簡單機械綜合課

1、第十二章：簡單機械第十二章：簡單機械杠桿杠桿滑輪滑輪機械效率機械效率簡簡單單機機械械一一. .杠桿杠桿二二. .滑輪滑輪三三. .機械效率機械效率1.杠桿定義杠桿定義2.杠桿五要素杠桿五要素3.杠桿平衡條件杠桿平衡條件4.杠桿分類杠桿分類1.定滑輪定滑輪2.動滑輪動滑輪3.滑輪組滑輪組實質(zhì)實質(zhì)特點特點實質(zhì)實質(zhì)特點特點結(jié)論結(jié)論有用功有用功額外功額外功總功總功1.三種功三種功2.定義定義3.公式公式4.提高方法提高方法在在力的作用力的作用下，能夠繞下，能夠繞固定點固定點轉(zhuǎn)動的硬棒轉(zhuǎn)動的硬棒動力、阻力、支點、動力臂、阻力臂動力、阻力、支點、動力臂、阻力臂動力動力動力臂動力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂省力

2、杠桿、費力杠桿、等臂杠桿省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿等臂杠桿等臂杠桿不省力，但能改變力的方向不省力，但能改變力的方向省力杠桿省力杠桿l1=2l2省一半力，但不能改變力的方向省一半力，但不能改變力的方向費一倍距離費一倍距離不計摩擦，物體和動滑輪由幾段繩不計摩擦，物體和動滑輪由幾段繩子承擔(dān)，拉力就是總重幾分之一。子承擔(dān)，拉力就是總重幾分之一。機械克服阻力做的功機械克服阻力做的功動力對機械做的功動力對機械做的功總功和有用功的差總功和有用功的差有用功跟總功的比值有用功跟總功的比值=W有有/W總總保持良好潤滑保持良好潤滑 減小機械自身重減小機械自身重知識網(wǎng)絡(luò)知識網(wǎng)絡(luò)使用機械工作時，為達到目的使用機械工作

3、時，為達到目的 所做的對人們所做的對人們有用有用的功叫的功叫有用功有用功額外功額外功額W總功總功W W總總 ：有用功與額外功的總和，即有用功與額外功的總和，即（動力做的功）（動力做的功） W W總總= =W W有有+ +W W額額一、有用功、額外功、總功一、有用功、額外功、總功有用功有用功W W有有使用機械工作時，對人們沒有用使用機械工作時，對人們沒有用但又不但又不 得不做的功叫得不做的功叫額外功額外功支點支點: :杠桿繞著轉(zhuǎn)動的杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點固定點 O O動力動力: :作用在杠桿上作用在杠桿上, ,使使杠桿轉(zhuǎn)動的力杠桿轉(zhuǎn)動的力 F F1 1阻力阻力: :作用在杠桿上作用在杠桿上, ,阻

4、礙杠桿轉(zhuǎn)動的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F F2 2力的作用線力的作用線: :通過力的作用點沿力的方向做的直線通過力的作用點沿力的方向做的直線( (用虛線表示用虛線表示) )動力臂動力臂: :從支點到動力作用線的垂直距離從支點到動力作用線的垂直距離l l1 1阻力臂阻力臂: :從支點到阻力作用線的垂直距離從支點到阻力作用線的垂直距離l l2 2杠桿的五要素杠桿的五要素精講點撥精講點撥L2FOGF1L1組合杠桿組合杠桿FFFGFGGGF=12G總總F=13G總總F=14G總總F=15G總總使用機械工作時，為達到目的使用機械工作時，為達到目的 所做的對人們所做的對人們有用有用的功叫的功叫有用功有用功額外功額

5、外功額W總功總功W W總總 ：有用功與額外功的總和，即有用功與額外功的總和，即（動力做的功）（動力做的功） W W總總= =W W有有+ +W W額額一、有用功、額外功、總功一、有用功、額外功、總功有用功有用功W W有有使用機械工作時，對人們沒有用使用機械工作時，對人們沒有用但又不但又不 得不做的功叫得不做的功叫額外功額外功1.杠桿：杠桿： 克服桿重、摩擦克服桿重、摩擦2.定滑輪：定滑輪： 克服繩重、摩擦克服繩重、摩擦3.動滑輪、滑輪組：動滑輪、滑輪組： 克服繩重、摩擦、動滑輪克服繩重、摩擦、動滑輪4.斜面：斜面： 克服摩擦克服摩擦機械工作機械工作動力對機械做功動力對機械做功W總總機械克服阻力

6、做功機械克服阻力做功W有有1.在在釣魚竿釣魚竿 天平天平 羊角錘羊角錘 理發(fā)剪刀理發(fā)剪刀 縫紉機踏板縫紉機踏板 鍘刀鍘刀 瓶蓋起子瓶蓋起子 鑷子鑷子 剪鐵皮剪刀剪鐵皮剪刀 核桃夾子核桃夾子 汽車剎車踏板汽車剎車踏板定滑定滑輪輪 動滑輪動滑輪 滑輪組等簡單的機械中，滑輪組等簡單的機械中，屬于省力杠桿的有屬于省力杠桿的有 ，屬于費力杠桿的有屬于費力杠桿的有 ，屬于等臂杠桿的有屬于等臂杠桿的有 . C C省力省力2、護城河上安裝使用的吊橋是一個、護城河上安裝使用的吊橋是一個杠桿，由圖可知它的支點在杠桿，由圖可知它的支點在_點，點，在勻速拉起時，它屬于一個在勻速拉起時，它屬于一個_杠杠桿（桿（“省力省

