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第十二章 简单机械 教师寄语：坚强的信心，能使平凡的人做出惊人的事业【考点聚焦】考点1：杠杆及平衡条件 中考要求：应用，能画出杠杆的力臂考点2：滑轮、滑轮组 中考要求：应用考点3：功的原理 中考要求：应用考点4：机械效率 中考要求：应用考点5：实验探究：研究杠杆的平衡条件 中考要求：学生实验考点6：实验探究：测滑轮组、斜面的机械效率 中考要求：学生实验一、基础知识回顾（一）杠杆1杠杆的五要素 O、 F1 、 F2 、 l1 、 l2 2杠杆的平衡条件 3杠杆分类 省力杠杆：动力臂 阻力臂。省力，但费 。 例：钓鱼杆、使用筷子、用大扫帚扫地 费力杠杆：动力臂 阻力臂。省距离，但费 。 例：开瓶起子、羊角锤起钉子、剪铁皮的剪子 等臂杠杆：动力臂 阻力臂。不省力也不费力。 例：天平（二）滑轮1. 定滑轮 定滑轮的实质是_杠杆，使用定滑轮虽然不省力，但可以_ 2动滑轮 使用动滑轮省力，但不可以_ 3滑轮组滑轮组既可以省 又可以改变力的 ，但要费 。（三）机械效率1.机械效率是指有用功跟总功的 。2.用百分数表示。总 1。3. 提 高 机 械 效 率 的 方 法 ： 、 二、重、难点总结1.调节杠杆在水平位置平衡是为了保证力臂沿杠杆，便于测量。2.拉力大小与重力大小的关系： 动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。3.拉力与重物移动距离的关系： 绳子自由端移动的距离是重物移动距离的n倍。4. 机械效率计算公式： 斜面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组：5. 测滑轮组的机械效率：实验原理 ： 直接测量量为G,h,F,S6.滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物重有关。动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。三、典型例题解析及规律总结例1、在杠杆AOBC中，O是支点，CD=DB=BO=AO，在D处挂一重物，要是杠杆在图中所示的位置平衡，试画出加在杠杆上最小的动力F1及其力臂L1。 例2、（2013年武汉市）18.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 （ ）A.45N、50% B.45N、75% C.60N、50% D.60N、75%例3如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆（自重不计），已知AO=2OB固定O点，使OB 处于水平位置，此时B 端挂一重为40N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A 端施加F=_N 的力，在图上画出此时力F的方向例4、站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀速提升到4m的高处，所用时间是8S，人作用在绳子自由端的拉力为600N。（不计摩擦和绳重）（1）根据题意在图中画出绳子的绕法。（2）请根据已知条件设疑并解答（至少求出2个物理量）例5、（2013年苏州市）某小组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，小组将对猜想进行验证(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作 (2)下列A、B是同学提出的两个猜想：猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验(a)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小 （相等不相等），则可初步判断猜想A是错误的；(b)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是 （正确错误）的(4)接着，小组进行了实验验证例6. （雅安市2013）有一质量为20kg 的正方体物体放在水平地面上, 它的体积为810-3m3 , 某人想通过如图20 所示的滑轮来竖直提起这个物体。( g =10N/ kg)( 1) 该物体的密度是多大?( 2) 当人用250N 的力向下拉绳子时, 物体恰好能匀速上升, 物体上升3m后恰好到达目标位置, 求此过程中人所做的功?( 3) 该定滑轮的机械效率是多大?四、梯度训练A组1. 如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（ ）A坩埚钳剪刀筷子镊子2. 下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是（ ） 量筒剪刀烧杯试管夹托盘天平弹簧测力计A B c D3. （乐山市2013年） 如图所示，不计摩擦，把重G =16N的物体匀速提起所用的拉力F =10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是( )A动滑轮重4N B使该用动滑轮要费距离C该动滑轮的机械效率为80% D提升物体的速度越快，机械效率越高图4甲 乙4. （菏泽市2013年）甲乙两个滑轮组如图4所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）A.若G1 = G2，拉力做的额外功相同 B.若G1 = G2，拉力做的总功相同 C.若G1 = G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变5. 如图所示，调节杠杆在水平位置上平衡后，在杠杆的a处挂上两个钩码，要使杠杆在水平位置重新平衡，则在杠杆b处应挂的钩码数是(杠杆每格等距，钩码规格相同) ( )1个B 2个C 3个 D4个6.（2014菏泽）如图所示，光滑斜面ABAC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为WA和WB则，（ ） AF1F2，W1=W2 BF1F2，W1W2CF1F2，W1W2 DF1F2，W1=W27.如图所示的三种简单机械使用时，能省力的是 (选填序号)，能省距离的是 (选填序号)。8.(德阳2013)如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上_拉动绳子的自由端。