簡單機械 市賽獲獎

第九章簡單機械

┃思維感悟成體系┃思維感悟成體系┃物理·新課標（RJ）杠桿定義簡單機械杠桿平衡條件動滑輪及實質五要素分類滑輪機械效率定滑輪及實質滑輪組定義實質特點第九章簡單機械

┃回眸教材析知識┃回眸教材析知識┃物理·新課標（RJ）1．杠桿：直接搬動很重的大石頭很困難，利用撬棒就可以較容易辦到，撬棒就是能繞著一個固定點轉動的硬棒，叫

，撬棒屬于省力杠桿，但是費了

，用筷子夾食物，筷子就是一種費力杠桿，只要手指稍微一動，筷子就可以夾很多東西，雖然費了

，但省了

，使操作更加方便。杠桿距離力距離物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃回眸教材析知識2．滑輪和滑輪組：觀察圖12－1人們利用簡單機械的情景。其中甲利用的是

滑輪，目的是省力，但費了距離，乙用的是

滑輪，不省力，但改變了

，使操作更為方便。要想既省力又改變力的方向，就可以將兩者組合，組成

，起重機上的滑輪組合就是實例之一。

力的方向動定滑輪組圖12—1物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃回眸教材析知識3．機械效率①機械效率是指有用功跟總功的

。不同機械的機械效率表達式：公式：η＝———斜面：η＝——定滑輪：η＝——＝——＝—動滑輪：η＝——＝———＝——滑輪組：η＝——＝——＝——②提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。比值W總W有用GhFsGhFsGhFhGFGhFsGhF2hG2FGhFsGhFnhGnF物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃典例精析把方向

典例1：杠桿平衡條件的應用

例1如圖12－2所示，杠桿OA可繞支點O轉動，B處掛一重物G，A處用一豎直力F。當杠桿和豎直墻之間夾角逐漸增大時，為了使杠桿平衡，則(

)A．F大小不變，但F＜G

B．F大小不變，但F＞GC．F逐漸減小，但F＞G

D．F逐漸增大，但F＜G圖12—2┃典例精析把方向┃A物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃典例精析把方向典例2:滑輪組的應用與設計

例2用滑輪組提升重物，請在圖12－3中畫出拉力F＝—的繩子的繞法。(不計動滑輪、繩重和摩擦)[答案]如圖12－4所示圖12—43G圖12—3典例3：機械效率的探究

例3用如圖12－5所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃

典例精析把方向圖12—5物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃典例精析把方向(1)實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為

N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為

%。請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：

。(2)為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

0.5066.7由于使用杠桿時需要克服杠桿自重(克服摩擦力)等做功次數(shù)鉤碼懸掛點鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N測力計移動距離s/m機械效率η/%1A1.50.100.70.3071.42B2.00.151.20.3083.3物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃典例精析把方向根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：

；請簡要說明兩條理由：①

；②

。用公式η＝———計算機械效率；對于杠桿而言，額外功主要是克服杠桿自身的重力所做的功。提高效率可以選減小杠桿自重，增大物重等，但是要在支點和懸掛點不變的情況下使用。

不能兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置僅根據(jù)一次對比實驗所得結論是不可靠的

W總W有用物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃實戰(zhàn)演習成高手1．小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖12－6所示)，分別將同一物體勻速提高到相同高度，滑輪組的機械效率分別為η1、η2。下列關系正確的是(忽略繩重及摩擦)(

)

A．F1>F2，η1＝η2B．F1>F2，η1>η2C．F1<F2，η1＝η2D．F1<F2，η1>η2┃實戰(zhàn)演習成高手┃A圖12—6物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃實戰(zhàn)演習成高手2．如圖12－7所示是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時相當于一個

(填“省力”或“費力”)杠桿，若箱和物品共重100N，設此時動力臂是阻力臂的5倍，則抬起拉桿的力F為

N。圖12—7省力20物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃實戰(zhàn)演習成高手3．如圖12－8所示，日常生活或生產(chǎn)實踐中使用的機械，能抽象為斜面的是(

)圖12—8C物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃實戰(zhàn)演習成高手4．如圖12－9所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物A沿豎直方向勻速上升。已知重物A上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體的重力大小和滑輪上升的速度分別為(

