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文檔簡介
1、 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 杠桿杠桿1.杠桿杠桿固定點(diǎn)固定點(diǎn)O硬棒不一定是直棒,但是在受力時不能發(fā)生形變硬棒不一定是直棒,但是在受力時不能發(fā)生形變3 阻力阻力F2作用線作用線動力動力F1作用線作用線4 (20132013營口)營口)輕質(zhì)桿輕質(zhì)桿OAOA的的A A端掛一重物,在繩子拉力端掛一重物,在繩子拉力作用下保持靜止,請畫出圖中繩對作用下保持靜止,請畫出圖中繩對A A點(diǎn)的拉力點(diǎn)的拉力F F1 1及對應(yīng)及對應(yīng)的力臂的力臂L L1 1解:先畫出繩子對解:先畫出繩子對A A點(diǎn)的拉力點(diǎn)的拉力F1F1,方向是,方向是沿繩子方向斜向上的,作用點(diǎn)在沿繩子方向斜向上的,作用點(diǎn)在A A點(diǎn)。點(diǎn)。然后過支點(diǎn)做力然后過支點(diǎn)做力
2、F F1 1作用線的垂線,標(biāo)上作用線的垂線,標(biāo)上垂足,用雙箭頭表示出這段距離,記為垂足,用雙箭頭表示出這段距離,記為L L1 1故答圖如右:故答圖如右:(20122012綏化)綏化)如圖所示,請畫出如圖所示,請畫出F F的力臂的力臂L L解:延長解:延長F F的作用線,從支點(diǎn)的作用線,從支點(diǎn)O O向力向力F F的作用線作垂線,支點(diǎn)的作用線作垂線,支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂如圖到垂足的距離就是力臂如圖所示:所示:7 2.2.杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件(1 1當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下 時時,我們就說杠桿平衡了,我們就說杠桿平衡了靜止或勻速轉(zhuǎn)動靜止或勻速轉(zhuǎn)動F1L1= =F2
3、L2(2 2)杠桿的平衡條件:動力)杠桿的平衡條件:動力動力臂阻力動力臂阻力阻阻力臂用力臂用F F1 1、F F2 2、L L1 1、L L2 2分別表示動力、阻力、動力臂分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂,杠桿的平衡條件可以寫作:和阻力臂,杠桿的平衡條件可以寫作:3.3.生活中的杠桿生活中的杠桿8 (20132013株洲)株洲)室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味,使用時用腳踩踏板,桶蓋開啟,根據(jù)室內(nèi)垃圾異味,使用時用腳踩踏板,桶蓋開啟,根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖,可確定桶中有兩個杠桿在起作用,桶的結(jié)構(gòu)示意圖,可確定桶中有兩個杠桿在起作用,兩杠桿支點(diǎn)為兩杠
4、桿支點(diǎn)為O O1 1、O O2 2則對應(yīng)的杠桿分別為()則對應(yīng)的杠桿分別為()A A省力杠桿省力杠桿 省力杠桿省力杠桿 B B省力杠桿省力杠桿 費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿C C費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿 費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿 D D費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿 省力杠桿省力杠桿分析:結(jié)合圖片,先判斷杠桿分析:結(jié)合圖片,先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿于哪種類型的杠桿B(20132013揚(yáng)州)揚(yáng)州)下列機(jī)械或工具的使用,屬于費(fèi)力杠桿下列機(jī)械或工具的使用,屬于費(fèi)力杠桿的是()的是()分析:結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動分
5、析:結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn),先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿力臂和阻力臂的大小關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿解:解:A A、羊角錘在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;、羊角錘在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;B B、筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;、筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;C C、起瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;、起瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;D D、獨(dú)輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;、獨(dú)輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;B
6、(20132013泉州)泉州)如圖所示的簡單機(jī)械,在使用中屬于如圖所示的簡單機(jī)械,在使用中屬于費(fèi)力杠桿的是()費(fèi)力杠桿的是()分析:本題的解題關(guān)鍵是通過觀察實(shí)物,體會支點(diǎn)分析:本題的解題關(guān)鍵是通過觀察實(shí)物,體會支點(diǎn)的位置,從而進(jìn)一步判斷出動力臂與阻力臂的長度的位置,從而進(jìn)一步判斷出動力臂與阻力臂的長度關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿關(guān)系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿解:解:A A、起子在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿、起子在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿B B、鑷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;、鑷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿;C C、鋼絲鉗
7、在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;、鋼絲鉗在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;D D、托盤天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿、托盤天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿B12 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 滑輪滑輪1.1.滑輪也是一種簡單機(jī)械,在日常生活中的應(yīng)用也很滑輪也是一種簡單機(jī)械,在日常生活中的應(yīng)用也很廣泛廣泛2.2.定滑輪和動滑輪定滑輪和動滑輪13 省力省力等臂等臂改變力的方向改變力的方向省力省力省力省力改變力的方向改變力的方向14 3.3.滑輪組滑輪組(2 2)滑輪組的省力情況和繞線情況有關(guān),繩子段數(shù))滑輪組的省力情況和繞線情況有關(guān),繩子段數(shù) n n 由動滑輪上
