3.4简单机械（2）同步学案（含答案）

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微课九上3.4简单机械学案
一、知识点
1.周边有 ，可以绕着 转动的轮子叫做滑轮。滑轮是一种变形的 。
2.使用时滑轮的位置固定不变就叫 。它实质是 等于 的 杠杆；使用定滑轮时不能 ，但可以改变 。使用它时，绳子自由端移动的距离与 离相等，绳子自由端移动的速度与 相等。
3．动滑轮：使用时滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是 ；使用动滑轮可以 ，但不能 。使用动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体移动距离 ，绳子自由端移动的速度是物体移动速度的 。
4．滑轮组：定滑轮和滑轮组的组合，使用滑轮组既可以 ，又可以改变 。
5．使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的 。
6．利用机械时，需要做的这部分功，叫 ，常用 表示。使用机械时，不需要但又不得不做的那部分功叫 ，常用 表示。 与 的总和，叫总功。常用 表示。
7．有用功跟总功的比值。叫 ，常用 表示。 反映了有用功在总功中占的比例大小，它没有 。
8.机械效率的公式： 。 提高机械效率的力法：减少机械自身重力（如：动滑轮重）；减少机械的摩擦等来减小 。由于有用功总 总功，机械效率总 。
二、学一学
例1：某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是---( )
A.由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B.由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C.在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子
D.为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
解析： A.在实验①②中，绳子的绕法不同，但是机械效率相同，因此得到结论：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，故A正确不合题意；
B.在实验②③中，③中的物体重力大，机械效率也高，因此得到：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越高，故B错误符合题意；
C.在使用动滑轮时，只有绳子之间相互平行，此时的动力臂才最长，也最省力，因此提升重物时，自由端的拉力应该沿竖直方向，故C正确不合题意；
D.结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律，故D正确不合题意。 故选B。
例2：如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （填“定滑轮”或“动滑轮”） ，若滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计，拉力F的功率是 。
解析：（1）跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不随物体一起移动的滑轮为定滑轮。根据图片可知，滑轮跟随物体一起向右移动，为动滑轮；（2）首先根据v=nv物计算出拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。拉力的速度v=nv物=0.2m/s×2=0.4m/s；则拉力的功率为：P=Fv=5N×0.4m/s=2W。 故答案为：动滑轮；2W 。
三、练一练
1.2021年“烟花”台风登陆舟山市普陀区，我们金华也受到一定的影响，金满湖公园的一棵大树被吹倒，“胜哥”需要把它扶起，如图所示四种方案，最省力的方案是---（ ）
A. B. C. D.
2.如图所示，古代护城河上安装的吊桥，可以看成一个以O为支点的杠杆。一个人通过定滑轮，用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置。若绳子对桥板的拉力为F，L表示F的力臂。关于此过程中L及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是---( )
A. L始终在增加，FL始终在增加
B. L始终在增加，FL始终在减小
C. L先增加后减小，FL始终在减小
D. L先减小后增加，FL先减小后增加
3.用滑轮组提起重物时，下列措施中可以提高它的机械效率的是---( )
A. 增加动滑轮个数B. 加快提升的速度 C. 加大重物的质量 D. 加增提升的高度
4.下列关于机械的一些说法，正确的是---( )
A.机械的功率越大，做的功越多 B.机械效率越大，机械的功率就越大
C.使用省力的机械，可以提高机械做功的功率 D.任何机械都有摩擦，故都要做额外功
5.如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是---( )
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D.吊臂是一个省力的杠杆
6.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力“这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹赞测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是---( )
A. B. C. D.
7.质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦(g取10N/kg)，则---( )
A.作用在绳端的拉力F为6N
B.水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C.在2s内拉力F做功1.2J
D.在2s内拉力F的功率是1.8W
8.如图所示，虚线框内是滑轮组，其内部有定滑轮和动滑轮各一只。在拉力F的作用下，通过此滑轮组将重20N的物块匀速提升2m，物块上升的速度为0.2m/s，此过程中拉力F所做的功为44J．不计绳重和滑轮轴处的摩擦。则---( )
A.拉力F 作用点速度为0.1m/s
B.所用拉力F 的大小为11N
C.滑轮组内动滑轮重为4N
D.滑轮组的机械效率为80%
9.如图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）。则下列说法中正确的是---( )
A.F的大小为30N
B.2s内拉力F所做的功是12J
C.A物体滑动时受到的摩擦力为20N
D.当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动速度为0.2m/s
10.如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是---( )
A.用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B.若G1＝G2 ， 则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1＝G2 ， 则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1＝G2 ， 则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
11.如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是---( )
A. B. C. D.
12.小闹去山区旅游，坐在汽车里通过了弯弯绕绕很长一段路程来到了一座村庄。村民告诉她还只是在半山腰，她感到很惊讶。为什么汽车要走这么长的路程呢？小闹回校后请教了科学老师，并用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度。发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。
（1）由此她明白了“很长的山路”可使汽车爬坡时 （选填“省力”或“省功”）。
（2）一辆总质量为2000kg的汽车以10m/s的速度匀速通过一段长3750m的路程，提高250m，需要的时间为 s，所做的有用功为 J。（g 取 10 N/kg）
13.如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与 有关。设计一个简单的实验来验证这个想法：某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 有关。
14.如图所示的滑轮属于 ， 它是一个变形的 杠杆，使用它的好处是可以 。若要匀速提起重为50牛的物体G，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F等于 。
15.如图所示的滑轮属于 ， 它是一个 的杠杆，使用它的好处是可以 。若将重为50牛的物体G匀速提起，不计滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则拉力F等于 。
16.如图所示，物体G在水平拉力作用下向左匀速运动了0.3米，物体G受到的摩擦力为2牛，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F的大小为 拉力F做的功为 。
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