7、力”或或“費力費力”），并在圖中畫），并在圖中畫出動力臂。出動力臂。A B CL13.3.如圖是如圖是“探究杠桿平衡條件探究杠桿平衡條件”的實驗裝置的實驗裝置（1 1）實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿左端略高）實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿左端略高于右端，應(yīng)將螺母向于右端，應(yīng)將螺母向 調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡該實驗直到杠桿在水平位置平衡該實驗使杠桿在水平位置平衡目的使杠桿在水平位置平衡目的 。（2 2）在圖甲中的）在圖甲中的A A處掛處掛2 2個相同個相同的鉤碼，要使杠桿水平平衡，的鉤碼，要使杠桿水平平衡，在在B B處應(yīng)掛處應(yīng)掛 同樣的鉤碼同樣的鉤碼（3 3）在圖乙中的）在圖乙中的C C處施加豎直向下的拉力處施加

8、豎直向下的拉力F F，使杠桿水平，使杠桿水平平衡當(dāng)拉力平衡當(dāng)拉力F F向右傾斜時，仍要保持杠桿水平平衡，拉向右傾斜時，仍要保持杠桿水平平衡，拉力力F F的大小將的大小將 ，原因是，原因是 。左左3個個變大變大F的力臂變小了的力臂變小了便于測力臂便于測力臂4 4、將一圓柱體推上臺階，現(xiàn)分別在、將一圓柱體推上臺階，現(xiàn)分別在A A、B B、C C點用力，力點用力，力的方向如圖，則最小的推力是（）的方向如圖，則最小的推力是（）A A、F FA A B B、F FB B C C、F FC C D D、一樣大、一樣大ABCB5.5.右圖中，若要讓杠桿在如圖位置平衡，要使所加力最右圖中，若要讓杠桿在如圖位置

9、平衡，要使所加力最小，該力應(yīng)：（小，該力應(yīng)：（ ） 沿沿 F F1 1方向；方向；B. B. 沿沿 F F2 2方向；方向；C. C. 沿沿 F F3 3方向；方向；D. D. 以上各個方向都可以。以上各個方向都可以。F1F2F3B6.園藝師傅使用如圖園藝師傅使用如圖2所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了靠近，這樣做的目的是為了A增大阻力臂，減小動力移動的距離增大阻力臂，減小動力移動的距離B減小動力臂，減小動力移動的距離減小動力臂，減小動力移動的距離C增大動力臂，省力增大動力臂，省力D減小阻力臂，省力減小阻力臂，省力D7

10、.7.如圖所示，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標的每一格長度都是如圖所示，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標的每一格長度都是相等的，相等的，O O為支點，杠桿兩邊所掛的每一個鉤碼均相同，為支點，杠桿兩邊所掛的每一個鉤碼均相同，杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平位置杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平位置保持平衡的是保持平衡的是( )( )A.A.兩邊都減少一個鉤碼兩邊都減少一個鉤碼B.B.兩邊的鉤碼下各加掛一個相同的鉤碼兩邊的鉤碼下各加掛一個相同的鉤碼C.C.左邊鉤碼向右移一格，右邊鉤碼同時左邊鉤碼向右移一格，右邊鉤碼同時向左移一格向左移一格D.D.右邊鉤碼下加掛一個相同的鉤碼，左右邊鉤碼下加

11、掛一個相同的鉤碼，左邊鉤碼同時向左移一格邊鉤碼同時向左移一格D8.8.如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F F，將杠桿緩慢地由位置將杠桿緩慢地由位置A A拉至位置拉至位置B B，在這個過程中動力，在這個過程中動力F F ( )( )A.A.變大變大 B.B.變小變小 C.C.不變不變 D.D.先變大后變小先變大后變小A9.9.如圖所示，杠桿如圖所示，杠桿AOBAOB的的A A端掛重為端掛重為G GA A的物體，的物體，B B端掛重為端掛重為G GB B的物體時，杠桿處于平衡狀態(tài)，若的物體時，杠桿處于平衡狀態(tài)，若AO=BOAO=BO，杠桿自身

12、重，杠桿自身重力不計。則力不計。則( )( )A.GA.GA A=G=GB B B.G B.GA AGGGB B D. D.無法判斷無法判斷B1010. .如圖所示，輕質(zhì)杠桿如圖所示，輕質(zhì)杠桿OAOA中點懸掛一中點懸掛一重重G=60NG=60N的物體，在的物體，在A A端施加一豎直向端施加一豎直向上的力上的力F F，杠桿在水平位置平衡，則，杠桿在水平位置平衡，則F=_NF=_N；保持；保持F F的方向不變，將杠桿的方向不變，將杠桿從從A A位置勻速提到位置勻速提到B B位置的過程中，力位置的過程中，力F F將將_ _ _ _（填（填“變大變大”、“不變不變”或或“變變小小” ）3030不變不變

13、11.11.在圖中畫出使杠桿在圖中畫出使杠桿OAOA平衡時最平衡時最小動力小動力F F1 1的方向和阻力的方向和阻力F F2 2的力臂的力臂l l2 2 12.12.在右圖中，畫出使輕質(zhì)杠桿保在右圖中，畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力持平衡的最小的力F F的示意圖（要的示意圖（要求保留繪圖痕跡）。求保留繪圖痕跡）。友情提示友情提示: :力臂的長等于支點到力的作用點間的距離時最力臂的長等于支點到力的作用點間的距離時最長長( (力的方向跟支點和力的作用點的連線垂直力的方向跟支點和力的作用點的連線垂直) )10.10.如圖所示，是一個如圖所示，是一個Z Z形杠形杠桿，請在圖中畫出力桿，請在圖中畫出力

