(共17张PPT)
知识点一有用功、额外功和总功
1.用铁桶从井中打水,则此过程中
A.人对铁桶做的功是额外功
B.人对水做的功是额外功
C.人对水和铁桶做的功都是额外功
D.人对水和铁桶做的功都是有用功
2.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相
同高度,做的有用功
A.杠杆最多
B.动滑轮最多
C.滑轮组最多
D.一样多
3.小明同学的体重为500N,他用重为10N的水桶
提着重100N的水登上5m高的教室使用,在这
一过程中,他做的有用功和额外功分别是(
A.500J
50J
B.500J
2550J
C.550J
2500J
D.3000J
50J
知识点二
机械效率
5.下列关于机械效率的说法中,正确的是
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做的有用功越多,机械效率越高
C.做的总功越少,机械效率越高
D.额外功在总功中占的比例越小,机械效率越高
10.如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体
到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为
2.16J,则这个斜面的机械效率是
%,物
体受到的摩擦力是
N
11.(德阳中考)某建筑工地用如图所示的
滑轮组提升重物,工人对绳的拉力F为
400N,并能用10s的时间将96kg的重物
匀速提升2m,则拉力F的功率为
W,此时滑轮组的机械效率为
(不计绳重和摩擦,取g=10N/kg)
拉绳,使重1600N的重物匀速上升了5m,此过程
中克服绳重和摩擦做功500J,下列说法中正确的
是
A.拉力F做功为5×103J
B.缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C.动滑轮重为300N
D.滑轮组的机械效率为75%
13.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到
的数据如表所示,实验装置如图:
物理量
实验1
实验2
实验3
钩码重G/N
3
3
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力FN
2
3
2.5
绳端移动距离s/m
0.3
0.2
机械效率/%
50
50
80
以下说法不正确的是
A.通过表中数据可分析出实验1是用图甲做的
实验
B.实验时,应竖直匀速拉动弹簧测力
C.表中空白处的绳端移动距离为0.2m
D.分析数据可得出结论:通过增加物重,可以提
高滑轮组的机械效率
14.(内江中考)用如图甲所示的滑轮组运送货物上
楼,每件货物重100N,每次运送的量不定。图乙
记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物
重力增加而变化的图象,则测动滑轮重为
N;当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是
N。(不考虑绳重和摩擦)(共14张PPT)
探究一杠杆上的力和力臂
【例1】(威海中考)如图所示,轻质杠杆OA在路灯
和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状
态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和
阻力F,的示意图。
答图:
B
【分析】阻力F2的作用点在点A,方向向下,动力的
力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。由图可
知,杠杆的支点为O,过支点O向动力F1作用线引
垂线段,即为其力臂L1,阻力是灯对杠杆A点的拉
力,过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段,用
F2表示,即为阻力的示意图,如图所示。
A
答图:
F
A
G
【分析】(1)动力F最小时,其力臂最长,即为从支点
到动力作用点的距离为力臂L;(2)力和力臂是垂
直关系,故在A点作力臂L的垂线,方向向上,即
为最小动力F,如图。
○跟踪训练
1.如图所示,正确作出力F的力臂L的是(
A
B
C
2.自行车是一种简单、方便、环保的交通工具,它也
是简单机械的巧妙结合。如自行车的脚踏用到
了杠杆原理。作用在脚踏板上的力为F,则下列
图中能正确画出该力的力臂是
(
A
B
C
D
3.(南充中考)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点在竖
直平面内旋转,请在图中画出物体M所受重力G
和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。
B
M白
4.(南京中考)如图所示,是一个电热水壶的简易图,
在图中画出它所受重力的示意图(B为重心);用力
作用在壶盖上A点时,可将壶盖打开,请在A点画
出所需最小力F的示意图(O为支点)。
5.(武威中考)如图所示是羊角锤的示意图,请画出
用羊角锤橇铁钉时最小动力F,的示意图。
6.(达州中考)轻质杠杆OABC能够绕O点转动,
己知OA=BC=20cm,AB=30cm,在B点用细
线悬挂重为100N的物体G,为了使杠杆在如图
所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动
力的图示(不要求写出计算过程)。
C
B
G
7.定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示,某
人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已
知人手的拉力为F,钩码重力为G。请在图中标
出这个“杠杆”的支点O,画出拉力F和钩码重力
G及它们的力臂
探究二滑轮组的组装
【例3】(准安中考)在图中,画出使用滑轮组提升物
体时最省力的绳子绕法。
答图:
【分析】用滑轮组提升重物时,承担物重和动滑轮重
的绳子段数越多越省力,由一个定滑轮和一个动滑
轮组成的滑轮组,承担物重和动滑轮重的绳子段数
最多只能是3条,由“奇动偶定”原则知,绳子固定
端系在动滑轮框架上,由内向外依次缠绕。(共13张PPT)
探究一功率的测量
【例1】永州市向阳学校购买了一箱体育器材,该校
的九(三)班体育委员小军将它从一楼搬到四楼,小
群对小军在搬运器材过程中对箱子做功的功率进
行了测量。
(1)实验室可提供的器材有:天平、台秤、刻度尺、秒
表、滑轮组,小群从中选取了测量功率必需的三种
器材
和秒表。
(2)小群设计了下列测量步骤:
A.测量出箱子的
B.测出一楼到四楼的
;
C.测出小军上楼梯所用的时间
