杠桿與機械效率

1、杠桿：例1、如圖所示，用力F拉杠桿的A點使它處在平衡狀態(tài)。圖中F1、F2、F3、F4表示力F的四種不同方向，其中能使杠桿保持平衡的最小拉力為（）A．F1B．F2C．F3D．F4解析：當(dāng)杠桿在圖示位置精致不動時，杠桿處于平衡狀態(tài)，此時杠桿所受阻力大小等于物體的重力，因而可知阻力和阻力臂保持不變，根據(jù)杠桿平衡條件，可知動力和動力臂的乘積也保持不變，所以當(dāng)動力臂最大時所用的拉力最小。當(dāng)杠桿上力的作用點和支點都固定不變時，當(dāng)所用力的方向跟支點和力的作用點之間的連線垂直時，力臂最長，故力F2最小答案：B小練習(xí)：1、下列屬于費力杠桿的是（）2、一根桿秤，如果秤砣被磨損掉一部分，用它稱得的質(zhì)量將比被稱物體的實際質(zhì)量（）A．偏大B．偏小C．相等D．無法判定答案：1、D2、A2、滑輪和滑輪組：例2、同一物體沿相同水平地面被勻速移動，如下圖所示，拉力分別為F甲、F乙、F丙，不記滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則（）AF甲＜F乙＜F丙BF甲＞F乙＞F丙CF甲＞F乙＝F丙DF甲＝F乙＞F丙解析：當(dāng)用滑輪或滑輪組拉著同一物體沿相同水平地面做勻速直線運動時，機械所克服的阻力為地面對物體產(chǎn)生的摩擦力，即三種情況下所克服的阻力（f）相同。甲種情況使用的為定滑輪，所用拉力F甲=f；乙種情況使用的是動滑輪，所用拉力F甲=1/2f；丙種情況為滑輪組，該滑輪組有三股繩子向左拉物體，所用拉力F甲=1/3f。故答案為B答案：B小練習(xí)：1、一位同學(xué)雙手的最大拉力為500N，現(xiàn)在他用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，若不計滑輪重和摩擦，最多能提起的物重為（）Ａ1500NＢ1000NＣ500NＤ250N2、關(guān)于使用滑輪組的論述，較全面的是：A、既可以省力，又可以省距離 B、有時既能省力，又能改變力的方向C、一定可以省力，但不能改變力的方向D、一定可以改變力的方向，省力與否要具體分析答案：1、A2、B三：綜合訓(xùn)練一：填空題：1、一長直扁擔(dān)長15m，前端掛200N的貨，后端掛300N的貨，則肩膀應(yīng)該位于離扁擔(dān)前端________m處，才能使扁擔(dān)平衡，平衡后肩受到的壓力為________N．（不計扁擔(dān)的重力）2、如圖所示，用滑輪組勻速提升物體A時，測力計的示數(shù)為N，如果不計滑輪重和摩擦，物體A的重力為N。3．在圖1所示的兩種常用工具中，屬于省力杠桿的是(選填“甲”或“乙”)．使用這兩種工具都省功(選填“能”或“不能”)．圖1圖14、如圖所示，杠桿AC（刻度均勻，不計杠桿重）可繞支點O自由轉(zhuǎn)動，在B點掛一重為G的物體。為使杠桿平衡，應(yīng)在杠桿上的_________點施加一個作用力，才能使作用力最小，該最小作用力與物重G的比值是___________。圖75、如圖2所示，物體A和B的質(zhì)量相等（滑輪重力不計），當(dāng)分別用力勻速提升物體A和B時，F(xiàn)A︰FB=。圖7圖36、釣魚時，釣魚竿可看成一根杠桿，如圖3，它是一個________杠桿，其支點位于圖中的________點．要使釣起魚時省力一些，則釣魚者兩只手之間的距離應(yīng)________一些（填增大或減?。畧D37、如圖4，利用定滑輪勻速提升重物G，需要拉力F或，F(xiàn)和大小的關(guān)系是F 。（填大于、小于、等于）圖4圖48、一輛汽車不小心陷入了泥潭中，司機按圖5所示的甲乙兩種方式可將汽車從泥潭中拉出，其中省力的是圖。圖5圖5圖69、如圖6所示，動滑輪重為50N，繩重和摩擦不計，人對繩子的拉力是260N，則物體的重是N；若重物上升的高度是02m，則繩子自由端下降m。圖6圖710．