14、F F對支點對支點O O的力臂的力臂L L。F1L2F13如圖如圖7 7所示，杠桿所示，杠桿BABA在力在力F F1 1、F F2 2的作的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，l l2 2是是F F2 2的力臂，在的力臂，在圖中畫出圖中畫出F F1 1的力臂和力的力臂和力F F2 2。圖7F214.14.如圖：重如圖：重800N800N粗細均勻粗細均勻的木頭放在水平地面上，的木頭放在水平地面上，要抬起它的一端至少需要要抬起它的一端至少需要N N的力的力. .15.15.如圖：粗細不均勻的木頭放在地面上，當(dāng)用如圖：粗細不均勻的木頭放在地面上，當(dāng)用力抬起它的粗端時，力抬起它的粗端時，F(xiàn) F1 1

15、800N,800N,用力抬起細端時，用力抬起細端時，需用需用F F2 2600N,600N,則這段木頭的重是則這段木頭的重是 牛牛. .4001400C BOA 16. .如圖：粗細均勻的杠桿如圖：粗細均勻的杠桿ABAB質(zhì)量質(zhì)量是是116g116g，從，從O O點支起，在點支起，在C C點掛一由點掛一由銅和鋁制成的合金球后，杠桿剛好銅和鋁制成的合金球后，杠桿剛好在水平位置平衡，已知在水平位置平衡，已知AO=AB/4AO=AB/4，AC=AO/2AC=AO/2，已知合金球中鋁的質(zhì)量，已知合金球中鋁的質(zhì)量是是54g54g，求合金的密度，求合金的密度8.9 2.7解：桿解：桿AB的重心在的重心在D點

16、點桿重力的力臂桿重力的力臂OD=AD-AO=1/2AB-1/4AB=1/4AB合金球?qū)U作用力的力臂合金球?qū)U作用力的力臂OC=AO-AC=1/4AB-1/8AB=1/8AB根據(jù)杠桿的平衡條件得：根據(jù)杠桿的平衡條件得：G合金合金OC=G桿桿OD即：即：m合金合金g1/8AB=m桿桿g1/4AB m合金合金=2m桿桿= 2116g=232g V鋁鋁=m鋁鋁/鋁鋁=54g2.7g/cm3=20cm3V 銅銅=m銅銅/銅銅=（232g-54g)8.9g/cm3=20cm3 合金合金=m合金合金/V合金合金=232g（20cm3+20cm3)= 5.8g/cm3 DG桿桿30BAOO17.17.如圖所

17、示的輕質(zhì)杠桿如圖所示的輕質(zhì)杠桿ABAB1.6m1.6m，從，從O O點支起后在水平位點支起后在水平位置平衡置平衡OBOB0.4m0.4m，此時繩子對，此時繩子對A A點的拉力是點的拉力是8N8N，求掛在，求掛在B B點的質(zhì)量若從點的質(zhì)量若從O O點有一質(zhì)量是點有一質(zhì)量是0.50.5的小鋼球以的小鋼球以20cm/s20cm/s的的速度向速度向A A點運動，當(dāng)球運動多長時間繩子對點運動，當(dāng)球運動多長時間繩子對A A點的拉力為零？點的拉力為零？（g=10N/Kgg=10N/Kg）F解：做出解：做出F的動力臂的動力臂lF lF =OA/2=0.6m 由杠桿平衡條件得：由杠桿平衡條件得：F lF =GB

18、0BGB=8N0.6m0.4m=12NmB=GB/g=12N10N/kg=1.2kgG球球=m球球g=0.5kg10N/kg=5N當(dāng)當(dāng)G球球l球球=GB0B F=0 l球球=12N0.4m5N=0.96m=96cmt=s/v=96cm20cm/s=4.8sIF18.18.如圖是鍋爐上的保險閥，當(dāng)門受到的蒸汽壓強超過安如圖是鍋爐上的保險閥，當(dāng)門受到的蒸汽壓強超過安全值時，閥門被頂開，蒸汽跑出一部分，使鍋爐內(nèi)的蒸汽全值時，閥門被頂開，蒸汽跑出一部分，使鍋爐內(nèi)的蒸汽壓強減小，已知杠桿重可以忽略不計，壓強減小，已知杠桿重可以忽略不計，OAOA與與ABAB長度的比值長度的比值為為1313，閥門的面積是，

19、閥門的面積是3cm3cm2 2，要保持鍋爐內(nèi)、外氣體的壓，要保持鍋爐內(nèi)、外氣體的壓強差是強差是1.21.210105 5PaPa，試求應(yīng)將質(zhì)量為多大的重物掛在杠桿，試求應(yīng)將質(zhì)量為多大的重物掛在杠桿的的B B點？（點？（g g取取10N/kg10N/kg）F解：作用在活塞上豎直向上的壓力解：作用在活塞上豎直向上的壓力F=(P內(nèi)內(nèi)-P外外)S= 1.2105Pa310-4m2 =36N由杠桿的平衡條件得：由杠桿的平衡條件得：FOA=G物物OBG物物=FOAAB+OA=36NOA4 OA=9NM物物=G物物/g=9N 10N/kg=0.9kg19.19.如圖所示，燈重如圖所示，燈重30 N30 N，

20、燈，燈掛在水平橫桿的掛在水平橫桿的C C端，端，O O為杠桿為杠桿的支點，水平桿的支點，水平桿OCOC長長2 m2 m，桿，桿重不計，重不計，BCBC長長0.5 m0.5 m，繩子，繩子BDBD作用在橫桿上的拉力是多少？作用在橫桿上的拉力是多少？（DBODBO= 30= 30） 80N解：做出力解：做出力F的力臂的力臂OA OA=1/2OB=1/2(0C-BC) =(2m-0.5m)2=0.75m 根據(jù)杠桿的平衡條件可得根據(jù)杠桿的平衡條件可得 GCOC=FOA F= GCOCOA=30N2m0.75m=80NAF2020、如圖，不計繩和滑輪重，地面上一物體、如圖，不計繩和滑輪重，地面上一物體重