D.计算出小军搬运木箱做的功;
E.计算出小军搬运木箱做功的
(3)请你仿照时间、功两栏,将下列实验记录表格中
第一行的3个空格栏日(①、②、③)填写完整
时间
功/小
S
【解析】(1)(2)测量小军同学搬运器材过程中对箱
子微功的功率,需结合公式P-W_m血,m为箱
子的质量,为一楼到四楼的竖直高度,t为上楼所
用的时间,所以需要台秤测量箱子的质量、用刻
度尺测量一楼到四楼的竖直高度h,用秒表测量上
楼所用的时间,然后计算出功率的大小;(3)实验
数据的记录表格包括箱子的质量、楼梯高度、登楼
时间、功和功率这五个内容,记录数据如下:箱子的
质量/kg,一楼到四楼的高度/m,时间/s,功/J,功
率/W。
【答案】(1)台秤
刻度尺
(2)质量
高度功率
(3)①箱子的质量kg
②一楼到四楼的竖直高
度/m
③功率/W
○跟踪训练
1.跳绳是我市初中毕业生体育测试的项日之一,小
华想利用厅学的物理知识估测自己跳绳时克服
重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度(人的重心
上升的高度);
(3)用
(填测量器材)记录跳n次所用
的
(填物理量与其对应字母);
(4)计算出跳绳时克服重力的平均功率P一
(5)小华要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理
学角度为他提出一条合理的建议:
2.小明利用图示装置粗略测量小马
滑轮
达的功率。
细线
(1)观察实验装置,他是通过测量
细线对
做功的功率间
小马达
小桶
接测量马达功率的
(2)实验时,逐渐往挂在细线下的小桶里倒入沙
子,直到小桶恰好匀速上升。实验需要测量的物
理量有:小桶和沙子的总质量m、
小马达做功的
功率P=
(用所测量的物理量表示)。
(3)实验测出的小马达功率要比实际的小,理由
是:
探究二效率的测量
【例2】某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验
中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验如图
甲、乙、丙。
序号
1
2
3
钩码重G/N
2
4
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
有用功W有灯
0.2
0.4
0.4
测力计拉力F/N
0.9
1.6
1.1
测力计移动距离s/m
0.3
0.3
0.5
总功W总灯
0.27
0.48
0.55
机械效率门
74.1%
83.3%(共37张PPT)
知识点一定滑轮
1.学校旗杆顶装有定滑轮,这样做
A.既省力,也改变施力的方向
B.省力,但不改变施力的方向
C.不省力,但改变施力的方向
D.不省力,也不改变施力的方向
2.小明同学利用如图所示的装置将重物匀速提起,
若沿图中四种不同的方向匀速提升重物,则弹簧
测力计的示数大小关系是
A.F=F2=F-F
B.F1>F2>F3>F4
C.F1D.无法确定
3.小明健身用的拉力器结构如图所示。他用向下的
拉力拉动拉杆,使5kg的配重块在2s内匀速升高
40cm。配重块运动的速度o=
m/s,甲、
乙两个滑轮都是
滑轮。此过程中,不计
拉杆和绳的重力,小明用的力等于
N(g
取10N/kg)。
知识点二
动滑轮
5.(盐城中考)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重
物,这样做
A.省力,不改变施力的方问
B.不省力,改变施力的方向
C.既省力,也改变施力的方问
D.既不省力,也不改变施力的方向
9.(济宁中考)小可在A端用如图所示的
LLLLLL
动滑轮匀速提起200N的水桶,若不计
绳重、滑轮重及摩擦,测人拉绳子A端
的动力为
N;实际测量A端的
拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮
重为
N。
11.某工厂要搬运一台笨重的机器进车间,工人师
傅们设计了如下四种方案,机器下方的小圆表
示并排放置的圆形钢管,其中最省力的方案是
机器
机器
77777777777777777777777777777777
A
B
机器
机器
777777777777777777777777777777
99999999
C
D
12.如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A
沿竖直方向匀速上升。已知A的重力G=
100N,重物A上升速度为0.2m/s,不计绳与滑
轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和
滑轮上升的速度分别为
A.50N
0.4m/s
B.50N
0.1m/s
C.200N
0.4m/s
A
D.200N
0.1m/s
13.(绵阳中考)用水平力F,拉动如图所示装置,使
木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B
在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直
墙壁之间的水平绳的拉力大小为F,。不计滑
轮重和绳重,滑轮轴光滑。则F,与F2的大小
关系是
B
A.F=F,
B.F2C.F1=2F2
D.F1>2F2(共10张PPT)
探究一滑轮类
【例1】用一个动滑轮将500N的重物提高1m,所用
拉力为300N,绳自由端移动2m,则在此过程中,有
用功为
,额外功为
,机械效率为
【解析】提升重物所做的功是有用功,W有用=Gh=
500N×1m=500J;拉力所做的功是总功,拉力移动
距离s=2h=2X1m=2m,总功W总=Fs=300NX
2m=
600J;因为W意=W有用十W颜,所以额外功W颜
=W总-W有用=600J一500J=100J,机械效率为7
500J
=83.3%。
600J
【答案】500J
100J
83.3%
2.(襄阳中考)质量为60kg的工人用如图甲所示的
滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物
重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽
略不计。(g=10N/kg)
(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是
(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,
作用在钢绳上的拉力为400N,求拉力的功率。
(3)求动滑轮受到的重力。
(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,
此滑轮组的机械效率最大值是多少?