如圖7，每個鉤碼重049Ｎ，杠桿上每格長度相等，現(xiàn)用一彈簧測力計要求鉤在支點右側(cè)，使它的示數(shù)為098Ｎ，且杠桿在水平位置保持平衡，則彈簧測力計應(yīng)鉤在點處，拉力的方向應(yīng)__________；如要求彈簧測力計鉤在支點左側(cè)，使它的示數(shù)為049Ｎ，且杠桿仍保持平衡，則彈簧測力計應(yīng)鉤在________點處，拉力方向應(yīng)__________。圖7二、選擇題1、小星學(xué)習(xí)了杠桿后，他把了解到的杠桿進行了分類，如圖所示．其中作用特點相同的一組是（）2、在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小主要是為了（）A．減小摩擦B．使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確C．多次測量取平均值減小誤差D．獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律圖83、如圖8所示,是用道釘撬撬道釘?shù)氖疽鈭D。當(dāng)?shù)泪攲Φ泪斍说淖枇2是4000N時,要把道釘撬起，需要的動力F1最小為（不計道釘撬重）（）圖8A、20NB、200NC、2000ND、20000N4、學(xué)校國旗的旗桿下有一個滑輪，升旗時往下拉動繩子，國旗就會上升，對該滑輪的說法，正確的是（）A、這是一個動滑輪，可省力B、這是一個定滑輪，可省力C、這是一個動滑輪，可改變力的方向D、這是一個定滑輪，可改變力的方向5、在右圖中，四種簡單機械使用時，能省力的是（）6、下列關(guān)于F1力臂的作圖中，正確的是：（）7、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O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B．減小動力臂，減小動力移動的距離C．增大動力臂，省力D．減小阻力臂，省力8、如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，力F在這個過程中（）A．變大B．變小C．不變D．先變大后變小9、一不法商販在秤砣上粘了一小鉛片，用這樣的桿秤測得物體的質(zhì)量比實際質(zhì)量（）A偏大B偏小C相同D都有可能10、如圖9，O為支點，在A端施加一個力使杠桿在水平位置平衡，則這個杠桿為（）圖9A一定省力B一定費力圖9C不省力也不費力D都有可能三、作圖題圖101．如圖10所示，用裁紙刀裁紙加在裁紙刀上的動力為F，支點在O點，請在圖中畫出動力臂并用l標(biāo)明．圖102如圖11所示．請你畫出利用滑輪組向下用力提起木箱的繞繩方法圖11圖113．如圖16所示，輕質(zhì)杠桿的A點掛一重物G，繩受的拉力為F2，為杠桿的支點。請在杠桿的端點B處畫出使杠桿保持靜止的最小的力Fl的示意圖，并作出Fl和F2的力臂l1和l2。圖16圖16四、實驗題1．在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中，有甲、乙兩位同學(xué)作出了如下的猜想：（1）甲同學(xué)：（2）乙同學(xué)：動力×動力臂=阻力×阻力臂。為了驗證以上兩種猜想是否正確，兩位同學(xué)采用了如圖所示的實驗裝置進行實驗和收集證據(jù)，并設(shè)計了如下的實驗方案：A．按如圖所示的裝置安裝實驗器材。B．在沒有掛鉤碼時，將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡。C．將鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為50g)分別掛在杠桿的兩邊并移動其懸掛的位置，重新將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡。D．改變懸掛的鉤碼個數(shù)，并移動其懸掛的位置，使杠桿又在水平位置平衡。并將每次實驗測得的數(shù)據(jù)都記錄在下表中，那么：(1)在記錄數(shù)據(jù)的表格中，根據(jù)實驗裝置右邊的放大圖補充表格中漏掉的兩空(g=10N／kg)。