第十二章簡單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及同步練習(xí)

1、沿途教育第十二章 簡單機(jī)械一、杠桿 1、定義： 在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。 說明： 杠桿可直可曲，形狀任意。 有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。 2、五要素組成杠桿示意圖。 支點(diǎn)： 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O表示。 動(dòng)力： 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F1表示。 阻力： 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F2表示。 動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母L1表示。 阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母L2表示。 畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。 3、研究杠桿的平衡條件： 杠桿平衡指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。 實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠

2、桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂 名稱結(jié) 構(gòu)特 征優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)力天平，定滑輪 4、分類：二、滑輪1定滑輪：定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。 實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。 特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。 對理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=G。 繩子自由端移動(dòng)距離SF（或速度vF）=

3、重物移動(dòng)的距離SG（或速度vG） 2動(dòng)滑輪： 定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)） 實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。 特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。 理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F=G只忽略輪軸間的摩擦則，拉力F=（G物+G動(dòng)）繩子自由端移動(dòng)距離SF（或vF）=2倍的重物移動(dòng)的距離SG（或vG） 3滑輪組 定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。 特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向。 理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F=G。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=（G物+G動(dòng)）。繩子自由端移動(dòng)距離SF（或v

4、F）=n倍的重物移動(dòng)的距離SG（或vG）。 組裝滑輪組方法：根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。4、判斷繩子段數(shù)依據(jù)：看是否直接與動(dòng)滑輪相連連繩子方法：當(dāng)段數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的一端從動(dòng)滑輪開始連；當(dāng)段數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的一端從定滑輪開始連。奇動(dòng)偶定 從里向外 三、機(jī)械效率： 、有用功：定義： 對人們有用的功。 公式： W有用Gh（提升重物）=W總W額=W總 斜面： W有用= Gh 2、額外功：定義： 并非我們需要但又不得不做的功 公式： W額= W總W有用=G動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組） 斜面： W額=f L 3、總功： 定義： 有用功加額外功或動(dòng)力所做的功 公式： W

5、總=W有用W額=FS= W有用 斜面： W總= fL+Gh=FL 4、機(jī)械效率： 定義：有用功跟總功的比值。 公式： W有用W總 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 斜 面： 定滑輪： 動(dòng)滑輪： 滑輪組 有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1 。通常用 百分?jǐn)?shù) 表示。某滑輪 機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60% 。提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。5、機(jī)械效率的測量：W有用W總 =GhFS= 原 理：應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還

6、需 刻度尺、彈簧測力計(jì)。步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測力計(jì)示數(shù)大小不變。結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：A動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對就多B提升重物越重，做的有用功相對就多。C 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率練習(xí)一一、選擇題1、 如圖是研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置，要想使杠桿平衡，A處鉤碼應(yīng)掛 第10題 第11題 第12題 第13題 第14題A.1個(gè)      B.2個(gè)     C.3個(gè)   &#

7、160; D.6個(gè)2、下列工具中屬于省力杠桿的是（    ）A.筷子    B.瓶起子    C.鑷子    D.天平3、如圖所示杠桿, O是支點(diǎn), 中間掛一重物G, 如果在杠桿的另一端M處加一個(gè)力F使杠桿平衡, 且要求所加的力要最小, 則這個(gè)力    (   )A. 應(yīng)沿MQ方向      B應(yīng)沿MP方向    C應(yīng)沿MN方向 

8、;     D可沿任意方向  4、如圖所示，要讓背著重物的人省點(diǎn)力，你采用的方法是      (    )A人的腰應(yīng)當(dāng)直起來         B人的步子邁得小些        C人兩只手往前移一移      D將捧往前拉一拉，使物體更靠近人一些5、如圖所示，是

9、一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是（）AABC是一個(gè)省力杠桿BD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指甲刀只有兩個(gè)杠桿，一個(gè)省力杠桿，一個(gè)費(fèi)力杠桿6、如圖為家庭手搖升降晾衣架結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)順時(shí)針搖動(dòng)手柄時(shí)，橫梁上升，屬于動(dòng)滑輪的是（）A甲            B乙            C丙    

10、60;       D丁7、用不同機(jī)械將同樣重物勻速提升，若不計(jì)摩擦和滑輪重，拉力F最小的是（）第6題8、一定不省力的簡單機(jī)械是（   ）A. 斜面   B. 輪軸    C. 動(dòng)滑輪    D. 定滑輪 9、關(guān)于定滑輪、動(dòng)滑輪，以下說法不正確的是（   ）A.使用定滑輪雖然不省力，但可以改變力的方向B.定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，而動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是不等臂杠桿C.又省力又少移動(dòng)距離的動(dòng)滑輪是無法實(shí)現(xiàn)的 D.使用一個(gè)定滑輪和一個(gè)

