第十三講 簡單機械

山西省物理第十三講簡單機械1．(2015·山西16題)在生產(chǎn)生活中，如圖所示的簡單機械使用中，一定費力的是(

)D2．(2014·山西32題)如圖，用10N的水平拉力F，使重力為100N的物體A沿水平方向在1s內勻速直線運動了0.5m，若滑輪和繩子的質量及其摩擦均不計，則物體受到地面的摩擦力為_______N，拉力F的功率為_______W。20103．(2013·山西17題)小明小組利用如圖所示裝置探究“杠桿平衡條件”時，在杠桿兩側掛上不同個數(shù)的鉤碼，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實驗后得出結論：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離。下列能幫助得出結論的操作是(

)A．去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計豎直向下拉B．去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉C．去掉一側鉤碼，換用彈簧測力計豎直向上拉D．增加鉤碼個數(shù)，再多次實驗使結論更具有普遍性B4．(2011·山西16題)如圖所示是一種指甲剪的結構示意圖，下列說法中正確的是()A．ABC是一個省力杠桿B．D處刀刃較薄，可以增大壓力C．杠桿ABC上有粗糙的花紋，可以減小摩擦D．指甲剪只有兩個杠桿，一個省力杠桿，一個費力杠桿A5．(2011·山西34題)如圖所示，用兩個完全相同的滑輪，勻速提升質量相等的物體，且物體質量大于滑輪質量、不計繩重和摩擦。比較甲、乙兩種方式可知______更省力，______機械效率更高。(均填“甲”或“乙”)甲乙6．(2014·山西34題)為使輕質杠桿AB在如圖所示方向靜止，請你在杠桿上畫出所施加的最小動力F1的示意圖，并作出阻力F2的力臂。解：【解析】最小動力對應最長的力臂，而最長力臂是支點與離支點最遠的點即B點的連線，故作OB的垂線可找到力的作用線，又根據(jù)題意可知作用在B點的力方向向上杠桿才可以平衡，所以最小動力為F1，F(xiàn)2的力臂根據(jù)力臂是支點到力F2作用線的垂線即可作出。一、杠桿1．杠桿：在力的作用下能夠繞固定點轉動的硬棒叫________。2．杠桿有五要素：(1)__________：杠桿繞著轉動的點；(2)__________：使杠桿轉動的力；(3)__________：阻礙杠桿轉動的力；(4)動力臂l1：從________到_____________的距離；(5)阻力臂l2：從________到_____________的距離。杠桿支點O動力F1阻力F2支點動力作用線支點阻力作用線3．當杠桿在力的作用下處于________或勻速轉動的狀態(tài)時，我們就說杠桿平衡了。杠桿的平衡條件：___________。4．杠桿種類：省力杠桿，動力臂l1______阻力臂l2，優(yōu)點是_________；費力杠桿，l1______l2，優(yōu)點是_________；等臂杠桿，l1______l2，不省力也不費力。靜止F1l1＝F2l2省力＞＜省距離＝二、滑輪5．定滑輪：軸固定不動的滑輪叫定滑輪，其特點是______________________________，其實質是一個________杠桿。6．動滑輪：滑輪隨物體一起移動的滑輪叫_________，其特點是______________________________，其實質是一個________________________杠桿。7．滑輪組：將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組，可以達到既__________，又可以__________________的目的，動滑輪和重物由n段繩子承擔，拉力就是總重G總的________，用式子表示為F＝______，繩子末端拉出的長度s是重物通過距離h的______，用式子表示為s＝_______。不省力但可以改變用力方向等臂動力臂是阻力臂2倍的動滑輪省一半力但不能改變用力方向省力改變力的方向n分之一n倍nh8．其他簡單機械：(1)使用輪軸特點：____力，____距離。(2)使用斜面特點：____力，____距離；高度相同，斜面越長越____力。三、