(2)在實驗中，當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，杠桿的重心在圖中的_______點。(3)綜上所述，由此可得出的結(jié)論是：。參考答案：一：填空題：1、095002、541263、乙不能4、A1/45、126、費力A增大7、等于8、乙9、7300610、F豎直向下A豎直向上二：選擇題：1、D2、D3、A4、D5、A6、C7、D8、A9、B10、D三：作圖題：1、2、四：實驗題：1、（1）1582（2）O（3）動力×動力臂=阻力×阻力臂二：重點、難點突破功：全國足球聯(lián)賽正在激烈地進行中，場上一名隊員用600N的力，一腳把重約4N的足球踢了40m遠(yuǎn)，那么足球在空中飛行前進40m的過程中，這名隊員對足球做的功為（）A0B80JC12000JD12080J解析：根據(jù)做功的兩個必要因素可知，人在用腳踢球的一瞬間對足球做功，當(dāng)足球離開人的腳向前飛行的過程中，人不再對足球施加力的作用，因而足球在空中飛行40m的過程中，人不對足球做功。答案：A小練習(xí)：1、舉重運動員把120kg的杠鈴在2s內(nèi)舉高2m，在空中又停留5s，他在這5s內(nèi)的功率是()A．2352WB．0C．1179WD．196W．2、用水平力F拉著重為100N的物體，在水平地面上向左勻速移動了5m，物體所受地面的摩擦力大小為20N，則（）A重力做的功是500JB拉力大小為100NC拉力大小為120ND拉力做的功為100J答案1、B2、D2、功率：例2、下列說法正確的是()A．做功越多，功率一定越大B．做功時間越短，功率一定越大C．功率是單位時間內(nèi)完成的功D．機械效率越大，功率一定越大解析：功率是反映物體做功快慢的物理量，物體做的功多，功率不一定就大，還要看做這些功所用的時間多少，同理做功時間短功率也不一定就大，故選項A和B都是錯誤的；功率和機械效率是兩個不同的物理量，兩者之間沒有什么關(guān)系，因而選項D也是錯誤的。答案：C小練習(xí)：1、一臺機器的功率是750W，它表示的意思是()A．這臺機器做功750J；B．這臺機器在1min內(nèi)做功750J；C．這臺機器在1s內(nèi)做功750W；D．這臺機器在1s內(nèi)做功750J．2、某同學(xué)用50Ｎ沿斜面的力將一質(zhì)量為20kg的物體，從斜面底端勻速拉到斜面頂端,如果斜面長5m，高1m，拉力作用的時間為5s，則該同學(xué)所做的功為_________J,功率為_____W．3、為了增強免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山．小明用了20min登上山頂，爸爸用了25min登上山頂，爸爸的體重是小明的15倍，則小明與爸爸登山時所做功的功率之比是（）A．5∶6B．6∶5C．15∶8D．2∶3答案：1、D2、250503、A3、機械效率：圖4例3、某同學(xué)用自制的滑輪組提起450N的重物，如圖4，繩子自由端拉力F=200N，重物以02m/s的速度勻速上升，不考慮繩重和摩擦，則拉力做功功率和該滑輪組的機械效率分別等于（）圖4A120W、80%B100W、75%C120W、75%D100W、80%解析：由于該滑輪組有三股繩子吊著物體，所以繩子末端拉過的距離是物體上升高度的三倍，繩子末端的移動速度也是物體商行生速度的三倍，即V繩=3V物=06m/s拉力做功的功率為：F=W/t=FS/t=F×S/t=Fv=200N×06m/s=120wη總.2m/sη總.2m/s==答案：C小練習(xí)：1、下列關(guān)于機械效率說法正確的是（）A．機械做功越快，機械效率就越高B．省力越多的機械，機械功率越大C．單位時間做功越多的機械，效率越高D．額外功在總功中占比例越小的機械效率越高F甲GF乙G甲乙2、如圖（不計繩重與摩擦，且動滑輪重G動小于物重G），用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機械效率分別為F甲GF乙G甲乙A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．η甲＜η乙D．