1、第13讲 简单机械,物理,四川地区,命题点1) 简单机械的特点 1. (2017乐山)如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( ),A,2. (2017宜宾)指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是( ) A. 一个省力杠杆，两个费力杠杆 B. 一个费力杠杆，两个省力杠杆 C. 三个都是省力杠杆 D. 三个都是费力杠杆,A,3. (2016成都A卷)如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起使用定滑轮可以_(选填“省力”“省距离”或“改变动力方向”)；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小_(选填
2、“变大”“变小”或“不变”)(导学号 31054046),改变动力的方向,变小,命题点2) 杠杆平衡条件的应用 1. (2017自贡)如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将( )(导学号 31054047) A. 还继续处于水平平衡 B. 右端上升，左端下降 C. 右端下降，左端上升 D. 无法确定杠杆的运动状态,C,2. (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,3. (2016达州)如图所示，杠
3、杆处于平衡状态，且每个钩码的质量相同，若将两边的钩码分别向支点移动相同的距离后，则杠杆_(选填“A”或“B”)端会下沉,B,命题点3) 杠杆作图 类型一 杠杆的力臂作图 1. (2017南充)如图所示，已知轻质杠杆AB在水平位置静止，作出物体C所受重力的示意图以及拉力F的力臂L.,2. (2015成都A卷节选)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆，使杠杆平衡，如图所示请画出：弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；F的力臂,类型二 杠杆最小力作图 3. (2017广元)如图所示，工人用一根硬棒以O为支点，想在A点施加最小的力撬动石头，请画出最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂L
4、2.,4. (2016巴中节选)在如图所示中作出拔钉子时施加的最小力F的示意图和它的动力臂L.,【方法指导】1. 画杠杆力臂的方法： (1)确定支点：一定认清“不动”的点，找出支点后最好加以验证，看杠杆是否可以绕着这个点转动(如图甲),(2) _：从动力、阻力作用点沿力的方向分别作一条带箭头的线段即为力的作用线(如图乙)； (3) _：从支点向力的作用线作垂线段，支点到垂足之间的距离为力臂，力臂用带箭头的线段(或大括号)标明，在旁边标上字母L1、L2，分别表示动力臂或阻力臂(如图丙，阻力臂画法同L1),确定阻、动力作用线,作力臂,2. 画杠杆最小动力的方法： (1) _(找最小力的作用点)：在
5、杠杆上找出离支点最远的点，就是最小力的作用点； (2) _：过作用点作动力臂的垂线段(即最大力臂)； (3) _：根据动力与阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向,定点,定向,连线,3. 杠杆作图规范： (1)作图必须用直尺、铅笔，所作线要直； (2)在作力或力臂时，_ (3)注意：画杠杆的动力或阻力示意图时，力的作用点一定在杠杆上，不能将阻力和重物所受的重力或其他力混淆 (4)画力臂时可用双向箭头(如图甲)或大括号(如图乙)表示,要画出垂足直角符号,命题点4) 功、功率、机械效率的相关计算,1. (2017成都B卷)(多选)如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210 N的物体，动滑轮重10
6、 N，定滑轮重15 N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.8 s内物体匀速上升4 m，则该8 s内( ) A. 小王做的有用功为840 J B. 小王做的额外功为100 J C. 小王做功的功率为110 W D. 小王对绳子的拉力为70 N,AC,2. (2017南充)将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体大小可忽略)则下列说法正确的是( ) A. 沿斜面向上的拉力0.3 N B. 有用功0.36 J，机械效率20% C. 有用功1.8 J，机械效率20% D. 总功2.16 J，机械效率83.3%,D,
7、3. (2017宜宾)(多选)如图所示，动滑轮下面挂着重为5.4 N的物体，现用2.4 N的拉力，把物体匀速提升10 cm，不计一切摩擦和绳重，下列说法正确的是( )(导学号 31054048) A. 动滑轮的重力为3 N B. 拉力所做功为0.24 J C. 滑轮组机械效率为75% D. 若使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上，则其机械效率将增大,CD,4. (2015达州)用如图的甲、乙两滑轮组分别把相同的物体匀速提升相同的高度，两装置的机械效率分别为甲、乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，若滑轮规格相同，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( ) A. W甲W乙 甲乙 B. W甲W乙 甲乙
8、 C. W甲W乙 甲乙 D. W甲W乙 甲乙,C,5. (2015宜宾)(多选)如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m、5 m，高度相同两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为甲、乙下列说法正确的是( ) F甲F乙54 W甲W乙54 C. P甲P乙54 D. 甲乙54,AC,6. (2017泸州)如图所示，将一个重10 N的物体用沿斜面向上的拉力F7.5 N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升的高度h为3