21、重100100牛頓，當(dāng)物體做勻速直線運動時，物牛頓，當(dāng)物體做勻速直線運動時，物體與地面的摩擦力是體與地面的摩擦力是6060牛頓，則拉力牛頓，則拉力F F= =牛頓。牛頓。f=60N20202121、不計滑輪重，當(dāng)水平向右拉力、不計滑輪重，當(dāng)水平向右拉力F F5N5N時，物體時，物體m m恰能勻恰能勻速向右運動，求：物體所受地面的摩擦力大小。速向右運動，求：物體所受地面的摩擦力大小。mF 5 Nf=_f2.5NF=5Nmf=_f10N2222、搬運工人常用的一種搬運重物的方法，從圖中搬運工人常用的一種搬運重物的方法，從圖中能看出搬運工人運用了哪些物理知識？能看出搬運工人運用了哪些物理知識？F動滑

22、輪省力動滑輪省力; ;以滾動代替滑動減小摩擦。以滾動代替滑動減小摩擦。 23.23.如圖所示：三個滑輪相等都是如圖所示：三個滑輪相等都是G G1 1，物重為物重為G G，不計繩重和摩擦，將物體勻，不計繩重和摩擦，將物體勻速提升，則速提升，則F F ，若將物體舉，若將物體舉高高0.5m0.5m，則拉過繩子長，則拉過繩子長 m m。F418(G+7G1)2525如圖所示，重如圖所示，重500N500N的物體與地面間的的物體與地面間的摩擦力為摩擦力為144N144N，為使物體勻速移動，為使物體勻速移動6m6m，必，必須在繩的自由端加須在繩的自由端加60N60N的水平拉力那么拉的水平拉力那么拉力做的有

23、用功是力做的有用功是_J_J，此滑輪組的機械效率為，此滑輪組的機械效率為_86480%26.26.沿著長沿著長10 m10 m高高1 m1 m的斜面把的斜面把1500 N1500 N的重物拉到車上去，的重物拉到車上去，如果實際用的拉力是如果實際用的拉力是250 N250 N，則有用功是，則有用功是_，總功是，總功是_，斜面的機械效率是，斜面的機械效率是_._.1500J2500J60%24.24.如圖所示，某同學(xué)在做俯臥撐運如圖所示，某同學(xué)在做俯臥撐運動，可將他視為一個杠桿，他的重動，可將他視為一個杠桿，他的重心在心在A A點，重力為點，重力為500N500N，那么他將身，那么他將身體撐起，雙

24、手對地面的壓力至少體撐起，雙手對地面的壓力至少_N_N，若他在，若他在1min1min內(nèi)做了內(nèi)做了2020個俯臥個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為撐，每次肩部上升的距離均為0.4m0.4m，則他的功率至少為則他的功率至少為_W._W.圖圖7 7300402727某人用如圖滑輪組勻速提起重某人用如圖滑輪組勻速提起重180N180N的的物體，所用拉力為物體，所用拉力為80N80N，物體被提高，物體被提高1m1m，則，則下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A A拉力做的有用功是拉力做的有用功是80J80J B B拉力做的總功是拉力做的總功是180J180JC C滑輪組的機械效率是滑輪組的機械效

25、率是75%75%D D物體上升過程中動能轉(zhuǎn)化成勢能物體上升過程中動能轉(zhuǎn)化成勢能2828如圖所示，在水平拉力如圖所示，在水平拉力F F的作用下使物體的作用下使物體m m沿水乎地沿水乎地面勻速直線運動，若滑輪與繩子質(zhì)量及摩擦不計，已知面勻速直線運動，若滑輪與繩子質(zhì)量及摩擦不計，已知物體物體m m與地面間的摩擦力為與地面間的摩擦力為10N10N，物體，物體m m運動的速度為運動的速度為2m/s2m/s，那么關(guān)于拉力那么關(guān)于拉力 F F的大小和拉力的功率的大小和拉力的功率P P的大小，下列說法的大小，下列說法中正確的是（中正確的是（ ）（多選題）（多選題）A A拉力拉力F F的大小為的大小為20N20

26、N B B拉力拉力F F的大小為的大小為5N5NC C拉力的功率拉力的功率 P P的大小為的大小為20W20W D D拉力的功率拉力的功率P P的大小為的大小為10W10WCBC29.29.如圖如圖5 5所示健身運動的過程中，物體所示健身運動的過程中，物體A A的質(zhì)量為的質(zhì)量為4kg4kg，滑輪摩擦不計。當(dāng)向，滑輪摩擦不計。當(dāng)向下擺動腳腕使細繩拉著物體下擺動腳腕使細繩拉著物體A A緩慢（勻緩慢（勻速）提升時，腳腕對細繩拉力的方向在速）提升時，腳腕對細繩拉力的方向在改變、大小改變、大小 （選填（選填“也改變也改變”或或“不變不變”）。若）。若2.4s2.4s內(nèi)腳腕將內(nèi)腳腕將A A物體勻速提起物體