η甲=η乙答案：1、D2、A機械能：例4、如圖所示，小松媽媽去百貨大樓購物，自動扶梯把她從一樓勻速送到二樓的過程中，她的（）A、動能增大，勢能增大，機械能增大B、動能增大，勢能增大，機械能不變C、動能不變，勢能增大，機械能不變D、動能不變，勢能增大，機械能增大解析：要判斷物體的動能大小變化情況，必須看其質(zhì)量和速度是否發(fā)生變化，小松媽媽在此過程中，質(zhì)量不變，運動速度也保持不變，因而動能不變；物體的重力勢能大小跟物體質(zhì)量和高度有關(guān)，由于小松媽媽的高度增加了，所以她的重力勢能增大；總的接新娘等于動能加勢能，所以機械能也睜增大。答案：D小練習(xí)：1、將一支有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上，松手后會發(fā)現(xiàn)圓珠筆將豎直向上跳起，在圓珠筆從松手到上升至最高點的過程中，有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化的分析，正確的是（）A動能——重力勢能——彈性勢能B彈性勢能——重力勢能——動能C彈性勢能——動能——重力勢能D重力勢能——動能——彈性勢能2、運動員射箭時用力將弓拉開，在放開箭的瞬間，弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能，箭在空中向上飛行的過程中，箭的能增大。答案：1、G2、彈性勢能動能重力勢能三：綜合訓(xùn)練一：填空題：1、木塊在大小為2N的水平拉力作用下，10s內(nèi)在水平面上沿拉力方向前進1m，拉力做功為________J，功率為_______w；若木塊重5N，在此過程中重力對木塊做功為________J。2、某同學(xué)用20牛的水平推力把重100牛的箱子沿水平地面移動10m，他對箱子所做的功是_______J，如果他推箱子所用的時間是4s，這段時間他的功率是________W．3、

如圖(甲)所示，小華同學(xué)用水平力F拉著木箱在水平方向上運動了距離L，則小華對木箱所做的功為W1=_______小昕同學(xué)沿如圖(乙)所示的斜面用同樣大小的力F拉著同一木箱在力的方向上運動了距離L，小昕對木箱所做的功為W2則W2W1(填“>”、“<”或“=”)F圖124．在水平桌面上放一個200N的重物，現(xiàn)用如圖12所示裝置將物體勻速拉動，物體與桌面的摩擦力是48N，若滑輪組的機械效率為80%，則水平拉力F為______N。繩子自由端移動速度為06m/s，則物體移動速度為。F圖125、如圖所示，某同學(xué)用一滑輪組（繩動滑輪的重力及摩擦均不計），在2min內(nèi)把重為G＝300Ｎ的物體舉高2m，那么，這一過程中他做的功是____J，他做功的功率是_________W．6、用180Ｎ的水平力拉車在1min內(nèi)使重是300Ｎ的物體沿水平方向勻速前進20m，重力做的功是_____J，拉力做的功是_____J，拉力的功率是_______W．7、運動員射箭時用力將弓拉開，在放開箭的瞬間，弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能，箭在空中向上飛行的過程中，箭的能增大。8、2009年11月9日為紀(jì)念推倒德國柏林墻20周年，德國人民在原址舉行“1000塊多米諾骨牌”活動(按一定距離拌列的骨牌，碰倒第一塊骨牌后，其它所有骨牌會依次倒下)，其中的物理原理是骨牌倒下時，轉(zhuǎn)化為，這部分能量就轉(zhuǎn)移給下一張骨牌，下一張骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越越快。(選填“動能”、“重力勢能”)9、如下圖所示，物體A重G=940N，動滑輪重G/=160N，用力F將物體A以1m/s的速度勻速豎直提升，若不計繩重和摩擦，拉力F的大小是__________N，此裝置的機械效率是________，拉力F在10s內(nèi)所做的功是__________J10、如圖所示，斜面長4m，高1m，機械效率75%，物體A重900Ｎ，用拉力F將物體以01m／s的速度沿斜面勻速推到頂端，則(1)拉力的大小是___Ｎ；(2)拉力的功率是______W；(3)拉力做的功是___________J．