機械效率9．有用功：在工作時，人們必需要做的功，用______表示。額外功：在工作時，并非人們需要而又不得不做的功，用______表示。有用功和額外功之和是總共做的功，叫_______，W總＝______＋_______。省費省費省W有W額總功W有W額10．使用機械時，人們對機械做的功是______功，機械克服有用阻力做的功是______功。11．機械效率：有用功與總功的比值叫__________，公式__________________。它沒有單位。12．使用任何機械都不可避免地要做________，有用功總________總功，所以機械效率總是________(填“大于”或“小于”)1。機械效率通常用百分數(shù)表示。13．提高機械效率的方法：影響機械效率的因素有_________、_______，提高機械效率的方法：①______________使機械更合理輕巧；②經(jīng)常保養(yǎng)潤滑?？傆杏脵C械效率額外功小于小于機械自重摩擦減輕機械自重14．幾種常見簡單機械的機械效率教材圖片

命題舉例

命題點力的作用是相互的如圖用力向______劃槳船就會前進，利用了力的作用是________的。

命題點杠桿的種類劃槳時，支點在_____________，是_______杠桿。命題點杠桿、壓強、摩擦力鋼絲鉗是一個______杠桿，鉗口鋒利是為了_____________，鉗口有花紋是為了___________。

后相互槳的末端費力省力增大壓強增大摩擦教材圖片

命題舉例

命題點杠桿搬運磚頭的獨輪車是一個_________杠桿，為了更省力，手應盡量握在車把的______端，磚塊應盡量靠近________放置。命題點定滑輪高高的旗桿矗立在操場上，旗手緩緩向下拉繩子，旗子就會徐徐上升，這是因為旗桿頂部有一個__________，可以______________。末支點定滑輪改變力的方向省力【例1】(2015·懷化)如下圖所示的四種工具在使用過程中，屬于費力杠桿的是(

)【解析】A.食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A符合題意；B.瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C.鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D.核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意?！敬鸢浮緼【方法歸納】本題的解題關鍵是通過生活經(jīng)驗，體會支點的位置，判斷出動力臂與阻力臂的長度關系，進而得出省力、費力情況。①省力杠桿，動力臂大于阻力臂，省力但費距離；②費力杠桿，動力臂小于阻力臂，費力但省距離；③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂，既不省距離也不省力。【變式題1】(2015·北京)圖中所示的四種情景使用的杠桿屬于省力杠桿的是()C【例2】(2015·宿遷)按照要求作圖。在圖中作出物體A所受重力的示意圖和拉力F的力臂l?！窘馕觥苛Ρ凼侵c到力的作用線的距離，因此由支點到力的作用線作垂線即可作出力臂。【答案】【方法歸納】首先要明確力臂的概念—力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，這是解決杠桿問題的關鍵。再按照下述步驟完成即可。(1)首先在杠桿的示意圖上，確定支點O；(2)畫出動力作用線及阻力作用線，必要時要用虛線將力的作用線延長；(3)再從支點O向力的作用線引垂線，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用實線或虛線表示并用大括號勾出，在旁邊標上字母l1或l2，分別表示動力臂或阻力臂?！咀兪筋}2】(2015·廣東)如下圖所示，請在杠桿A處畫出把物體拉起時的最小拉力F1，并畫出拉力F1的力臂l1。解：

【例3】(2015·常德)如圖所示，用滑輪組把重為200N的貨物提到9m高的樓上，所用拉力為80N，則總功和滑輪組的機械效率分別是(

)A．1400J

80%

B．1800J

80%C．1800J

83.3%D．2160J

83.3%【變式題3】(2015·永州)利用四個相同的滑輪，組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把質量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，機械效率分別是η甲、η乙(忽略繩重與摩擦)，下列關系正確的是()A．F甲＜F乙