8、的繩子段(股)數(shù)決定即動滑輪上有由動滑輪上的繩子段(股)數(shù)決定即動滑輪上有 n n 段繩子承擔(dān),豎直方向勻速提升重物時,拉力就是段繩子承擔(dān),豎直方向勻速提升重物時,拉力就是物重的物重的 n n 分之一,拉力分之一,拉力 F F = = 1/1/n n G G物物(不考慮動滑(不考慮動滑輪重和摩擦)或輪重和摩擦)或F F = = 1/1/n n (G G物物 + + G G動動) (考慮動滑(考慮動滑輪重)輪重) ,沿水平方向勻速拉動物體時,沿水平方向勻速拉動物體時, F F = = 1/1/n n f f,繩子自由端移動的距離繩子自由端移動的距離 s s 為物體上升距離為物體上升距離 h h
9、的的 n n 倍,倍,S=nhS=nh(豎直方向),或(豎直方向),或S=n LS=n L( (水平方向水平方向) )滑輪滑輪組既可以省力,又可以改變力的方向組既可以省力,又可以改變力的方向(1 1)定滑輪和動滑輪組合成滑輪組)定滑輪和動滑輪組合成滑輪組(20132013內(nèi)江)內(nèi)江)如圖所示,用一根繩子繞過定滑輪,一如圖所示,用一根繩子繞過定滑輪,一端拴在鉤碼上,手執(zhí)另一端,分別用力端拴在鉤碼上,手執(zhí)另一端,分別用力F F1 1、F F2 2、F F3 3勻勻速拉起鉤碼忽略繩子與滑輪的摩擦,下列說法中正速拉起鉤碼忽略繩子與滑輪的摩擦,下列說法中正確的是()確的是()A AF F1 1較小較小
10、B BF F2 2較大較大C CF F1 1、F F2 2、F F3 3的大小不能確定的大小不能確定D D如果將鉤碼提升相同的高度,那么力如果將鉤碼提升相同的高度,那么力F F1 1、F F2 2 、F F3 3做的功相等做的功相等分析:定滑輪的工作特點(diǎn)是:使用定滑輪只能改分析:定滑輪的工作特點(diǎn)是:使用定滑輪只能改變力的方向,不能省力根據(jù)公式變力的方向,不能省力根據(jù)公式W=FSW=FS可判斷拉可判斷拉力做功的大小力做功的大小解:由圖可知,圖中滑輪是定滑輪,定滑輪不能省力,所以解:由圖可知,圖中滑輪是定滑輪,定滑輪不能省力,所以F F1 1、F F2 2、F F3 3都與物體重力相等,所以三種拉
11、法所用拉力一樣大,都與物體重力相等,所以三種拉法所用拉力一樣大,故故ABCABC錯誤;如果將鉤碼提升相同的高度,由錯誤;如果將鉤碼提升相同的高度,由W=FSW=FS可知,力可知,力F F1 1、F F2 2、F F3 3做的功相等,故做的功相等,故D D正確正確D(20132013淄博)淄博)如圖是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體如圖是使用簡單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式(不計(jì)機(jī)械重和摩擦),其中所需動力最小的四種方式(不計(jì)機(jī)械重和摩擦),其中所需動力最小的是()的是()不計(jì)機(jī)械重和摩擦,不計(jì)機(jī)械重和摩擦,A A、由圖知,、由圖知,F(xiàn) F1 14m=G4m=G2m2m,所以,所以F F1 1=G
12、/2=G/2;B B、滑輪組由三段繩子承擔(dān),所以、滑輪組由三段繩子承擔(dān),所以F F2 2=G/3=G/3;C C、由圖知,是定滑輪,不省力,所以、由圖知,是定滑輪,不省力,所以F F3 3=G=G;D D、根據(jù)杠桿的平衡條件:、根據(jù)杠桿的平衡條件:F4F4(L+3LL+3L)=G=GL L,所以,所以F F4 4=G/4=G/4D考點(diǎn)三考點(diǎn)三 機(jī)械效率機(jī)械效率1.1.有用功和額外功有用功和額外功(1 1)無論是否使用機(jī)械,必須要做的功,叫有用)無論是否使用機(jī)械,必須要做的功,叫有用功,功,( (克服重力或摩擦力做的功克服重力或摩擦力做的功) )用用 W W有有表示,表示, W W有有=Gh=G
13、h或或W W有有=fs=fs(2 2)使用機(jī)械時,并非我們需要又不得不做的功)使用機(jī)械時,并非我們需要又不得不做的功叫做額外功,用叫做額外功,用 W W額額表示表示(3 3)有用功與額外功之和叫做總功(動力做的功)有用功與額外功之和叫做總功(動力做的功),用,用 W W總總表示,表示, W W總總=FS=FS (4 4)總功、有用功和額外功之間的關(guān)系為:)總功、有用功和額外功之間的關(guān)系為:W W總總 = =W W有有+ + W W額額2.2.機(jī)械效率機(jī)械效率(1 1)物理學(xué)中,將物理學(xué)中,將 跟跟 的比的比值值叫做機(jī)械效率,用符號叫做機(jī)械效率,用符號表示表示18192021(2 2)計(jì)算公式:
14、)計(jì)算公式: 有用功有用功總功總功WW有總hh=()snhnWGGGWFFF豎直方向有總f lf lf=()snlnWWFFF水平方向有總h=lWGWF(沿斜面向上)有總 率就越低率就越低h=h+hWGGWGGGG有總物物物動物動+h=實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件命題點(diǎn):命題點(diǎn):1.1.杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)(左偏高左調(diào),右偏高右調(diào))杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)(左偏高左調(diào),右偏高右調(diào))2.2.調(diào)節(jié)杠桿水平平衡的目的(實(shí)驗(yàn)之前調(diào)節(jié):減小杠調(diào)節(jié)杠桿水平平衡的目的(實(shí)驗(yàn)之前調(diào)節(jié):減小杠桿自重對實(shí)驗(yàn)造成的影響;實(shí)驗(yàn)時調(diào)節(jié):便于在杠桿桿自重對實(shí)驗(yàn)造成的影響;實(shí)驗(yàn)時調(diào)節(jié):便于在杠桿上直接測出力臂
15、的大?。┥现苯訙y出力臂的大?。?.3.多次測量的目的(使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性)多次測量的目的(使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性)4.4.在杠桿平衡時,兩邊同時增減砝碼后杠桿是否平衡在杠桿平衡時,兩邊同時增減砝碼后杠桿是否平衡的判斷(只需看兩邊的力和力臂的乘積是否相等即的判斷(只需看兩邊的力和力臂的乘積是否相等即可,若不相等,則哪邊的乘積大,杠桿就向那邊傾斜可,若不相等,則哪邊的乘積大,杠桿就向那邊傾斜實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:動力實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:動力動力臂動力臂 = = 阻力阻力阻力臂(即阻力臂(即 F F1 1L L1 1 = = F F2 2L L2 2 )例例