27、勻速提起0.3m0.3m，則對物體，則對物體A A所做的功為所做的功為 J J，功率為，功率為 . . 圖圖5 5A A不變不變5w1230.30.關(guān)于機械效率的下列說法正確的是（）關(guān)于機械效率的下列說法正確的是（）A A有用功越多，機械效率越高有用功越多，機械效率越高B B動力做功越多，機械效率越高動力做功越多，機械效率越高C C額外功越少，機械效率越高額外功越少，機械效率越高D D額外功與總功之比越小，機械效率越高額外功與總功之比越小，機械效率越高D31.31.在城市建設(shè)工程中，推土機發(fā)揮了重要作用，在城市建設(shè)工程中，推土機發(fā)揮了重要作用，它的額定功率是它的額定功率是150kw150kw，

28、質(zhì)量是，質(zhì)量是2 210104 4kgkg，它的每，它的每條履帶與地面的接觸面積是條履帶與地面的接觸面積是1.25m1.25m2 2， g=10N/kgg=10N/kg求：（求：（1 1）推土機靜止時對水平地面的壓強）推土機靜止時對水平地面的壓強 （2 2）若推土機在平直場地上以額定功率作業(yè)，）若推土機在平直場地上以額定功率作業(yè)，以以1.5m/s1.5m/s的速度勻速推土的速度勻速推土300m300m，求推土機受到的，求推土機受到的阻力及克服阻力所做的功阻力及克服阻力所做的功（3 3）若推土機以額定功率經(jīng)過）若推土機以額定功率經(jīng)過10s10s把一質(zhì)量把一質(zhì)量6000kg6000kg的石塊推到的

29、石塊推到5m5m高的斜坡上，推土機的機械高的斜坡上，推土機的機械效率是多少？效率是多少？解解:F=G=mg= 2104kg10N/kg=2105N S=2S1=1.25m22=2.5m2P=F/S=2105N2.5m2=8104Pa由由P=W/t=FV得：得：F=P/V=1.5105W1.5m/s=105NW=FS=105N300S=3107JW有有=Gh=mgh=6000kg10N/kg5m=3105JW總總=Pt=1.5105W10s=1.5106J= = W有有/ / W總總= =3105J1.5106J=20%32.32.“塔吊塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重設(shè)備是建筑工地上普遍使用的

30、起重設(shè)備. . 如圖如圖2020中中的的“塔吊塔吊”，ABAB是豎直支架，是豎直支架，CDCD是水平臂，臂上是水平臂，臂上OCOC段叫平段叫平衡臂，衡臂，C C端裝有配重體，端裝有配重體，ODOD段叫吊臂，段叫吊臂，E E處裝有滑輪組，可處裝有滑輪組，可在在O O、D D兩點間移動，滑輪組重力、水平臂重力及摩擦忽略兩點間移動，滑輪組重力、水平臂重力及摩擦忽略不計不計. .（1 1）OEOE15m15m時，若用此時，若用此“塔吊塔吊”能起吊重物的最大質(zhì)量能起吊重物的最大質(zhì)量是是0.8t0.8t，則當(dāng)滑輪組移到，則當(dāng)滑輪組移到D D點（點（ODOD25m25m）時能夠安全起吊）時能夠安全起吊重物的

31、最大質(zhì)量是多少？重物的最大質(zhì)量是多少？（2 2）OEOE15m15m時，用此時，用此“塔吊塔吊”將將0.8t0.8t的鋼材先豎直勻速的鋼材先豎直勻速吊起吊起8m8m高，然后沿水平方向慢慢旋轉(zhuǎn)高，然后沿水平方向慢慢旋轉(zhuǎn)9090后即送達指定位后即送達指定位置，在這一過程中置，在這一過程中“塔吊塔吊”對鋼材做了多少功？對鋼材做了多少功？ 圖圖2020解：當(dāng)動滑輪在解：當(dāng)動滑輪在E點時，由杠桿的平衡條件可得：點時，由杠桿的平衡條件可得： GCOC=GEOE 當(dāng)動滑輪在當(dāng)動滑輪在D點時，由杠桿的平衡條件可得：點時，由杠桿的平衡條件可得： GCOC=GDODGEOE=GDOD即：即：mEgOE=mDgOD

32、 0.8t15m=mD25m mD=0.48tW=Gh=mEgh=800kg10N/kg8m=6.4104J33.33.一臺起重機將重一臺起重機將重3600N3600N的貨物提高的貨物提高4m4m。如果額。如果額外功是外功是9600J9600J，起重機做的有用功是多少？總功是，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？多少？機械效率是多少？14400J 24000J 60%解：解：起重機提升重物所做的有用功起重機提升重物所做的有用功W W有有=Fh=Gh =Fh=Gh =3600N=3600N4m=14400J=1.444m=14400J=1.4410104 4J J起重機做的總功起

33、重機做的總功W W總總=W=W有有+W+W額額 =14400J+9600J=2.4=14400J+9600J=2.410104 4J J因此，起重機的機械效率因此，起重機的機械效率=W=W有有/W/W額額 = 1.44= 1.4410104 4J/2.4J/2.410104 4J=60%J=60%34.34.張強同學(xué)利用如圖所示的滑輪組將貨物運送到樓上，張強同學(xué)利用如圖所示的滑輪組將貨物運送到樓上，圖中每個滑輪等重，不計繩子重和摩擦。如果所送貨物圖中每個滑輪等重，不計繩子重和摩擦。如果所送貨物重重G G從從200N200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每

34、次均勻速拉動繩子，且提升同樣的高度。圖乙記錄了在整個過程拉動繩子，且提升同樣的高度。圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物的重中滑輪組的機械效率隨貨物的重力的增加而變化的圖像。請根據(jù)力的增加而變化的圖像。請根據(jù)有關(guān)信息完成以下問題：有關(guān)信息完成以下問題：（1 1）每個滑輪的重是多少）每個滑輪的重是多少（2 2）繩子能承受的最大拉力是多少？）繩子能承受的最大拉力是多少？（3 3）當(dāng)繩子的拉力最大時，滑輪組的）當(dāng)繩子的拉力最大時，滑輪組的 機械效率是多機械效率是多100N450N88.9% 解：解：(1)由圖像可知滑輪組有由圖像可知滑輪組有4段繩子拉物體段繩子拉物體S=4h，當(dāng)，當(dāng) 物物 重