)

A．20N

0.4m/sB．20N

0.1m/sC．5N

0.4m/sD．5N

0.1m/s

圖12—9D第十二章過關測試第2題針對訓練1．關于機械效率、功率，下列說法正確的是(

)A．機械效率大的機器功率大B．所做有用功越多，機械效率越高C．做功越快的機器機械效率高D．有用功永遠小于總功，所以機械效率一定小于1物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練┃試卷講評針對練┃D物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練第十二章過關測試第5題針對訓練2．已知甲機器的機械效率是65%，乙機器的機械效率是80%，那么下列說法中正確的是(

)A．甲機器一定比乙機器省力B．甲機器一定比乙機器省距離C．甲機器做的有用功一定比乙機器多D．以上說法都不對D第十二章過關測試第8題針對訓練3．如圖12－10所示，AOB為一杠桿，O為支點，杠桿重不計，AO＝OB。在杠桿右端A處用細繩懸掛重為G的物體，當AO段處于水平位置時，為保持杠桿平衡，需在B端施加最小的力為F1；當BO段在水平位置時保持杠桿平衡，這時在B端施加最小的力為F2，則(

)A．F1＜F2

B．F1＞F2C．F1＝F2D．無法比較物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練B圖12—10物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練第九章過關測試第15題針對訓練5．如圖12－12所示，課桌的重心在O點，若在課桌的C點用力F把桌腿B抬離地面，在抬起時另一桌腿A沒有滑動，請在圖中畫出F相對于A點的力臂l1、重力G的示意圖，并標出重力的力臂l2。

[答案]如圖12—13所示圖12—12圖12—13物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練第九章過關測試第18題針對訓練6．用如圖12－14所示的裝置探究斜面的機械效率與斜面的粗糙程度的關系。(1)為了探究機械效率和斜面粗糙程度的關系，應該保持

。(2)將木塊從斜面底端勻速拉到斜面頂端，物體沿斜面移動的距離是

(選填“s1”或“s2”)。物重和斜面的傾斜程度相同

圖12—14S2物理·新課標（RJ）第九章簡單機械

┃試卷講評針對練

(3)實驗中正確記錄的一組數(shù)據(jù)如下表，由表中數(shù)據(jù)得出斜面的機械效率是

。(4)斜面在我們生活中的應用有

(寫出一種即可)。75%盤山公路木塊重力G/N木塊上升高度h/m沿斜面拉力F/N木塊沿斜面移動的距離s/m30.10.50.8┃回眸教材析知識┃物理·新課標（RJ）1．功的必要因素某同學踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。力學里規(guī)定：功等于

。功包括兩個必要因素：一是作用在

；二是物體在

的方向上通過的距離。不做功的三種情況：

，例如提重物卻沒有提起；

，如踢出去的足球在地面上滾動過程；

例如物體在水平冰面上滑行，水平方向沒有力做功，此時雖然有重力作用在物體上，但重力沒有做功。力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積物體上的力力1.有力無距離2.有距離無力3.力和距離垂直，物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃回眸教材析知識2．功的原理事實告訴我們，使用扳手擰螺絲要省力必須費

，釣魚時要省距離必須

，既

的機械是沒有的。使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功，即：

。使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以

、或者可以

、也可以改變

，給人類工作帶來很多方便。我們做題遇到的多是理想機械(忽略摩擦和機械本身的重力)：使用機械時，人們所做的功(Fs)

直接用手對重物所做的功(Gh)。

省力距離使用任何機械都不省功

費力省力又省距離省距離力的方向等于物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃回眸教材析知識3．功率功率是指機械在

里完成的功，表示做功

的物理量。例如，某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J，公式：P＝—，對于功率一定的機械，由公式P＝—＝Fv可知，當速度越小時，產(chǎn)生的拉力越大，例如，汽車載重上坡時，要掛低擋來獲得較大的拉力。單位時間t快慢WWt物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃典例精析把方向