16、1 1 某同學(xué)做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)(1 1)實(shí)驗(yàn)時,為了方便對力臂的測量,)實(shí)驗(yàn)時,為了方便對力臂的測量,該同學(xué)先調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在該同學(xué)先調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在位置平;通過多次實(shí)驗(yàn),位置平;通過多次實(shí)驗(yàn),該同學(xué)得到了杠桿的平衡條件該同學(xué)得到了杠桿的平衡條件()實(shí)驗(yàn)中,在杠桿上的()實(shí)驗(yàn)中,在杠桿上的 A A 點(diǎn)掛四個點(diǎn)掛四個重均為重均為 0.5 N0.5 N的鉤碼,用調(diào)好的彈簧的鉤碼,用調(diào)好的彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿上的測力計(jì)豎直向上拉杠桿上的 B B 點(diǎn),使杠桿水平平衡點(diǎn),使杠桿水平平衡,如圖,如圖 1 1 所示,測力計(jì)的示數(shù)是所示,測力計(jì)的示數(shù)是N
17、N;如果將測;如果將測力計(jì)沿圖中虛線方向拉,仍使杠桿在水平位置平衡,力計(jì)沿圖中虛線方向拉,仍使杠桿在水平位置平衡,則測力計(jì)的示數(shù)將則測力計(jì)的示數(shù)將(選填(選填“變大變大”“”“不變不變”或或“變小變小”)變大變大水平水平1【解析解析】(1 1)杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上)杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂,同時杠桿的重心通過支點(diǎn),消除杠,便于測量力臂,同時杠桿的重心通過支點(diǎn),消除杠桿自重對杠桿平衡的影響所以杠桿在水平位置平衡桿自重對杠桿平衡的影響所以杠桿在水平位置平衡,可以使實(shí)驗(yàn)簡單化;(,可以使實(shí)驗(yàn)簡單化;(2 2)設(shè)杠桿)設(shè)杠桿的每一個小格代表的每一個小格代表 1cm1c
18、m,因?yàn)椋驗(yàn)镕 F1 1L L1 1= = F F2 2L L2 2,即:,即:F F1 18 cm=8 cm= 2 N2 N 4 cm4 cm,所以,所以 F F1 1 = 1 N = 1 N彈簧測力彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿時,動力臂是計(jì)豎直向上拉杠桿時,動力臂是OBOB,當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時,當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時,動力臂是動力臂是ODOD,動力臂減小,阻力和,動力臂減小,阻力和阻力臂不變,動力會變大阻力臂不變,動力會變大練習(xí)題練習(xí)題 (佛山)(佛山)如圖所如圖所示,曉月利用鐵架臺、帶有刻度示,曉月利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、若干鉤碼等實(shí)驗(yàn)的杠桿、細(xì)線、若干鉤碼等實(shí)驗(yàn)裝置探究
19、杠桿平衡條件請回答裝置探究杠桿平衡條件請回答下列問題:下列問題:(2 2)接著曉月在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,移)接著曉月在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,保持杠桿在水平位置平衡,其目的動鉤碼的位置,保持杠桿在水平位置平衡,其目的是:是:; (1 1)在掛鉤碼前,曉月發(fā)現(xiàn)杠桿的左端低,右端高)在掛鉤碼前,曉月發(fā)現(xiàn)杠桿的左端低,右端高,她將杠桿兩端的螺母向,她將杠桿兩端的螺母向調(diào)節(jié),使杠桿在水平調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡位置平衡方便測量出兩個力臂方便測量出兩個力臂右右滿足平衡條件滿足平衡條件(3 3)改變鉤碼數(shù)量和位置,獲取三組測量數(shù)據(jù)(如)改變鉤碼數(shù)量和位置,獲取三組測量數(shù)據(jù)(如
20、下表),可以減少實(shí)驗(yàn)的下表),可以減少實(shí)驗(yàn)的,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),根據(jù)表中的數(shù)據(jù)你得出杠桿平衡條件是:你得出杠桿平衡條件是: ,并完成下表,并完成下表中的空格中的空格偶然性偶然性F1L1= =F2L2實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)記錄表:實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)記錄表:15.00實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 探究滑輪組的機(jī)械效率探究滑輪組的機(jī)械效率命題點(diǎn):命題點(diǎn):1.1.實(shí)驗(yàn)原理(實(shí)驗(yàn)原理( 2.2.控制變量法的應(yīng)用(控制變量法的應(yīng)用(a.a.探究滑輪組的機(jī)械效率與動探究滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的個數(shù)的關(guān)系時,保持動滑輪上所繞線的段數(shù)、滑輪的個數(shù)的關(guān)系時,保持動滑輪上所繞線的段數(shù)、物重相同,改變動滑輪的個數(shù);物重相同,改變動滑輪的個數(shù);b.b
21、.探究滑輪的機(jī)械效探究滑輪的機(jī)械效率與物重的關(guān)系時,保持機(jī)械的繞線方式、動滑輪重率與物重的關(guān)系時,保持機(jī)械的繞線方式、動滑輪重力相同,改變物體的重力)力相同,改變物體的重力)3.3.滑輪組的繞法滑輪組的繞法100%100%WGhWFsh=有用總4.4.拉動彈簧測力計(jì)(豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì))拉動彈簧測力計(jì)(豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì))5.5.彈簧測力計(jì)的使用和讀數(shù)彈簧測力計(jì)的使用和讀數(shù)6.6.繩子自由端移動的距離和物體上升高度的關(guān)系(看繩子自由端移動的距離和物體上升高度的關(guān)系(看有幾段繩子吊著動滑輪,有幾段,繩子自由端就費(fèi)幾有幾段繩子吊著動滑輪,有幾段,繩子自由端就費(fèi)幾倍的距離)倍的距離)
22、7.7.有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算8.8.滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度、繩子的段數(shù)滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度、繩子的段數(shù)等因素?zé)o關(guān)等因素?zé)o關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在其他條件相同時同一滑輪組所提物體越在其他條件相同時同一滑輪組所提物體越重,機(jī)械效率越高;摩擦力越小,機(jī)械效率越高;動重,機(jī)械效率越高;摩擦力越小,機(jī)械效率越高;動滑輪的重力越小,機(jī)械效率越高;滑輪組的機(jī)械效率滑輪的重力越小,機(jī)械效率越高;滑輪組的機(jī)械效率與物體被提高的高度、被提升的速度等因素?zé)o關(guān)與物體被提高的高度、被提升的速度等因素?zé)o關(guān)例例 某小組同學(xué)在探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因某小組同學(xué)在探