11、動(dòng)滑輪組成的滑輪組，只能省一半力 10、如圖所示，物體重G180 N，若將物體勻速提高h(yuǎn)2 m，需要用F80 N的拉力，則拉力F做的功和滑輪組的機(jī)械效率分別是  (    )第1題 第3題 第4題 第5題  A360 J  75%    B480 J  75%    C480J  88. 9%    D480 J  133%11、用如圖所示的滑輪組將重10 N的物體勻速提升01 m，拉力F為6 N下列說法中

12、正確的是                                        (    )    A所做的有用功為06 J 

13、60;        B所做的額外功為08 J    C所做的總功為12 J            D比滑輪組的機(jī)械效率為6012、用圖中裝置勻速提升重為100N的物體，手的拉力是60N，滑輪的機(jī)械效率為A16.7% B20% C83.3% D100%13、如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計(jì)，在物體勻速上升的過程中   

14、60;                                               （   ）A甲圖省力

15、，機(jī)械效率甲圖大 B甲圖省力，機(jī)械效率一樣大C乙圖省力，機(jī)械效率乙圖大 D乙圖省力，機(jī)械效率一樣大14、如右圖所示，工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m，在此過程中滑輪組的機(jī)械效率和所做的額外功分別為（    ）A80    800J  B80    1000J    C62.5  200J    D80   200J15、用n=3的滑輪組提起物體時(shí)，測得滑輪組的機(jī)械效率為80，作用在繩自由端的

16、拉力為200N，則被提起物體的重為A480N                   B750N C533N                   D以上結(jié)果都不對二、填空題16、如圖所示，秤砣的質(zhì)量為100 g，秤桿的質(zhì)量忽略不計(jì)，秤桿水平靜止時(shí)，OA5 cm，O

17、B25 cm則被測物的質(zhì)量為_kg若秤砣有缺損時(shí)，則桿秤所示的質(zhì)量值_（填“大于”、“等于”或“小于”）被測物的真實(shí)質(zhì)量值17、下列工具中天平、扳手、鑷子、羊角錘、裁衣剪刀、瓶蓋起子、筷子、釣魚桿等都是簡單機(jī)械，其中屬于省力杠桿的是                    ，屬于費(fèi)力杠桿的是          

18、  ， 屬于等臂杠桿的是                （填序號(hào)）18、如圖8所示，在用杠桿撬石頭的過程中，該杠桿屬于_杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“既不省力也不費(fèi)力”）。在用力方向不變的情況下該人想用更小的力撬起石頭，那么他的手應(yīng)該向_支點(diǎn)O(選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)方向移動(dòng)19、俗話說“小小秤砣壓千斤”，這可以根據(jù)_來解釋只要秤砣對秤桿作用的力臂比所掛物對秤桿作用的力臂_(選填“大得多”或“小得多”)，那么“小小秤砣壓千斤”是完全

19、可以實(shí)現(xiàn)的。 20、滑輪在生活中有著廣泛的應(yīng)用，在需要改變力的方向時(shí)，要使用   （選填“定滑輪”或“動(dòng)滑輪”）；在需要省力時(shí)，要使用    （選填“定滑輪”或“動(dòng)滑輪”）。21、學(xué)校升旗儀式上，當(dāng)升旗手緩緩向下拉繩子時(shí)，國旗就會(huì)徐徐上升，這是由于旗桿頂部有一個(gè)_滑輪，它的優(yōu)點(diǎn)是_22、圖中，    圖的握法更有利于擰緊或松開螺帽。23、 一臺(tái)起重機(jī)將重3000N 的貨物提高3m。如果額外功是3000J，起重機(jī)做的有用功是_J，機(jī)械效率是_。24、某工人用如右圖所示的裝置把重240N的物體提高1m，所用的拉力為15

20、0N，則該滑輪組的機(jī)械效率是        ；若不計(jì)摩擦，則動(dòng)滑輪的重為       N.第18題 第22題 第24題 第25題25、工人師傅利用如圖所示的滑輪組將重為800N的貨物勻速提升0.8m，所用拉力F為280N，則工人做的有用功是 _J，此滑輪組的機(jī)械效率是_。  三、作圖題26、如圖所示為釣魚竿釣魚時(shí)的示意圖，O為支點(diǎn)，F(xiàn)1表示手對釣魚竿的作用力，請?jiān)趫D中畫出魚線對釣魚竿拉力F2的力臂L2 。   