典例1：做功的兩個必要因素

例1下列實例中，力對物體沒有做功的是(

)A．起重機吊起重物B．馬拉車，車未動C．跳水運動員從跳臺跳下D．舉重運動員，將杠鈴舉起┃典例精析把方向┃B物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃典例精析把方向典例2:功率的測量

例2如圖11－1所示，粗略測量小明同學引體向上運動的功率時，下列物理量不需要測量的是(

)A．小明的質量B．單杠的高度C．每次身體上升的高度D．做引體向上的時間B圖11—1物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃實戰(zhàn)演習成高手1．兩名舉重運動員，甲比乙高，如果他們舉起相同質量的杠鈴所用的時間相等，如圖11－2所示，則(

)A．甲運動員做功較多，功率較小B．甲運動員做功較多，功率較大C．甲運動員做功較多，他們的功率相等D．甲、乙運動員做功相等，功率相等┃實戰(zhàn)演習成高手┃B圖11—2物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃實戰(zhàn)演習成高手2．如圖11－3所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝1.5AE，若把物體從斜面底部沿AB、AC、AD三個斜面勻速拉到頂端A時，(不計摩擦)則(

)A．沿著AB用的拉力最小，做功最多B．沿著AC用的拉力最小，做功最多C．沿著AD用的拉力最小，做功也最小D．沿著三個斜面用的拉力不相等，做功一樣多圖11—3D物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃實戰(zhàn)演習成高手3．學校新近買了30套總質量為300kg的物理實驗器材，每套一箱?，F(xiàn)在，某實驗員需要把這批實驗器材搬運到14m高的物理實驗室。(1)該實驗員需要做多少功？(不考慮他克服自身重力所做的功，取g＝10N/kg)(2)假設他身體可以提供的功率P如圖11－4那樣取決于所搬運物體的質量m。若要盡可能快地把這批器材搬上去，那么他每次搬運的箱子數(shù)應為

個。圖11—43物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃實戰(zhàn)演習成高手(3)不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時間，求他搬運這批實驗器材的最短時間。[答案](1)W＝mgh＝300kg×10N/kg×14m＝4.2×104J(3)要求搬運時間最短，身體所提供的功率應最大，即P＝70W。根據(jù)P＝—得t＝—＝—————＝600s＝10min。WtWP4.2×104J70W第十一章過關測試（一）第1題針對訓練1．關于做功和功率，下列說法錯誤的有(

)A．地面支持力對靜止在地面上的物體不做功B．舉重運動員舉起杠鈴的過程中對杠鈴做了功C．在國際單位制中，功率的單位是瓦D．在國際單位制中，功率的單位是牛頓物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練┃試卷講評針對練┃D物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練第九章過關測試（一）第3題針對訓練2．如圖11－5所示的過程中，人對物體做功的是(

)

A圖11—5第九章過關測試（一）第9題針對訓練3．用60N的水平拉力，拉著重500N的物體在水平路面上勻速前進了10m，則(

)A．重力做的功是5000JB．重力沒有做功C．拉力對物體做的功是5000JD．拉力對物體做的功是5600J物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練B第九章過關測試（一）第10題針對訓練4．如圖11－6所示，把同一物體分別沿AB、AC、AD三個斜面勻速推到同一高度的A點，不計摩擦力，則(

)A．沿AB斜面最省力，做功最少B．沿AD斜面最省力，但做功最多C．沿三個斜面的推力一樣大，做功也一樣多D．沿三個斜面推力做的功一樣多，沿AD斜面最省力物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練圖11—6D物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練階段綜合測試三（月考）第8題針對訓練10．如圖11－9所示，有一質量為10kg的小球在桌面上滾動了10cm后在空中沿弧線飛行了1.5m，最后落到地面上，桌面到地面的距離是1m，在小球運動的整個過程中，重力做了

J的功。

98圖11—9物理·新課標（RJ）第九章功和機械能

┃試卷講評針對練階段綜合測試三（月考）第9題針對訓練11．體育課上兩位同學進行爬桿比賽，假如他們先后從同一根桿的底端勻速爬到頂端。如果要粗略比較一下兩人做功的大小，需要知道的物理量是(