23、究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)時,提出了一些猜想,小組將對猜想進(jìn)行驗(yàn)素有關(guān)時,提出了一些猜想,小組將對猜想進(jìn)行驗(yàn)證證(1 1)如果影響機(jī)械效率的因素有多個,要研究機(jī)械效)如果影響機(jī)械效率的因素有多個,要研究機(jī)械效率與某個因素的關(guān)系,需要先控制其他幾個因素不變率與某個因素的關(guān)系,需要先控制其他幾個因素不變,這種方法在科學(xué)探究中被稱作,這種方法在科學(xué)探究中被稱作 (2 2)下列)下列 A A、B B是同學(xué)提出的兩個猜想:是同學(xué)提出的兩個猜想:猜想猜想 A A:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機(jī)械效率與:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān);滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān);猜想猜想 B B
24、:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機(jī)械效率與:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機(jī)械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)滑輪組提升的物重有關(guān)控制變量法控制變量法(3 3)為了驗(yàn)證上述猜想是否正確,同學(xué)們準(zhǔn)備分別)為了驗(yàn)證上述猜想是否正確,同學(xué)們準(zhǔn)備分別按圖甲、乙、丙和丁的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)按圖甲、乙、丙和丁的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(a a)按圖)按圖_ 滑輪組準(zhǔn)備做的滑輪組準(zhǔn)備做的兩個實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證猜想兩個實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證猜想的,若實(shí)驗(yàn)測得兩滑輪組的的,若實(shí)驗(yàn)測得兩滑輪組的機(jī)械效率大小機(jī)械效率大小 (選(選填填“相等相等”或或“不相等不相等”),則可初步判斷猜想是),則可初步判斷猜想是錯誤的;錯誤的;(b b)按圖)按圖 滑輪
25、滑輪組準(zhǔn)備做的兩個實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證猜想組準(zhǔn)備做的兩個實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證猜想 B B 的,若實(shí)驗(yàn)的,若實(shí)驗(yàn)測得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等,測得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等,甲、丙(或甲、丙(或乙、?。┮摇⒍。┫嗟认嗟燃住⒁遥ɑ虮?、丁)甲、乙(或丙、丁)則可初步判斷猜想則可初步判斷猜想 B B 是是(選填(選填“正確正確”或或“錯誤錯誤”)的)的正確正確(4 4)接著,小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)接著,小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證【解析解析】(1 1)影響機(jī)械效率的因素有多個,要研究)影響機(jī)械效率的因素有多個,要研究機(jī)械效率與某個因素的關(guān)系,需要先控制其他幾個因機(jī)械效率與某個因素的關(guān)系,需要先控制其他幾個因素不變,這種
26、方法在科學(xué)探究中被稱作控制變量法;素不變,這種方法在科學(xué)探究中被稱作控制變量法; (3 3)a a、要探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞、要探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法是否有關(guān),需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同,還要法是否有關(guān),需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同,還要提起相同的物重,所以選擇的是圖甲、丙或圖乙、丁提起相同的物重,所以選擇的是圖甲、丙或圖乙、?。蝗魧?shí)驗(yàn)測得兩個滑輪組的機(jī)械效率大小相等,說明;若實(shí)驗(yàn)測得兩個滑輪組的機(jī)械效率大小相等,說明機(jī)械效率與繞線方法無關(guān),可初步判斷猜想是錯誤的機(jī)械效率與繞線方法無關(guān),可初步判斷猜想是錯誤的;b b、要探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組提升的物重、要
27、探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組提升的物重是否有關(guān),需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同,還要保是否有關(guān),需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同,還要保持繞線方法相同,所以選擇的是圖甲、乙或丙、丁;持繞線方法相同,所以選擇的是圖甲、乙或丙、?。蝗魧?shí)驗(yàn)測得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等,說明機(jī)若實(shí)驗(yàn)測得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等,說明機(jī)械效率與物重有關(guān),可初步判斷猜想是正確的械效率與物重有關(guān),可初步判斷猜想是正確的練習(xí)題練習(xí)題2 2 (南京)(南京)在在“測量動滑輪測量動滑輪機(jī)械效率機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,小明用如圖所的實(shí)驗(yàn)中,小明用如圖所示的動滑輪提升鉤碼,改變鉤碼的數(shù)量,示的動滑輪提升鉤碼,改變鉤碼的數(shù)量,正確操作,