二：選擇題：1、如圖所示的四種情景中，人對物體做功的是：（）2、下列關(guān)于功率和機械效率的說法中，正確的是（）(A)功率大的機械，做功一定多(B)做功多的機械，效率一定高(C)做功快的機械，功率一定大(D)效率高的機械，功率一定大F3、如圖所示，用水平力F拉著重為100N的物體，在水平地面上向左勻速移動了5m，物體所受地面的摩擦力大小為20N，則（）FA重力做的功是500JB拉力大小為100NC拉力大小為120ND拉力做的功為100J4、小敏同學(xué)和他所騎的輕便自行車總重約600N，上學(xué)路上他騎車在20s內(nèi)勻速通過了一段長100m的平直公路。若自行車所受路面的阻力約為人和車總重力的005倍，則通過該段公路時，小敏同學(xué)蹬車的功率約為（）A．150WB．300WC．1500WD．3000W5、雅典奧運會上，我國選手唐功紅最后一次挺舉，成功舉起了1825公斤的啞鈴，奪得金牌，如果她完成一次挺舉需要25s，那么她在此過程中的功率大約是（）A150wB1500wC15000wD150000w6．下列關(guān)于機械效率說法正確的是（）A．機械做功越快，機械效率就越高B．省力越多的機械，機械功率越大C．單位時間做功越多的機械，效率越高D．額外功在總功中占比例越小的機械效率越高圖47、某同學(xué)用自制的滑輪組提起450N的重物，如圖4，繩子自由端拉力F=200N，重物以02m/s的速度勻速上升，不考慮繩重和摩擦，則拉力做功功率和該滑輪組的機械效率分別等于（）圖4A120W、80%B100W、75%C120W、75%D100W、80%8、功率相等的甲、乙兩輛汽車，在相等時間內(nèi)甲、乙兩車通過的距離之比是2：1，則()A．甲、動兩汽車牽引力之比為1：2；B．甲、乙兩汽車做功之比為1：2；C．甲、乙兩汽車速度之比為1：2；D．甲、乙兩汽車做功之比為2：1．9、2003年1月5日，我國的“神舟四號”飛船在歷時6天18小時，環(huán)繞地球飛行了108圈后，勝利返航，準(zhǔn)確降落在內(nèi)蒙古中部預(yù)定區(qū)域。飛船返回艙在下落到地面附近的一段時間內(nèi)，由于受空氣阻力作用做勻速直線運動，在此勻速下降過程中，它的（）A．重力勢能減少，動能增加，內(nèi)能增加B．機械能減少，動能不變，內(nèi)能增加；C．重力勢能減少，動能增加，內(nèi)能不變D．機械能不變，動能減少，內(nèi)能增加10、如圖所示的是一種叫做蹦極的游戲。游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上，另一端固定在高處，從高處跳下。圖中a點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，c點是他所到達(dá)的最低點的位置。對于他離開跳臺至最低點的過程，下面說法正確的是：A．他的重力勢能一直在減小B．繩的彈性勢能一直在減小C．他的動能在前一段時間在減小，后一段時間在增加D．在最低點，重力勢能減到最小，動能為零，繩的彈性勢能最小三：實驗探究題：1、某同學(xué)在做“測定滑輪組機械效率”的實驗中（1）他所準(zhǔn)備的實驗器材有：滑輪，細(xì)繩，鐵架臺，直尺，還需和。（2）該同學(xué)實驗時，記錄的數(shù)據(jù)在表格中，請認(rèn)真填寫所缺少的部分物重/N物體提高的高度/m彈簧測力計讀數(shù)/N繩自由端拉動距離/m有用功/J總功/J機械效率5001520045（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出該同學(xué)實驗時滑輪組的裝置圖。（4）實驗中彈簧測力計應(yīng)該做運動。（5）你認(rèn)為提高滑輪組的機械效率有哪些辦法？至少說兩種。四：計算與綜合題：1．一輛質(zhì)量為3000kg的汽車沿著長為54km的盤山公路勻速行駛，當(dāng)它從山腳行駛到高為05km的山頂時，耗時15min，汽車發(fā)動機的牽引力為4000N。（g取10N/k