开始逐渐增加 ， 直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的情况。求： (1) 每个滑轮重多少牛？ (2) 绳子能承受的最大拉力是多少牛？ (3) 当滑轮组的机械效率为 80% 时 ， 物体重多少牛？ 20 ． ( 2016 · 台州 ) 桥式起重机在工业生产上有广泛应用 ， 如图是某桥式起重机的示意图 ， 水平横梁 MN 架在轨道 A 和 B 上 ， 电动机 D 可沿横梁左右移动。横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计。 (1) 电动机通过滑轮组 ， 将质量为 600 千克的零件 ， 以 0.4 米 / 秒的速度匀速吊高 4 米。求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？ ( g 取 10 N/kg)
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