28、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:正確操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:(1 1)實(shí)驗(yàn)時,用手)實(shí)驗(yàn)時,用手拉動彈簧測拉動彈簧測力計(jì),使掛在動滑輪力計(jì),使掛在動滑輪下的鉤碼緩緩上升下的鉤碼緩緩上升(2 2)第次實(shí)驗(yàn)測得)第次實(shí)驗(yàn)測得動滑輪的機(jī)械效率為動滑輪的機(jī)械效率為 (3 3)第次實(shí)驗(yàn)時,鉤碼上升的速度為)第次實(shí)驗(yàn)時,鉤碼上升的速度為 0.05 m/s0.05 m/s,則拉力的功率為則拉力的功率為 W W,靜止時拉力的大小,靜止時拉力的大小_(選填(選填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”) 1.7 N 1.7 N 小于小于勻速勻速71.4%0.17(4 4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,同一動滑輪,所提)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
29、可知,同一動滑輪,所提升物重增大,機(jī)械效率將升物重增大,機(jī)械效率將 (選填(選填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)增大增大【解析解析】(1 1)在實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)用手勻速拉動彈簧測力計(jì))在實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)用手勻速拉動彈簧測力計(jì),使掛在動滑輪下的鉤碼緩緩上升,使掛在動滑輪下的鉤碼緩緩上升. .(2 2)(3 3)由第三次數(shù)據(jù)知,)由第三次數(shù)據(jù)知,s s =2 =2 h h,所以繩子移動速度為,所以繩子移動速度為物體上升速度的物體上升速度的 2 2 倍倍P P總總= =W W總總t t = =Fst Fst = =Fv Fv =1.7 =1.7 N N0.05 m/s0.05 m/s2=0.17 W
30、2=0.17 W;21121 11.0N20 10 m100%100%71.4%0.7N40 10 mG hFsh-創(chuàng)=椿創(chuàng)(4 4)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),)根據(jù)表格中數(shù)據(jù), 的效率的效率的效率的效率233323 33.0N20 10 m100%100%88.2%1.7N40 10 mG hF sh-創(chuàng)=椿創(chuàng)根據(jù)三次的機(jī)械效率及物重的變化可得同一動滑輪,根據(jù)三次的機(jī)械效率及物重的變化可得同一動滑輪,所提升物重增大,機(jī)械效率將增大所提升物重增大,機(jī)械效率將增大22222222.0N20 10 m100%100%83.3%1.2N40 10 mG hF sh-創(chuàng)=椿創(chuàng)(20122012遵義)遵義)小明在
31、測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,所用裝置小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,所用裝置如圖所示,如圖所示,實(shí)驗(yàn)中每個鉤碼重實(shí)驗(yàn)中每個鉤碼重2N2N,測得的數(shù)據(jù)如,測得的數(shù)據(jù)如下表:下表:(1 1)在實(shí)驗(yàn)中,測繩端拉力)在實(shí)驗(yàn)中,測繩端拉力F F時,應(yīng)盡量豎直向上時,應(yīng)盡量豎直向上 拉動彈簧測力計(jì)且在拉動過程中讀數(shù)拉動彈簧測力計(jì)且在拉動過程中讀數(shù)(2 2)第)第1 1次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為 (結(jié)果保(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)留兩位有效數(shù)字)(3 3)分析表中數(shù)據(jù)可知:第)分析表中數(shù)據(jù)可知:第2 2次實(shí)驗(yàn)是用次實(shí)驗(yàn)是用 圖做的圖做的;第;第4 4次實(shí)驗(yàn)是用次實(shí)驗(yàn)是用 圖做的(選填圖做的
32、(選填“a”“a”、“b”“b”或或“c”“c”)(4 4)分析第)分析第1 1、2 2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用同一滑輪組,次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用同一滑輪組, 。 可以提高滑輪組的機(jī)械效率;分析第可以提高滑輪組的機(jī)械效率;分析第1 1、3 3次次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用不同的滑輪組,提升相同的重物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數(shù)越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的,動滑輪個數(shù)越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的機(jī)械效率機(jī)械效率 (5 5)分析第)分析第3 3、4 4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度與物體被提升的高度 解:(解:(1 1
33、)在測繩端拉力時,需豎直向上勻速拉動測力計(jì))在測繩端拉力時,需豎直向上勻速拉動測力計(jì)故答案為:故答案為:勻速勻速(2 2)=W=W有用有用/W/W總總=Gh/Fs=4N=Gh/Fs=4N0.1m/1.8N0.1m/1.8N0.3m74%0.3m74%故答案為:故答案為:74%74%(3 3)由數(shù)據(jù)知第)由數(shù)據(jù)知第2 2次實(shí)驗(yàn)中,次實(shí)驗(yàn)中,s s為為h h的的3 3倍,所以滑輪組由倍,所以滑輪組由3 3段繩子段繩子承擔(dān)物重,而被提升的物重為承擔(dān)物重,而被提升的物重為6N6N,其它,其它3 3組為組為4N4N所以第所以第2 2次實(shí)驗(yàn)次實(shí)驗(yàn)是用是用b b圖做的;第圖做的;第4 4次實(shí)驗(yàn)次實(shí)驗(yàn)s s為
34、為h h的的5 5倍,所以滑輪組由倍,所以滑輪組由5 5段繩子承擔(dān)段繩子承擔(dān)物重,所以第物重,所以第4 4次實(shí)驗(yàn)是由次實(shí)驗(yàn)是由c c圖做的故答案為:圖做的故答案為:b b;c c(4 4)分析第)分析第1 1、2 2次實(shí)驗(yàn),兩次所用滑輪組相同,但第次實(shí)驗(yàn),兩次所用滑輪組相同,但第2 2次物重大次物重大于第于第1 1次物重,機(jī)械效率也大于第次物重,機(jī)械效率也大于第1 1次的機(jī)械效率,所以可得使用次的機(jī)械效率,所以可得使用同一滑輪組,提高物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率同一滑輪組,提高物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率分析第分析第1 1、3 3次實(shí)驗(yàn),兩次提升物體的重力相同,第次實(shí)驗(yàn),兩次提升物體的重力相同