)A．爬桿的速度B．爬桿的時間C．兩人的體重D．桿的具體高度C物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末一）第8題針對訓練7．在人體中有許許多多杠桿，甚至踮一下腳尖都是人體杠桿在起作用。如圖12－15所示，人以

(填字母)為支點，通過小腿腓腸肌用力，踮起腳尖。按杠桿的分類，這是一個

(選填“省力”或“費力”)杠桿。小明體重為600N，當小明踮起腳尖時，假設體重落在“杠桿”中心，則兩腿肌肉共用力至少

N。O圖12—15300省力物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末一）第9題針對訓練8．如圖12－16所示，四塊相同的木塊放置在水平地面上，如按圖中陰影部分切掉并取走，則剩余部分對水平地面的壓強最大的是(

)圖12—16B物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末一）第13題針對訓練9.如圖12－17所示是“神舟八號”和“天宮一號”成功對接的情景，對接后若以“天宮一號”為參照物，則“神舟八號”是

的?！吧裰郯颂枴蓖瓿筛黜棇嶒炄蝿蘸蠓祷卮髿鈱?，飛船外殼與空氣摩擦溫度不斷升高，這是通過

(選填“做功”或“熱傳遞”)方式改變飛船的內(nèi)能。

靜止做功

圖12—17物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末一）第14題針對訓練10．如圖12－18所示，在甲乙兩個容器中盛有體積相同的水，哪個容器底受到的壓強大？(

)A．甲大B．乙大C．一樣大D．無法判斷B圖12—18物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末一）第21題針對訓練11．汶川大地震后形成的次生災害——堰塞湖威脅著災區(qū)人民的生命安全。如圖12－19所示是米26直升飛機克服“蜀道之難，難于上青天”的壯舉——吊運一臺大型挖掘機到唐家山堰塞湖壩頂搶險作業(yè)，挖掘機部分參數(shù)如表所示。直升飛機沿豎直方向將挖掘機勻速吊起30m，g取10N/kg。整機質量15000kg每條履帶接地面積2.5m2圖12—19物理·新課標（RJ）求：(1)挖掘機受到豎直向上的拉力。

(2)這個過程中拉力所做的功。

[解析](1)挖掘機受豎直向下的重力G＝mg＝15000kg×10N/kg＝1.5×105N，受豎直向上的拉力F作用而做勻速直線運動，挖掘機處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F＝G＝1.5×105N。(2)在這個過程中，拉力所做的功W＝Fs＝1.5×105N×30m＝4.5×106J。物理·新課標（RJ）(3)挖掘機對地面的壓力FN＝G＝1.5×105N，挖掘機對地面的壓強p＝——＝——————＝3×104Pa。FNS1.5×105N2×2.5m2(3)該挖掘機被放在水平工地上時，地面受到的壓強。物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末二）第4題針對訓練12．某同學用彈簧測力計測一物體的物重時，錯將物體掛在拉環(huán)上，而手提掛鉤，當物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為1.4N，則物體的物重(

)A．一定等于1.4NB．一定小于1.4NC．一定大于1.4ND．以上判斷都不正確B物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末二）第5題針對訓練13．小明用150N的水平力，推著重500N的小車在水平地面上勻速運動，則(

)A．小車對地面的壓力是150NB．推力大于小車所受的阻力C．小車受到的阻力是150ND．地面對小車的支持力是150NC物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末二）第8題針對訓練14．在“探究二力平衡條件”的活動中，主要是通過探究力對物體的作用效果來實現(xiàn)探究目的。如圖12－20所示是一種探究方案。圖12—20物理·新課標（RJ）

(1)小陽用如圖所示的探究方案。他將系于小車兩端的細線分別跨過左右滑輪后，就在兩線末端等質量的盤內(nèi)放上砝碼。這是用于探究兩個力的

和

對物體平衡的影響。(2)探究活動中還要求要把小車轉過一個角度，然后再松手。這樣做的目的是用于探究不在

上的兩個力對物體平衡的影響。大小方向同一直線物理·新課標（RJ）階段綜合測試四（期末二）第10題針對訓練15．如圖12－21所示，一根粗細均勻的木棒，在其一端用豎直向上的力F緩慢將木棒抬起，則F的大小(

)A．始終不變B