35、重200N時，機械效率時，機械效率50% 由由= W有有/W總總=Gh/FS= G/4F得得 F=G/4=200N(40.5)=100N F= (G+2G動動) /4 G動動=(4F-G) 2=(4100N-200N) 2=100N (2)由圖像可知當(dāng)由圖像可知當(dāng)G=1600N時，繩子被拉斷時，繩子被拉斷 F= (G+2G動動) /4=(1600N+2100N)4=450N (3) = W有有/W總總=Gh/( G +2G動動)h = G/( G +2G動動)=1600N1800N88.9% 35.如圖所示，物體如圖所示，物體G在拉力在拉力F的作用下作勻速直的作用下作勻速直線運動，拉力所做的功

36、是線運動，拉力所做的功是600J，物體向左移動了，物體向左移動了2m，滑輪組的機械效率是，滑輪組的機械效率是80。求：。求：額外功是多少？額外功是多少？拉力拉力F是多少？是多少？物體所受的摩擦力是多大？物體所受的摩擦力是多大？120J100N240N解：解： 由由= W有有/W總總得得 W有有= W總總=600J0.8=480J W額額=W總總-W有有=600J-480J=120J 因為滑輪組因為滑輪組3段繩子拉物體段繩子拉物體 S=3S物物=6m F= W總總/S=600J6m=100N 因為克服摩擦做有用功因為克服摩擦做有用功 f=W有有/S物物=480J2m=240N36.36.春天農(nóng)民

37、需用水抽水灌溉農(nóng)田，有一春天農(nóng)民需用水抽水灌溉農(nóng)田，有一水泵銘牌如下：水泵銘牌如下： （1 1）水泵連續(xù)正常工作）水泵連續(xù)正常工作5 5小時，所做小時，所做有用功多少有用功多少J J？ （2 2）此水泵總功率為多少？）此水泵總功率為多少？ （3 3）若此水泵用一柴油機帶動，假設(shè)）若此水泵用一柴油機帶動，假設(shè)柴油完全燃燒所釋放的內(nèi)能有柴油完全燃燒所釋放的內(nèi)能有 40%40%轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為水泵軸的機械能，則每小時消耗多少水泵軸的機械能，則每小時消耗多少kgkg柴柴油？油？( (柴油柴油熱值按熱值按3107J/ kg計算，計算，g=10N/kg)型號型號8B13流量流量300m3/h揚程揚程12m質(zhì)量

38、質(zhì)量111kg效率效率80%解：解：(1)5小時抽水量小時抽水量 由由=m/V m=V=1.0103 kg /m3 300m3/h5h=1.5106kgW有有=Gh=mgh=1.5106 kg10N/kg12m=1.8108 J 8柴油完全燃燒放出熱量的柴油完全燃燒放出熱量的40%轉(zhuǎn)化為水泵的機械能轉(zhuǎn)化為水泵的機械能Q40%=W3107J/kgm40%=0.45108Jm=3.75kg 37.37.用如圖用如圖1515所示的滑輪組，將所示的滑輪組，將480N480N的物體以的物體以0.3m/s0.3m/s的速的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N200N（不計

39、摩擦和繩重）（不計摩擦和繩重）（1 1）滑輪組的機械效率）滑輪組的機械效率（2 2）拉力的功率）拉力的功率（3 3）若用該滑輪組將重）若用該滑輪組將重600N600N的的物體勻速提升物體勻速提升2m2m時，拉力做的功。時，拉力做的功。解：因為滑輪組有解：因為滑輪組有3段繩子吊著物體段繩子吊著物體S=3h V=3V物物 = = = =80%W有有W總總GhF3h480N200N3P=FV=200N0.3m/s3=180WG動動=3F-G=3200N-480N=120N滑輪組拉起滑輪組拉起600N的物體時拉力為的物體時拉力為F=1/3(600N+120N)=240NW=F S=240N32m=14

40、400J38.如圖所示，用一動滑輪拉一物體如圖所示，用一動滑輪拉一物體A以以0.5m/s的速度在水平面的速度在水平面上作勻速直線運動，物體上作勻速直線運動，物體A重為重為20N，受到的摩擦阻力是物重的，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為倍，水平拉力為2.5N，則在，則在2s內(nèi)拉力做的功是多少？滑輪的機械效內(nèi)拉力做的功是多少？滑輪的機械效率是多少？率是多少？解：解：S物物=vt=0.5m/s2s=1m拉力做的功拉力做的功W=FS=2F S物物=22.5N1m=5J物體受到的摩擦力物體受到的摩擦力f=0.2G=0.220N=4N 動滑輪克服摩擦做有用功動滑輪克服摩擦做有用功=W有有/W總總

41、=fS物物/FS= fS物物/2FS物物= f /2F=4N5N=80%39.39.用一斜面將一重用一斜面將一重3000N3000N的物體由底端勻速推至的物體由底端勻速推至頂端用的推力是頂端用的推力是800N,800N,已知斜面的機械效率為已知斜面的機械效率為7575，試求斜面的長與高之比推動過程中物體受到試求斜面的長與高之比推動過程中物體受到的摩擦力是多少？的摩擦力是多少？解：解：W有有=Gh W總總=FL = W有有/ W總總= Gh/ FL L/h=G/F=3000N/(800N0.75)=5：1 f=F- Gh/ L=800N-3000N1/5=200N 又又V排排=V= 2103m3