35、,第3 3次實(shí)驗(yàn)的動次實(shí)驗(yàn)的動滑輪較重,而機(jī)械效率較低,所以可得使用不同的滑輪組,提升滑輪較重,而機(jī)械效率較低,所以可得使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數(shù)越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的相同的重物,動滑輪個數(shù)越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的機(jī)械效率越低故答案為:提高物重;越低機(jī)械效率越低故答案為:提高物重;越低(5 5)第)第3 3、4 4次實(shí)驗(yàn)只是改變了物體被提升的高度,機(jī)械效率沒次實(shí)驗(yàn)只是改變了物體被提升的高度,機(jī)械效率沒變,所以可得滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)變,所以可得滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)故答案為:故答案為:無關(guān)無關(guān)類型一類型一 杠桿杠桿例例(
36、20132013河北)河北)圖所示的工具中屬于費(fèi)力杠桿的一圖所示的工具中屬于費(fèi)力杠桿的一組是()組是()A A B B C C D DC【方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)】判斷杠桿的類型可根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或動力判斷杠桿的類型可根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或動力臂與阻力臂的大小關(guān)系來判斷若動力臂大于阻力臂臂與阻力臂的大小關(guān)系來判斷若動力臂大于阻力臂,則是省力杠桿;若動力臂小于阻力臂,則是費(fèi)力杠,則是省力杠桿;若動力臂小于阻力臂,則是費(fèi)力杠桿;若動力臂等于阻力臂,則為等臂杠桿桿;若動力臂等于阻力臂,則為等臂杠桿變式題變式題 (南京)(南京)如圖所示,小明正在做俯臥撐如圖所示,小明正在做俯臥撐,把他的身體看作一個杠桿,把他的身體看作一
37、個杠桿,O O 為支點(diǎn),為支點(diǎn),A A 為重心,為重心,他的體重為他的體重為 550 N550 N地面對手的支持力地面對手的支持力 F F 的力臂的力臂是是,大小為,大小為3301.5類型二類型二 力臂作圖力臂作圖例例 (陜西)(陜西)如圖為揭開井蓋的示意圖,如圖為揭開井蓋的示意圖,O O為支點(diǎn)為支點(diǎn),請?jiān)趫D中畫出拉力,請?jiān)趫D中畫出拉力 F F 的力臂的力臂如圖如圖3 3所示所示圖圖2圖圖3記憶口訣:找支點(diǎn),畫力的作用線,從點(diǎn)到線引垂線記憶口訣:找支點(diǎn),畫力的作用線,從點(diǎn)到線引垂線,力臂就是此線段,力臂就是此線段變式題(德州)變式題(德州)如圖所示,請畫出杠桿如圖所示,請畫出杠桿ABAB在圖示
38、在圖示位置靜止時作用在位置靜止時作用在 B B點(diǎn)的最小力點(diǎn)的最小力F F及其力臂及其力臂 L L 如答圖所示如答圖所示(20112011遵義)遵義)如圖所示,是拉桿式旅行箱的示意圖如圖所示,是拉桿式旅行箱的示意圖,使用時它相當(dāng)于一個杠桿,支點(diǎn)為,使用時它相當(dāng)于一個杠桿,支點(diǎn)為0 0點(diǎn),箱內(nèi)質(zhì)點(diǎn),箱內(nèi)質(zhì)量分布均勻,拉桿質(zhì)量不計(jì)請?jiān)趫D中畫出阻力量分布均勻,拉桿質(zhì)量不計(jì)請?jiān)趫D中畫出阻力F F2 2的示意圖以及的示意圖以及F F2 2的力臂的力臂L L2 2,并畫出抬起拉桿時的最,并畫出抬起拉桿時的最小力小力F F1 1的示意圖的示意圖分析:旅行箱的阻力為箱子的重力分析:旅行箱的阻力為箱子的重力,方向
39、豎直向下,阻力臂為支點(diǎn)到,方向豎直向下,阻力臂為支點(diǎn)到阻力作用線的距離;要想抬起拉桿阻力作用線的距離;要想抬起拉桿時的動力最小,就要求動力臂最長時的動力最小,就要求動力臂最長解:(解:(1 1)旅行箱的阻力)旅行箱的阻力F F2 2為箱子的重力,作用點(diǎn)為箱子的重力,作用點(diǎn)在箱子的重心,方向豎直向下;阻力臂就是支點(diǎn)到在箱子的重心,方向豎直向下;阻力臂就是支點(diǎn)到阻力作用線的垂線段;要求動力最小,即動力臂最阻力作用線的垂線段;要求動力最小,即動力臂最長,支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離作為動力臂最長,力長,支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離作為動力臂最長,力的方向與動力臂垂直向上,如下圖所示:的方向與動力臂垂直向上,如下
40、圖所示:(20132013慶陽)慶陽)園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時,常把樹枝盡量往剪刀軸枝時,常把樹枝盡量往剪刀軸O O處靠近,這樣做的目處靠近,這樣做的目的是為了()的是為了()A 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 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 C增大動力臂,省力增大動力臂,省力D D減小阻力臂,省力減小阻力臂,省力分析:把樹枝盡量往剪刀軸處靠近,減小了阻力臂,分析:把樹枝盡量往剪刀軸處靠近,減小了阻力臂,在阻力、動力臂一定的情況下,由杠桿的平衡條件可在阻力、動力臂一定的情況下,由杠桿
41、的平衡條件可知,減小了動力,將更省力知,減小了動力,將更省力解:把樹枝盡量往剪刀軸處靠近,減小了阻力臂解:把樹枝盡量往剪刀軸處靠近,減小了阻力臂L L2 2,而動力臂,而動力臂L L1 1和阻力和阻力F F2 2不變,不變,F(xiàn)F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2,F(xiàn)F1 1F F2 2L L2 2/L/L1 1將變小,即省力將變小,即省力D類型三類型三 滑輪與滑輪組滑輪與滑輪組例例 (上海)(上海)如圖所示,滑輪如圖所示,滑輪可以看作可以看作是等臂杠桿(選填是等臂杠桿(選填“ “ A A”或或“ “ B B”);若物體所受重);若物體所受重力均為力均為 20 20 牛且處于靜止?fàn)顟B(tài),
42、不計(jì)摩擦和滑輪重力牛且處于靜止?fàn)顟B(tài),不計(jì)摩擦和滑輪重力,力,力 F F2 2的大小為的大小為牛牛10A【解析解析】如題圖所示,左圖為定滑輪,右圖為動滑輪如題圖所示,左圖為定滑輪,右圖為動滑輪,定滑輪和動滑輪本質(zhì)上都是一種杠桿如下圖定滑,定滑輪和動滑輪本質(zhì)上都是一種杠桿如下圖定滑輪支點(diǎn)輪支點(diǎn) O O 在軸心上,在軸心上,L L1 1 = = L L2 2,所以定滑輪實(shí)質(zhì)是一,所以定滑輪實(shí)質(zhì)是一種等臂杠桿;而動滑輪支點(diǎn)種等臂杠桿;而動滑輪支點(diǎn)在一側(cè),在一側(cè), L L1 1 = 2 = 2L L2 2 ,所以動,所以動滑輪實(shí)質(zhì)上是一種動力臂為滑輪實(shí)質(zhì)上是一種動力臂為阻力臂倍的省力杠桿,在阻力臂倍的省
43、力杠桿,在不計(jì)摩擦和滑輪重力時,不計(jì)摩擦和滑輪重力時,21120N10N22FG=變式題變式題 (1111盤錦)盤錦)用四個相同的滑輪和兩根相同用四個相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,用它們的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,用它們提起相同的貨物,不計(jì)繩子與滑輪的摩擦,則(提起相同的貨物,不計(jì)繩子與滑輪的摩擦,則( )甲滑輪組較省力甲滑輪組較省力乙滑輪組較省力乙滑輪組較省力甲滑輪組機(jī)械效率較高甲滑輪組機(jī)械效率較高乙滑輪組機(jī)械效率較高乙滑輪組機(jī)械效率較高B類型四類型四 機(jī)械效率的計(jì)算機(jī)械效率的計(jì)算例例(20142014原創(chuàng))原創(chuàng))小杰家搬運(yùn)裝修材料采用了如圖小杰家搬運(yùn)裝