21、60;      27、如圖所示，畫出動(dòng)力F的力臂。28、 用如圖所示的滑輪組提升重物，請用筆畫線組裝成最省力的滑輪組四、實(shí)驗(yàn),探究題29、如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時(shí)，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向(左/右)調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)在水平位置平衡。（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：（

22、用字母表示）。他這樣得出的結(jié)論（合理/不合理）；為什么？         。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是。五、計(jì)算題30、如圖所示，質(zhì)量為60千克的小張同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)。此時(shí)可將他視為一個(gè)杠桿，他的重心在A點(diǎn)。則：（1）小張同學(xué)所受的重力大小為多少？（2）若他將身體撐起，地面對手的作用力

23、至少多大？                    31、建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為200 的建材從地面勻速送到6 高處，所用拉力為125，時(shí)間為10求：(1) 工人做的有用功；(2) 工人做的總功；(3) 此過程中該裝置的機(jī)械效率；(4) 工人做功的功率32、如圖13用滑輪組提起重630 N的物體，繩子自由端拉力F為300 N，重物以0.2 m/s的速度勻速上升3m，不計(jì)摩擦和繩重，求：（1）滑輪組對物體

24、做的有用功（2）滑輪組的機(jī)械效率. （3）拉力做功的功率. 練習(xí)二：1騎自行車上坡走“S”形路線，這樣做的好處是（ ）A省距離B省力C費(fèi)力，但省時(shí)間D以上說法都不對2用剪刀剪東西時(shí)，如果用剪刀的尖部去剪就不易剪斷，而改用剪刀中部去剪就容易些，這是因?yàn)椋?）A增大了動(dòng)力 B減小了阻力C減小了阻力臂 D增大了動(dòng)力臂3、測某機(jī)器的機(jī)械效率時(shí)，有如下4個(gè)記錄結(jié)果，其中肯定錯(cuò)誤的是（ ）。A. 99B. 120C. 60D. 804、關(guān)于機(jī)械效率的下列說法中，正確的是（ ） A.利用機(jī)械越省力，機(jī)械效率越高B.機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高C.有用功相同，總功越大的機(jī)械效率越高D.額外功相同，有用功越大的機(jī)

25、械效率越高5分別用杠桿、動(dòng)滑輪和滑輪組將同一物體提升到相同的高度，做的有用功（ ）A杠桿最多 B動(dòng)滑輪最多C滑輪組最多 D一樣多6、如圖12-19所示為自行車的腳踏板和大齒輪在運(yùn)動(dòng)中的三個(gè)不同位置。如要使大齒輪對鏈條的拉力保持不變，那么人腳加在腳踏板上的力最大時(shí)在（ ） （A）A位置 （B）B位置（C）C位置 （D）三個(gè)位置一樣7某人用力抬起放在水平地面上的一勻質(zhì)杠桿的A端，F(xiàn)始終與直桿垂直，如圖所示，則在抬起直桿的過程中（ ） AF逐漸變大 BF逐漸變小 CF保持不變 D無法確定8如圖所示，杠桿AOB用細(xì)線懸掛起來，當(dāng)A端掛重GA的物體，B端掛重GB的物體時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)，此時(shí)OA恰好處

26、于水平位置，AO=BO，杠桿重不計(jì)，則 （ ） AGA=GB BGAGB CGAGB D無法判定9有一根一端粗一端細(xì)的木棒，用繩子拴住木棒的O點(diǎn)，將它懸掛起來，恰好處于水平位置平衡，如圖所示，若把木棒從繩子懸掛處鋸開，則被鋸開的木棒（ ） A粗細(xì)兩端一樣重 B粗端較重 C細(xì)端較重 D無法判定10在如圖所示的各種情況中，用同樣大小的力將重物勻速提升，若不計(jì)摩擦和滑輪重，物重最大的是（ ）二、填空題：（每題4分，共20分）18杠桿的平衡條件是_，如果杠桿的動(dòng)力臂是阻力臂的5倍，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力是阻力的_ 倍23重200 N的物體，使用定滑輪將它提起時(shí)，不計(jì)摩擦和滑輪重，所用拉力是_N，如果使用動(dòng)

27、滑輪將它提起，所用拉力是_ N13如右圖所示，物體重G=500N，當(dāng)物體G勻速上升時(shí)，則掛鉤B承受拉力為_N，掛鉤A承受_N的拉力，拉力F為_N，若繩子自由端向上拉動(dòng)2m，則物體向上移動(dòng)_m。（不計(jì)摩擦、不計(jì)滑輪重）14如圖所示，物體G重60 N，掛在勻質(zhì)杠桿的一端，要使杠桿平衡可以在A點(diǎn)加一個(gè)方向?yàn)開 的_ N的力；也可以在B點(diǎn)加一個(gè)方向?yàn)開 的_ N的力。15如圖所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物體A，沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧秤B的示數(shù)為10 N，則拉力F的大小為 N，物體A與水平桌面的摩擦力大小為 N。三、實(shí)驗(yàn)探究題（每題10分，共 30 分）16.作圖題（1）畫出下列圖中