9、m，则人对物体做的有用功是_J，斜面的机械效率为_在高度相同时，斜面越长越_(选填“省力”或“费力”)(导学号 31054049),30,80%,省力,7. (2017广元)用如图所示的滑轮组在5 s内将重G240 N的物体匀速向上提起3 m，拉力F150 N，这个滑轮组的机械效率是_如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为_N.,80%,60,8. (2017内江)用一个动滑轮把重80 N的沙袋从地面提到6 m高的脚手架上，所用的力是50 N，这一过程所做的有用功是_J，这个动滑轮的机械效率是_,480,80%,9. (2015南充)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
10、.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.,62.5,0.675,10. (2017攀枝花)如图所示，放在水平桌面上的正方体物块A的密度为2.5103 kg/m3，边长为0.2 m；物体B所受的重力为18 N用水平向左的拉力F匀速拉动物块A，使物体B在2 s内竖直向上移动了0.4 m物块A受到的摩擦力为它的重力的0.1倍，动滑轮所受重力为4 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g10 N/kg.求：,(1)物块A的质量； (2)物块A对桌面的压强； (3)利用动滑轮提升物体B的机械效率； (4)拉力F的功率,11. (2016雅安)工人用图甲所示
11、的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg. (1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？ (2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率； (3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？,命题点5) 探究杠杆的平衡条件 1. (2017成都A卷)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀,乙,(1)平衡时，应该让杠杆静止在_位置 (2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记
12、录的数据为：动力F11.5 N，动力臂L10.1 m，阻力F21 N，则阻力臂L2_m. (3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是_ A. 铁架台自身的重力足够大 B. 单个钩码的重力不完全相等 C. 悬挂钩码的绳套重力偏大 D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大,水平,0.15,A,(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1_(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示),F3L3F2L2,2. (2016宜宾)如图所示，探究小
13、组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力计(单位：N)等实验器材探究杠杆的平衡条件，在探究实验中,(1)在挂钩码前，小组发现杠杆左端高右端低(如图甲)，应将杠杆两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了方便读出_； (2)接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙)，这时杠杆两侧受到的作用力大小_(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小，若在A、B下方再增挂一个相同的钩码，则杠杆 _(选填“左”或“右”)端将下沉；,左,力臂,等于,左,(3)如图丙是已经调节平衡的杠杆，用
14、弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉，在A处挂上适当的钩码，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计读数为_，钩码总质量为_kg.(g取10 N/kg),3.0_N,0.2,命题点6) 测量滑轮组的机械效率 1. (2016自贡)某班同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证 (1)如果影响机械效率的因素有A、B、C等多个，要研究其与B因素的关系，需要运用控制变量法，即 先控制其他因素不变，而改变_因素，从而进行研究,B,(2)经过讨论，同学们提出两个猜想： 猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细绳的绕法有关 猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑
15、轮组提升的物重有关 为了验证猜想，同学们分成两个小组分别按图1、图2、图3和图4所示的滑轮组进行对比实验,验证猜想一的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若测得两滑轮组的机械效率大小_(选填“相等”或“不等”)，则可初步判断猜想一是错误的 验证猜想二的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若测得两滑轮组的机械效率大小不等，则可初步判断猜想二是_(选填“正确”或“错误”)的 (3)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：_,1、3或2、4,相等,1、2或3、4,正确,尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等,实验一) 探究杠杆的平衡条件 命
16、题点 1. 支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆自重对实验的影响) 2. 实验前杠杆的调平(左高左调，右高右调注意：实验中不能调节平衡螺母) 3. 调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂) 4. 多次实验的目的(使实验结论更具有普遍性),实验结论 动力动力臂阻力阻力臂(或F1l1F2l2) 【例1】(2017黔西南州)利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”,(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_，若出现图(甲)所示情况，应将杠杆的螺母向_(选填“左”或“右”)调 (2)如图(乙)所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这