B．F甲＞F乙

C．η甲＜η乙

D．η甲＞η乙A命題點1．實驗前，若杠桿左邊偏低，則把平衡螺母向______調節(jié)，直到杠桿在_______位置平衡。2．杠桿支點在中央位置是為了__________________________________。3．實驗前，使杠桿在水平位置平衡的目的是__________________________________________________。4．實驗時，杠桿在水平位置平衡的目的是________________。5．多次實驗的目的是____________________________。6．實驗結論：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。右水平減小杠桿自身重力對實驗的影響①減小杠桿自身重力對實驗的影響；②便于測量力臂便于測量力臂避免偶然性，得出普遍規(guī)律【例1】(2015·新疆)某實驗小組進行簡單機械類探究實驗。(1)探究“杠桿平衡條件”實驗前，為方便測量力臂，應將杠桿調節(jié)到水平位置平衡，圖甲中，杠桿的平衡螺母B應向________(填“左”或“右”)調節(jié)。(2)圖乙中，要使杠桿在水平位置平衡，需在C點懸掛________個同樣的鉤碼。(3)某同學進行正確的實驗操作后，能不能根據(jù)(2)問中的一組數(shù)據(jù)得出結論？________(填“能”或“不能”)，理由是________。(4)探究“動滑輪的特點”的實驗結果表明：使用動滑輪可以________(填“省力”或“省距離”)，但不能改變力的方向。(5)生活和工作中使用的滑輪如：A.國旗桿頂部的滑輪；B.電動起重機吊鉤上的滑輪，屬于動滑輪的是______(填“A”或“B”)?！窘馕觥勘绢}考查探究杠桿的平衡條件實驗。難度較小。(1)圖甲中杠桿的左端低，說明這一側力與力臂的乘積大，應將平衡螺母向右調節(jié)，以增大右側的力臂。(2)設每個鉤碼的重力是G，杠桿每格的長度是L，由圖示可知，動力F動＝2G，動力臂l動＝3L，阻力臂l阻＝2L，由杠桿平衡條件得F動×l動＝F阻×l阻，即2G×3L＝F阻×2L，所以F阻＝3G，則在C處應掛3個鉤碼。(3)用實驗來探究物理規(guī)律時，要多次實驗，用多組實驗數(shù)據(jù)來總結實驗結論，實驗結論才具有普遍性，如果只有一次實驗數(shù)據(jù)，總結的實驗結論具有偶然性，所以不能用一次實驗數(shù)據(jù)總結實驗結論。(4)使用動滑輪可以省力，但不能改變力的方向。(5)動滑輪實質是動力臂等于2倍阻力臂的杠桿，使用動滑輪不能改變動力方向，但可以省一半力。國旗的旗桿頂部的滑輪是定滑輪，起重機掛鉤上的滑輪是動滑輪?！敬鸢浮?1)右(2)3

(3)不能多測幾組數(shù)據(jù)，得出的結論更具有普遍性(4)省力(5)B(2015·江西)探究杠桿的平衡條件。【提出問題】如圖甲所示，是一種常見的桿秤，此時處于水平位置平衡。發(fā)現(xiàn)一：小明在左側掛鉤上增加物體，可觀察到提扭左側下沉，他認為改變杠桿的水平平衡可以通過改變作用在杠桿上的______來實現(xiàn)；發(fā)現(xiàn)二：接著小新移動秤砣使其恢復水平位置平衡，說明通過改變_______的長短也可以改變杠桿的平衡。那么，杠桿在滿足什么條件時才平衡呢？力力臂【制訂計劃與設計實驗】實驗前，輕質杠桿處于如圖乙所示的狀態(tài)，使用時，首先應將杠桿的平衡螺母向______(填“左”或“右”)調節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡，這樣做的好處是________________________?！緦嶒灲Y論】如圖丙所示，他們進行了三次實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出杠桿的平衡條件是____________________________________。右方便直接測力臂動力×動力臂＝阻力×阻力臂【拓展應用】如圖丁所示，是用手托起重物的示意圖，圖中前臂可以看作是一個________(填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿，此杠桿的支點是圖中的______點。假如托起6N的重物，請你根據(jù)圖5所示，估算出手臂要用的動力大約是____________N。費力C48(46～50)命題點1．實驗原理：____________。2．實驗中的測量器材：__________________________。3．實驗中應沿____________方向_________拉動彈簧測力計。4．實驗中，如果沒有刻度尺，該實驗________(填“能”或“不能”)完成，若能，機械效率表達式____________。5．滑輪組的機械效率與_________、___________、______________有關。6．提出一條提高滑輪組機械效率的有效措施：__________________________________________________?？潭瘸?、彈簧測力計豎直向上勻速能物重動滑輪重繩重及摩擦適當增加物重(使用輕質滑輪，保持良好的潤滑)【例2】(2015·岳陽)在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了三次實驗(如圖所示)，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。(1)第2次實驗中，滑輪組的機械效率為________(結果保留一位小數(shù))。(2)第3次實驗中，彈簧測力計的