42、 F浮浮=G排排=水水gV排排=1.0103 kg /m3 10N/kg2103m3=20N (2)W總總=FS=F2h=25N2m=50J (3)G=mg=6kg10N/kg=60N又又G=GF浮浮=60N20N=40N W有有=Gh=40N1m=40J 40.一質(zhì)量為一質(zhì)量為6 kg的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學(xué)用一動滑的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學(xué)用一動滑輪將石塊從水中勻速提起輪將石塊從水中勻速提起1 m，但石塊沒有露出水面，如圖，但石塊沒有露出水面，如圖21所所示，已知繩的自由端拉力為示，已知繩的自由端拉力為25N。求石塊在上升過程中。求石塊在上升過程中 石塊受到的浮力為多少？

43、石塊受到的浮力為多少？ (2)繩的自由端拉力做功為多少繩的自由端拉力做功為多少J？(3)動滑輪的機械效率為多少？動滑輪的機械效率為多少？(石石=3103kg/m3 、g=10N/kg 、)41.以前，我國北方經(jīng)常用轆轤將水從井里提上來，如以前，我國北方經(jīng)常用轆轤將水從井里提上來，如下圖所示。轆轤的本質(zhì)是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。已知吊桶下圖所示。轆轤的本質(zhì)是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。已知吊桶的質(zhì)量是的質(zhì)量是2kg，容積是，容積是810-3 m3；井中水面到地面的高；井中水面到地面的高度為度為5 m，水的密度是，水的密度是1.0103 kg / m3。不計摩擦及繩。不計摩擦及繩和搖柄質(zhì)量。取和搖柄質(zhì)量。取g

44、10N/ kg。（1）當(dāng)人通過轆轤用）當(dāng)人通過轆轤用20s的時間，將裝滿水的吊桶從水的時間，將裝滿水的吊桶從水面勻速提升到地面時，人所做的有用功是多少？人所做有面勻速提升到地面時，人所做的有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？該機械的機械效率是多少？用功的功率是多大？該機械的機械效率是多少？（2）當(dāng)人通過轆轤將裝半桶水（體積為）當(dāng)人通過轆轤將裝半桶水（體積為410-3 m3）的）的吊桶勻速提升到地面時，該機械的機械效吊桶勻速提升到地面時，該機械的機械效率是多少？率是多少？（3）根據(jù)上面的計算結(jié)果，提出改進吊）根據(jù)上面的計算結(jié)果，提出改進吊桶的辦法，以提高該機械的機械效率。桶的辦法，以提高該機

45、械的機械效率。（4）請列舉使用該機械比人直接提升吊）請列舉使用該機械比人直接提升吊桶的好處。（答出兩條即可桶的好處。（答出兩條即可W20s20400J有有tWP80%500J400J總有WW200J66.7%300JWW 有總解：（解：（1）滿桶水的質(zhì)量）滿桶水的質(zhì)量m1 = V =1.0103 kg / m3810-3 m3 = 8kg 人所做的有用功人所做的有用功W有有= m1gh = 8kg10N/ kg5 m = 400 J人所做有用功的功率人所做有用功的功率提升吊桶所做總功提升吊桶所做總功W總總= Fh=(m1+m2)gh =(8kg+2kg)10N/ kg5 m = 500 J 機

46、械效率機械效率（2）半桶水的質(zhì)量）半桶水的質(zhì)量m1 = V =1.0103 kg / m3410-3 m3 = 4kg 所做有用所做有用W有有= m1gh = 4kg10N/ kg5 m = 200 J 所做總功所做總功W總總= Fh=( m1+m2)gh =(4kg+2kg)10N/ kg5 m = 300 J機械效率機械效率（3）減小吊桶的質(zhì)量，增大吊桶的容積。）減小吊桶的質(zhì)量，增大吊桶的容積。（4）省力；改變施力方向，方便用力（或省力；改變施力方向，方便用力（或“方便方便”）；安全。）；安全。42.42.如圖所示的是某建筑工地如圖所示的是某建筑工地上使用的提升機，上使用的提升機，用它能將

47、裝在貨箱用它能將裝在貨箱A A中的建筑材料提升到高處若中的建筑材料提升到高處若拉力拉力F F做功的功率為做功的功率為2000W2000W，重為，重為2400N2400N的建筑材料的建筑材料在在18s18s內(nèi)被勻速提升內(nèi)被勻速提升10m10m。求：。求：（1 1）提升機做的有用功；）提升機做的有用功；（2 2）提升機的機械效率；）提升機的機械效率；（3 3）拉力）拉力F F的大小。的大小。 解：解：W有有=Gh=2400N10m=24000JW總總=Pt=2000W18S=36000J由由= W有有/W總總=24000J36000J 66.7%因為滑輪組因為滑輪組2段繩子吊著物體，所以段繩子吊著

48、物體，所以S=2h=210m=20m F=W總總/S=36000J20 m=1800N43.43.下圖是小明同學(xué)斜面機械效率跟什么因素有關(guān)的實驗裝置。下圖是小明同學(xué)斜面機械效率跟什么因素有關(guān)的實驗裝置。實實驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻驗時他用彈簧測力計拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運動。實驗的部分數(shù)據(jù)如下表：速直線運動。實驗的部分數(shù)據(jù)如下表：實實驗驗次次數(shù)數(shù)斜面斜面傾斜傾斜程度程度物塊物塊重重G/NG/N斜面斜面高度高度h/mh/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/NF/N斜面斜面長長s/ms/m機械機械效率效率1 1較緩較緩10100.10.15.05.0