17、种做法的不足是_经老师提醒后，小明继续进行实验，如图(乙)，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆_(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”) (3)如图(丙)所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将_,便于测量力臂的大小,右,一次实验具有偶然性,左端下沉,变大,(4)实验中，用如图装置的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡(杠杆的每格等距)，但老师建议同学不宜采用这种方式，该方式的不足主要的是因为( ) A. 一个人无法独立操作 B. 力臂与杠杆不重合 C. 力和力臂数目过
18、多，不易得出结论 D. 杠杆受力不平衡,C,(5)如图甲所示，实验时若用弹簧测力计在C处竖直向上拉，改为逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(选填“变大”“变小”或“不变”)，其原因是_； (6)实验结束后，如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置时，若每个钩码重0.5 N，则弹簧测力计的示数应大于_ N.,变大,拉力的力臂变短,3,6. 控制变量法的应用： (1)探究滑轮组的机械效率与所吊重物重力大小的关系(控制滑轮组的绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量) (2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系(控制滑
19、轮组所吊钩码的数量相同，改变滑轮组的数量或换用重力不同的动滑轮) 7. 提高机械效率的方法(采用减轻机械本身的重量和加润滑油减小摩擦的办法减少额外功；当额外功一定时，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起的物重),实验结论： 在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越低；在其他条件相同时，所挂重物越重，机械效率越高 【例2】(2017齐齐哈尔)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示,(1)实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计 (2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数你认为他的想法_(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考
20、虑到_对滑轮组机械效率的影响 (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整,匀速(或匀速直线),不正确,摩擦力(或摩擦),0.4,80%,(4)通过比较_两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号) (5)通过比较_两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号) (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论_,1、2,2、3,不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低),(7)有的同学认
21、为：“机械越省力，它的机械效率越高”分析表中数据，你认为这句话是_(选填“正确”或“错误”) 的 (8)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，测得机械效率_(选填“偏高”“偏低”或“不变”)，说明滑轮组的机械效率还与_有关,错误,偏小,偏高,运动状态,(9)有两个小组所用的动滑轮重力相同，提升的物体也相同，测得机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的_不同而影响了测量结果所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了_，提高它的机械效率 (10)通过实验，请你提出
22、提升滑轮组机械效率的两种方法：_； _,摩擦,减小摩擦,增加重物的重力,减轻动滑轮的重力(或减小绳子与滑轮组间的摩擦力),4. 实验中控制变量法的应用 探究机械效率与斜面倾斜程度的关系(控制斜面的粗糙程度与物体的重力相同，改变斜面的倾斜程度) 探究机械效率与斜面粗糙程度的关系(控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同，改变斜面的粗糙程度) 探究机械效率与物重的关系(控制斜面的倾斜程度与物体的倾斜程度相同，改变物体的重力),5. 分析数据，得出结论： 在其他条件一定时，斜面越光滑，机械效率越高； 在其他条件一定时，斜面越倾斜，机械效率越高； 斜面的机械效率与提升物体的重力无关,6. 斜面在生活中应用(
23、如：楼梯、盘山公路等),【例3】(2017淮安)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示：,(1)沿斜面拉动物体时，应使其做_运动 (2)根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为_J，机械效率是_ (3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越_ (4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下， _,匀速直线,1.25,80.6%,省力,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高,(5)若要探究斜面机械效率与物重的关系，简述实验方案 _ (6)请你举出一个生产和生活中利用斜面的实例_,保持斜面粗糙程度和倾斜程度不变，只改变物体的重力进行实验即可,盘山公路,