28、的動(dòng)力臂L1和阻力臂L2。 （2）按下圖中所給的省力條件，畫出各滑輪組繩子穿繞方法。圖中G表示物重，G表示動(dòng)滑輪重，F(xiàn)表示人對繩子的拉力。17. 學(xué)習(xí)了簡單機(jī)械后，小明了解到斜面也是一種機(jī)械，于是他想探究這種機(jī)械的特點(diǎn)(1)小明用彈簧測力計(jì)測木塊的重力，如圖a所示，測量時(shí)應(yīng)讓木塊保持_狀態(tài)，并依據(jù)_條件得出木塊重力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)。(2)他將木塊放在如圖b所示的斜面上，并用彈簧測力計(jì)沿斜面_向上拉木塊，收集到下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：比較表中木塊重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面時(shí)_(選選填“能”或“不能”)省力；斜面長度相同時(shí)，斜面高度越小越_(選填“省力”或“費(fèi)力”)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過

29、移動(dòng)木塊A來改變斜面的傾斜程度，要減小斜面的傾斜程度，木塊A要向_(選填“左”或“右”)移；請舉出應(yīng)用斜面的一種實(shí)例：_（寫出一種即可）斜面傾斜程度木塊重力G/N斜面高度h/m斜面長S/m沿斜面拉力F/ N較緩50.212較陡50.312.6最陡50.413.218.我們都做過“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時(shí)，若杠桿左端下傾，則應(yīng)將右端的平衡螺母向_(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)前使杠桿水平平衡的目的是_。 (2)實(shí)驗(yàn)中，用圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距)，但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式。這主要是因?yàn)樵摲N方式 ( )A

30、一個(gè)人無法獨(dú)立操作 B需要使用太多的鉤碼 C力臂與杠桿不重合 D力和力臂數(shù)目過多 (3)圖中，不改變支點(diǎn)O右側(cè)所掛的兩個(gè)鉤碼及其位置，保持左側(cè)第_格的鉤碼不動(dòng)，將左側(cè)另外兩個(gè)鉤碼改掛到它的下方，杠桿仍可以水平平衡。四、綜合應(yīng)用題（每小題10分，共20分）19利用圖912的滑輪組來拉動(dòng)汽車，已知汽車與地面間的摩擦力是408×103N，將汽車移動(dòng)1m，拉力做的總功是4800J，試求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率圖91220、如圖所示，工人師傅用一個(gè)滑輪組在40s內(nèi)將重600N的木箱從地面勻速吊上4m高的陽臺(tái)，所用的拉力為220N，不計(jì)繩重和摩擦求：(1)木箱勻速上升的速度；（3分）(2)工人師傅做

31、的有用功；（3分）(3)動(dòng)滑輪的重力（4分）參考答案一一、選擇題1、C 2、B   3、A 4、D 5、B 6、D 7、C 8、D 9、D 10、B 11、B 12、C 13、B 14、D 15A二、填空題16、0.5  大于  左 17、   2，4，6          3，5，7             

32、0; 1           18、省力、靠近 19、杠桿平衡條件（或“杠桿原理”）     大得多 20、定滑輪   動(dòng)滑輪21、定，可以改變用力的方向 22、b 23、   9000   75% 24、80%；60    25、640  76.2三、作圖題26、27、 28、 29、 見答圖3四、實(shí)驗(yàn),探究題30、（1）左   （2）

33、F1×L1=F2×L2     不合理  實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論不具有普遍性   （3）杠桿本身受到重力31、 (1)能省力  (2)可以改變力的方向    (3)費(fèi)距離(移動(dòng)更多距離)    (4)由定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組    (5)例如：計(jì)算動(dòng)滑輪和定滑輪提起重物所做的功，發(fā)現(xiàn)使用動(dòng)滑輪和定滑輪都不能省功；計(jì)算動(dòng)滑輪(定滑輪)的機(jī)械效率，發(fā)現(xiàn)使用動(dòng)滑輪(定滑輪)的機(jī)械效率小于l。(能說出其中

34、一個(gè)給2分。只說明結(jié)論，不說出分析計(jì)算什么數(shù)據(jù)的只給1分)    評分：(1)、(2)、(3)、(4)每空1分，(5)小問2分。本題滿分6分 五、計(jì)算題32、F1 l1= F2 l2                         1分30牛×2米=300牛×l2               1分l2=0.2米                     &#