44、修材料采用了如圖 8 8 所示的裝置,小杰用所示的裝置,小杰用 250 N 250 N 的力將重的力將重 400 N 400 N 的的裝修材料勻速提升裝修材料勻速提升 2 m2 m,在此過程,在此過程中小杰所做的總功是中小杰所做的總功是 J J,滑,滑輪組的效率是輪組的效率是 【解析解析】(1 1)由圖可知,)由圖可知,n n =2 =2,h h =2 m =2 m,拉力移動的距離為:拉力移動的距離為:s s =2 =22 22 m=4 m2 m=4 m;又又F F =250 N =250 N,做的總功為:做的總功為:W W總總= =FsFs =250 N =250 N4 m=1000 J4
45、m=1000 J80%1000 ()()G G =400 N =400 N,h h =2 m =2 m,做的有用功為;做的有用功為;W W有用有用= =Gh Gh =400 N=400 N2 m=800 J2 m=800 J,則滑輪組的機(jī)械效率為則滑輪組的機(jī)械效率為800J100%100%80%1000JWWh=有用總變式題變式題 (徐州)(徐州)如圖所示,將一塊如圖所示,將一塊 1 m1 m長的木長的木板一端架高板一端架高 0.4 m0.4 m,用,用 50 N50 N沿木板的拉力把一個重沿木板的拉力把一個重為為 100 N100 N的小鐵塊從底端勻速的小鐵塊從底端勻速拉到頂端這里的木板是一
46、種拉到頂端這里的木板是一種簡單機(jī)械,稱做簡單機(jī)械,稱做 ,此時,此時效率為效率為 ,木板對小鐵塊,木板對小鐵塊的摩擦力為的摩擦力為 N.N.10斜面斜面80%【解析解析】傾斜放置的木板是一種簡單機(jī)械,叫做斜面傾斜放置的木板是一種簡單機(jī)械,叫做斜面100N0.4m100%100%80%50N 1mGhFlh=WWWFlGhflll總有額用-=50N 1m 100N0.4m10N1m-=(20132013遵義)遵義)小明用如圖所示滑輪組將一個放在水小明用如圖所示滑輪組將一個放在水平地面上的物體勻速拉動,物體移動了平地面上的物體勻速拉動,物體移動了3m3m,物體重,物體重為為2000N2000N,與
47、地面的接觸面積為,與地面的接觸面積為0.5m0.5m2 2,運(yùn)動過程中物,運(yùn)動過程中物體受到的摩擦力為體受到的摩擦力為450N450N,繩子自由端受到的拉力,繩子自由端受到的拉力F F 為為200N200N,求:,求:(1 1)物體對地面的壓強(qiáng);)物體對地面的壓強(qiáng);(2 2)拉力)拉力F F做的功;做的功;(3 3)該裝置的機(jī)械效率)該裝置的機(jī)械效率分析:(分析:(1 1)物體對地面的壓力和自身的重力相等,再根據(jù)壓)物體對地面的壓力和自身的重力相等,再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出物體對地面的壓強(qiáng);強(qiáng)公式求出物體對地面的壓強(qiáng);(2 2)由圖可知繩子的有效股數(shù)為)由圖可知繩子的有效股數(shù)為3 3,根據(jù),根據(jù)s=
48、nss=ns求出繩子自由求出繩子自由端移動的距離,利用端移動的距離,利用W=FsW=Fs求出拉力做的功;求出拉力做的功;(3 3)根據(jù))根據(jù)=W=W有有/W/W總總100%=fs100%=fs物物/Fs/Fs100%=fs100%=fs物物/Fns/Fns物物100%100% =f/nF =f/nF100%100%求出該裝置的機(jī)械效率求出該裝置的機(jī)械效率解:(解:(1 1)物體對地面的壓力:)物體對地面的壓力:F=G=2000NF=G=2000N, 物體對地面的壓強(qiáng):物體對地面的壓強(qiáng):p=F/S=2000N/0.5mp=F/S=2000N/0.5m2 2=4000Pa=4000Pa;(2 2)
49、由圖可知:)由圖可知:n=3n=3,繩子自由端移動的距離:,繩子自由端移動的距離: s=ns=3 s=ns=33m=9m3m=9m, 拉力拉力F F做的功:做的功: W WF F=F=F拉拉s=200Ns=200N9m=1800J9m=1800J;答:答: P=4000PaP=4000Pa; W WF F=1800J=1800J; =75%75%(20112011遵義)遵義)如圖所示,工人師傅用一個定滑輪和動如圖所示,工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組,把重為滑輪組成滑輪組,把重為400N400N的箱子勻速向上提高的箱子勻速向上提高5m5m,動滑輪的質(zhì)量為動滑輪的質(zhì)量為8kg8kg(不計(jì)繩
50、重和摩擦,(不計(jì)繩重和摩擦,g g取取10N/kg10N/kg)(1 1)在圖上用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組(要求:人)在圖上用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組(要求:人用力向下拉細(xì)繩);用力向下拉細(xì)繩);(2 2)在勻速提升箱子的過程中,人對繩子的拉力多大)在勻速提升箱子的過程中,人對繩子的拉力多大(3 3)滑輪組的機(jī)械效率為多少)滑輪組的機(jī)械效率為多少分析:(分析:(1 1)滑輪組繞繩時既要考慮省力)滑輪組繞繩時既要考慮省力的情況,也要注意對拉力方向的要求;的情況,也要注意對拉力方向的要求;(2 2)先求出物體與動滑輪的總重,再除)先求出物體與動滑輪的總重,再除以承擔(dān)物重的繩子的段數(shù),可得出人對以承
51、擔(dān)物重的繩子的段數(shù),可得出人對繩子的拉力;繩子的拉力;(3 3)滑輪組的機(jī)械效率可用公式)滑輪組的機(jī)械效率可用公式=W=W有有/W/W總總計(jì)算得出計(jì)算得出解:解:(1 1)繩的繞法如圖所示,用兩段繩子承擔(dān)物重;)繩的繞法如圖所示,用兩段繩子承擔(dān)物重;(2 2)G G總總=G=G物物+m+m輪輪g=400N+8kgg=400N+8kg10N/kg=480N10N/kg=480N,人對繩子的拉力人對繩子的拉力F=1/2GF=1/2G總總=1/2=1/2480N=240N480N=240N;(3 3)W W有有=G=G物物h=400Nh=400N5m=2000J5m=2000J,W W總總=FS=2
52、40N=FS=240N10m=2400J10m=2400J,=W=W有有/W/W總總100%=2000J/2400J100%=2000J/2400J100%=83.3%100%=83.3%答:如圖;答:如圖; F=240NF=240N; =83.3%83.3%(20102010遵義)遵義)用動滑輪把重用動滑輪把重400N400N的物體勻速提高的物體勻速提高10m10m,拉力所做的功為,拉力所做的功為5000J5000J,如圖所示,有用功是,如圖所示,有用功是 J J,動滑輪的機(jī)械效率是,動滑輪的機(jī)械效率是 分析:由圖知,分析:由圖知,s=2hs=2h,知道物重和所用,知道物重和所用拉力大小,利
53、用功的公式求有用功和總拉力大小,利用功的公式求有用功和總功,再計(jì)算動滑輪組的機(jī)械效率功,再計(jì)算動滑輪組的機(jī)械效率解:由題意知,解:由題意知,h=10mh=10m,W W有有=Gh=400N=Gh=400N10m=4000J10m=4000J,W W總總=5000J=5000J,=W=W有有/W/W總總100%100%4000J/5000J4000J/5000J100% 100% 80%80%故答案為:故答案為:40004000,80%80%實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 探究斜面的機(jī)械效率探究斜面的機(jī)械效率命題點(diǎn):命題點(diǎn):1.1.實(shí)驗(yàn)原理(實(shí)驗(yàn)原理( ) 2.2. 控制變量法的應(yīng)用控制變量法的應(yīng)用(1 1)在其