若钩码G重为3N，小华所用拉力F为1.2N，则滑轮组的机械效率为_；若换成重为5N的钩码G再进行实验，此滑轮组的机械效率将_ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。9.（泰州2013）工人站在地面上，用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处，使用定滑轮的优点是 。若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是 N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则人所做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 （g取10N/kg）。 10. 某人用一根轻质木棒挑着为120N的物体站在水平 地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为_ N。11. 如图所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩檫和滑轮重，则重力G甲 G乙（“”、“=”、“”）。12. 如图所示，轻质木杆AB可以绕O点转动，OA的长度是OB的三倍，A端细线下所挂280N的重物静止在水平地面上，在B点用600N的动力竖直向下拉动，木杆静止不动，则重物对水平地面的压力为 N，此木杆为 （填“省力” “费力”或“等臂”）杠杆。13. 在如图所示的滑轮组上绕线，使匀速提升重物G时最省力.14. 如图所示，O点为杠杆的支点，请画出力F的力臂，并用字母L表示。15. 图是用杠杆提起重物的示意图。请画出拉力F1（方向竖直向上）的力臂，并画出挂重物的绳对杠杆的拉力F2的示意图。B组1.如图所示的杠杆处于平衡状态，则（ ）A、GOB=FOA B、GOB=FODC、GOB=FOC D、GOB=FDA2. 如图所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是(动滑轮重和摩擦忽略不计)：（ ）3. （2013年南京）在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：（1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使持在动滑轮下的钩码缓缓上升（2）第次实验时测得动滑轮的机械效率为 （3）第次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）4. 如图所示，OA为一可绕O点转动的轻质杠杆，杆长2m，当作用于A点一个F=30N的竖直向上的力，为使杠杆水平不动，应将重为G=150N的重物悬吊于距A端多少米的位置？5. （2013年苏州市）某同学做探究杠杆平衡条件的实验(1)实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在 位置平衡；通过多次实验，该同学得到了杠杆的平衡条件(2)实验中，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，如图所示，测力计的示数是 N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将 （变大不变变小）6. （德阳市2013年）现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2ms的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。求： (1)小李同学拉木箱的功率是多大? (2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?7. o（鄂州市2014）如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10 kw 重物重3500N，动滑轮重500N。机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计。（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？8.（2014东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”下潜7062m今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘已知：海水密度1.03103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg问：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5103N，它受到的浮力是多少？（4）任务完成后，起重机把重2.2105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？ 答案第十二章 简单机械三、典型例题解析及规律总结例1 把杠杆上离支点最远的一点跟支点连接，作为力臂，然后做出的力就是最省力的力。例2 B 例3 例3 20N 例4 绕绳如右图 可以分别提问有用功3840J，总功4800J，拉力的功率600W，机械效率80%等例5 (1)控制变量法(3)(a)1、3或2、4相等 (b)1、2或者3、4正确例6 ( 1) =m/V=2. 5 103 kg/ m3 ( 1 分)( 2) W总= Fh =250 3 = 750J ( 1 分)( 3) W有=Gh =20 10N3m=600J ( 1 分)= W有/W总= 600J/750J =80% ( 2 分)四、梯度训练A组1、B 2、B 3、D 4、C 5、C 6、A7、 8、 匀速 83.3 变大9、 改变施力方向 270 2700 90% 10、 240 11、 12、 80 费力13、14、15略B组1、C 2、C 3、（1）匀速向上（2）71.4% （3）0.17 （4）增大4、1.6m5、水平 1 变大6. 120W 80% 120N7. （1） 87.5（2）9500N8.（1）2.78107Pa；（2）1.8s；（3）5103N；（4）80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
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