49、1 12 2較陡較陡10100.36.76.71 145453 3最陡最陡10100.50.58.48.41 16060小明探究的是斜面的機械效率跟小明探究的是斜面的機械效率跟 的關(guān)系。在第的關(guān)系。在第1 1次實次實驗中，斜面的機械效率為驗中，斜面的機械效率為 ，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約 J J。分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越陡，機械效率越 。若要探究斜面機械效率跟斜面的粗糙程。若要探究斜面機械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持度的關(guān)系，應(yīng)保持 不變。由該實驗我們還可以得出

50、的不變。由該實驗我們還可以得出的結(jié)論是結(jié)論是在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡越在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡越 。(3(3）斜面在我們生活中的應(yīng)用有）斜面在我們生活中的應(yīng)用有（只寫出一條即可）。（只寫出一條即可）。 斜面的傾斜程度斜面的傾斜程度 20 4 高高 斜面的傾斜程度斜面的傾斜程度 費力費力 盤山公路盤山公路 44.44.小軍和小民在用圖小軍和小民在用圖3 3所示的實驗裝置完成了所示的實驗裝置完成了“測定滑輪組的機械測定滑輪組的機械效率效率”的實驗后，提出問題：在所用滑輪組一定的情況下，它的機的實驗后，提出問題：在所用滑輪組一定的情況下，它的機械效率與哪些因素有關(guān)呢？兩人根據(jù)各自的生活經(jīng)

51、驗和所學(xué)知識提械效率與哪些因素有關(guān)呢？兩人根據(jù)各自的生活經(jīng)驗和所學(xué)知識提出了多種猜想，經(jīng)過激烈討論并虛心聽取了其他同學(xué)的意見，最后出了多種猜想，經(jīng)過激烈討論并虛心聽取了其他同學(xué)的意見，最后形成了以下兩個猜想：形成了以下兩個猜想：猜想猜想1 1：可能與提升的速度大小有關(guān)；：可能與提升的速度大小有關(guān)；猜想猜想2 2：可能與被提升的物體重有關(guān)。：可能與被提升的物體重有關(guān)。小軍和小民用圖小軍和小民用圖3 3所示的實驗裝置對上面兩個猜想進行了探究，所示的實驗裝置對上面兩個猜想進行了探究，得到的實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。得到的實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。（1 1）請幫助小民完成表中的一項計算；）請幫助小民完成表中的一項

52、計算；（2 2）分析小軍和小民的實驗數(shù)據(jù)，得到的實驗結(jié)論是：在滑輪組）分析小軍和小民的實驗數(shù)據(jù)，得到的實驗結(jié)論是：在滑輪組一定的情況下，它的機械效率與一定的情況下，它的機械效率與_有關(guān)，它們的關(guān)系是：有關(guān)，它們的關(guān)系是：_ _ _ _ _ _ _；與；與 無關(guān)。無關(guān)。提升物重提升物重提升物重越大機械效率越高提升物重越大機械效率越高提升速度提升速度45.在不計繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻在不計繩重和摩擦的情況下，利用一滑輪組勻速提升物體下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升物體下表是在利用該滑輪組將一物體勻速提升到一定高度時采集到的信息速提升到一定高度時采集到的信息(1)通過計算確定該滑輪組

53、提起物體的繩子段數(shù)，通過計算確定該滑輪組提起物體的繩子段數(shù)，并在右邊虛線框并在右邊虛線框 中畫出該滑輪組的組裝示意圖中畫出該滑輪組的組裝示意圖(2)用該滑輪組將重為用該滑輪組將重為800N的物體勻速提升的物體勻速提升1m時時，拉力做的總功為多少，拉力做的總功為多少? (解答要求：寫出依據(jù)的主要公式或變形公式，解答要求：寫出依據(jù)的主要公式或變形公式，有數(shù)據(jù)代入，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位有數(shù)據(jù)代入，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)解：解：(1)物體被提升的高度物體被提升的高度 h=W有有/G=1000J500N=2m自由端拉下繩子的長度自由端拉下繩子的長度S= W總總/F=1200J200N=6

54、m繩子的段數(shù)繩子的段數(shù)=S/h=6m2m=3 F= (G+G動動) /3G動動=3F-G=3200N-500N=100N(2)F= (G+G動動) /3=(800N+100N)/3=300N S=3h=31m=3m W=FS=300N3m=900J46.201446.2014年年4 4月月1414日，為尋找失聯(lián)的日，為尋找失聯(lián)的MH370MH370航班，啟用了航班，啟用了“藍鰭金槍藍鰭金槍魚魚2121”（簡稱（簡稱“金槍魚金槍魚”）自主水下航行器進行深海搜尋其外）自主水下航行器進行深海搜尋其外形與潛艇相似（如圖甲所示），其相關(guān)參數(shù)為：體積形與潛艇相似（如圖甲所示），其相關(guān)參數(shù)為：體積1m1m3 3、重量、重量7500N7500N，最大潛水深度，最大潛水深度4500m4500m，最大航速，最大航速7.4km/h7.4km/h（為簡化計算，不（為簡化計算，不考慮海水密度變化，海水密度考慮海水密度變化，海水密度取取1.01.010103 3kg/mkg/m3 3，g g取取10N/kg10N/kg）（1 1）假設(shè)）假設(shè)“金槍魚金槍魚”上有面積為上有面積為2 210103 3m m2 2的探測窗口，當(dāng)它下潛的探測窗口，當(dāng)它下潛至至4000m4000m深度處時，該探測窗口承受海水的壓力是多少？深度處時，該探測窗口承受海水的壓力是多少？（2 2）“金槍魚金