54、他條件不變的情況下,斜面的傾角越小,拉)在其他條件不變的情況下,斜面的傾角越小,拉力就越小,即越省力,效率越低;力就越小,即越省力,效率越低;(2 2)在其他條件不變的情況下,斜面越光滑,機(jī)械效)在其他條件不變的情況下,斜面越光滑,機(jī)械效率越高;率越高;3.3.測力計(jì)的拉力方向應(yīng)與斜面平行,且測力計(jì)勻速運(yùn)動測力計(jì)的拉力方向應(yīng)與斜面平行,且測力計(jì)勻速運(yùn)動,且此時測力計(jì)的示數(shù)大于物體與斜面的摩擦力,且此時測力計(jì)的示數(shù)大于物體與斜面的摩擦力100%100%WGhWFsh=有用總4.4.斜面有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算斜面有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算5.5.斜面的機(jī)械效率與斜面的長度、物體的重力等因素
55、斜面的機(jī)械效率與斜面的長度、物體的重力等因素?zé)o關(guān)無關(guān)6.6.知道斜面在生活中的應(yīng)用(如樓梯、盤山公路等)知道斜面在生活中的應(yīng)用(如樓梯、盤山公路等)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)論:1.1.在其他條件一定時,斜面越光滑,機(jī)械效率越高;在其他條件一定時,斜面越光滑,機(jī)械效率越高;2.2.在其他條件一定時,斜面越傾斜,機(jī)械效率越高;在其他條件一定時,斜面越傾斜,機(jī)械效率越高;3.3.斜面的機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)斜面的機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)例例3 3 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們在探究某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們在探究“斜面的機(jī)械效率斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時,用實(shí)驗(yàn)時,用彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動彈簧測力計(jì)沿斜面勻速向上拉動物塊
56、,記錄了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)物塊,記錄了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(1 1)實(shí)驗(yàn)器材有木塊、鐵塊、墊塊、各處粗糙程度)實(shí)驗(yàn)器材有木塊、鐵塊、墊塊、各處粗糙程度相同的長木板、彈簧測力計(jì)各一個,砝碼若干,為了相同的長木板、彈簧測力計(jì)各一個,砝碼若干,為了完成實(shí)驗(yàn),還需要準(zhǔn)備的測量工具是完成實(shí)驗(yàn),還需要準(zhǔn)備的測量工具是(2 2)此斜面機(jī)械效率的表達(dá)式為此斜面機(jī)械效率的表達(dá)式為 =_=_(用上述中物理量的符號表示)(用上述中物理量的符號表示)(3 3)分析表中的數(shù)據(jù)可得出:在其他條件一定時,斜)分析表中的數(shù)據(jù)可得出:在其他條件一定時,斜面越緩越面越緩越 力(選填力(選填“省省”或或“費(fèi)費(fèi)”);斜面越陡);斜面越陡,
57、機(jī)械效率越,機(jī)械效率越(選填(選填“高高”或或“低低”)高高刻度尺刻度尺省省100%GhFs(4 4)該小組又進(jìn)行了第次實(shí)驗(yàn),他們在斜面上鋪)該小組又進(jìn)行了第次實(shí)驗(yàn),他們在斜面上鋪上棉布,使斜面變粗糙,保持斜面高和長分別是上棉布,使斜面變粗糙,保持斜面高和長分別是 5 m5 m和和 1 m1 m,用彈簧測力計(jì)拉動同一物塊沿斜面向上,用彈簧測力計(jì)拉動同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動,讀出此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為做勻速直線運(yùn)動,讀出此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為,他們測得這種情況下斜面的機(jī)械效率為,他們測得這種情況下斜面的機(jī)械效率為_ _把第次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與第把第次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與第次測量結(jié)果相比較,還次測量結(jié)果相比
58、較,還能得出:在其他條件一定時,斜面越粗糙,斜面的機(jī)能得出:在其他條件一定時,斜面越粗糙,斜面的機(jī)械效率越低械效率越低255.6%【解析解析】(1 1)實(shí)驗(yàn)中既需要測量力,也需要測量斜)實(shí)驗(yàn)中既需要測量力,也需要測量斜面的高度和長度,所以用測力計(jì)測力,用刻度尺測出面的高度和長度,所以用測力計(jì)測力,用刻度尺測出斜面的高度與斜面的長度;(斜面的高度與斜面的長度;(2 2)該實(shí)驗(yàn)中克服物體)該實(shí)驗(yàn)中克服物體重力做的功是有用功,即重力做的功是有用功,即 W W有有= =GhGh,同時拉力所做的功,同時拉力所做的功是總功,即是總功,即 W W總總= =FsFs,故斜面的機(jī)械效率,故斜面的機(jī)械效率(3 3
59、)由表中斜面的傾斜程度和拉力)由表中斜面的傾斜程度和拉力 F F 的關(guān)系可知:的關(guān)系可知:在其他條件一定時,斜面越緩越省力;由表中斜面的在其他條件一定時,斜面越緩越省力;由表中斜面的傾斜程度和機(jī)械效率的關(guān)系可知:斜面越陡,機(jī)械效傾斜程度和機(jī)械效率的關(guān)系可知:斜面越陡,機(jī)械效率越高;率越高;100%100%WGhWFsh=有用總;(4 4)該題中,)該題中,W W有用有用= = GhGh =5 N =5 N0.5 m=2.5 J0.5 m=2.5 J,W W總總= =Fs Fs =4.5 N=4.5 N1 m=4.5 J1 m=4.5 J,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,第次實(shí)驗(yàn)時斜面高和長分別由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,第次實(shí)驗(yàn)時斜面高和長分別是是 0.5 m0.5 m和和 1 m1 m,第與第次實(shí)驗(yàn)時,物體重力、,第與第次實(shí)驗(yàn)時,物體重力、斜面高度與長度相同而斜面的粗糙程度不同,斜面的斜面高度與長度相同而斜面的粗糙程度不同,斜面的機(jī)械效率不同,由這兩次實(shí)驗(yàn)可知,在其他條件一定機(jī)械效率不同,由這兩次實(shí)驗(yàn)可知,在其他條件一定時,斜面越粗糙,斜面的機(jī)械效率越低
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