↑n1(%)
60--
300
G/N
甲
乙
探究二斜面类
【例2】如图,小王站在高3m、长6m的斜面顶端,将
重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端,拉力大
小恒为120N,所用时间是10s。求:
(1)木箱沿斜面方向的运动
速度。
(2)小王对木箱做功的功率。
(3)斜面的机械效率。
解:(1)==
6m
=0.6m/s;
10s
(2)小王对木箱做的总功:W总=Fs=120NX6m=
720J,功率:P=
W总720J
=72W;
10s
(3)小王对木箱做的有用功:W有用=Gh=200NX3m=
600J,1
声足X100%=
600J
W
720J
×100%=83.3%。
○跟踪训练
3.(烟台中考)往车上装重物时,常常用长木板搭个斜
面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3m长
的斜面,把120kg的重物提高1m,假设斜面很光滑,
则需要施加的推力为
N,若实际用力为500N,
斜面的机械效率为
,重物受到的摩擦力为
N(g取1ON/kg)。
探究三杠杆类
【例3】由于在使用杠杆时的摩擦非常小,故杠杆是
一种机械效率非常高的简单机械。如图所示,若用
一根机械效率为90%的杠杆将一个重720N的物
体提升5cm,在这个过程中:
(1)有用功为多少?
(2)需要做多少总功?
(3)若手对杠杆向下的力为
200N,杠杆的动力作用点移
动的距离为多少?
解:(1)有用功W有=G=
720N×5×10-2m=36J;
(2)总功W总=
W右=36J
=
90%
40J;(3)由W总=Fs
7
W总
得,动力作用点移动的距离、=
40J
=0.2m
200N
=20cm。(共37张PPT)
2.如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆平
衡,要在A端加一个力,下列说法正确的是(
D
A.F,的力臂为OD
B.F2的力臂为AD
C.F3的力臂为OA
D.三个方向力的大小一样
3.(河南中考)如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一
杠杆,不计自重。下图能正确表示它工作的示意
图的是
F
A
B
F
C
D
知识点二
杠杆的平衡条件
4.(哈尔滨中考)质地均匀的杠杆,每个钩码重
0.5N。下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡
的是(杠杆上有等间隔的刻度)
5.在图中,手持弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆处
于平衡状态,测力计的示数是15N,若OB
30cm,AB=20cm,则物体重为
A
A.15N
B.45N
C.30N
D.22.5N
6.(齐齐哈尔中考)小红和小君探究“杠杆的平衡条
件”时,使用的每个钩码质量均为50g,杠杆上相
邻刻度线间的距离相等。如图甲所示,为使杠杆
在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向
(填“A”或“B”)端调节。如图乙所示,杠
杆水平平衡后,在杠杆的C点挂4个钩码,在D
点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆仍保持
水平平衡,则弹簧测力计的示数为
N。
B
甲
7.(准安中考)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验
中:
B
甲
(1)实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平
衡,日的之一是方便测量
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂4个钩码,要
使杠杆在水平位置平衡,在杠杆B处挂
个
钩码(实验中所用的钩码均相同);
10.(黑龙江中考)如图所示,在刻度均匀的轻质杠
杆的A点悬挂一个重为4N的物体,在B点施
加一个竖直向下的作用力F,使杠杆在水平位
置保持平衡,则F=
N;若保持物体悬挂
的位置不变,改变力F的方向(如图虚线所示),
杠杆仍在水平位置保持平衡,则力F将
(填“不变”“变大”或“变小”)。
A
B
白
11.(济宁中考)请你设计两种方案并分别在图中标
出钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。
方案
方案二
12.(荆州中考)小华做“探究杠杆平衡条件”实验的
装置如图,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
甲
(1)杠杆在如图甲的位置静止时
(填
“是”或“不是”)处于平衡状态的。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向
(填“左”或“右”)端调节。(共13张PPT)
○考点1力臂的画法
【例1】如图示,杠杆OBA处于平衡状态,请分别
画出F1的力臂l1和F2的力臂l2。
B
A
>F
【解析】力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确
定杠杆的支点;②确定力的作用点和力的方向,画
出力的作用线;③从支点向力的作用线作垂线,支
点到垂足的距离就是力臂。
【答案】如图所示
B
A
>F
◎针对练1
1.(昆明中考)请画出图中力F的力臂,并以“L”表
示。
G
2.(广东中考)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转
动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L。
Lkikiitie
分
B
A
B
(1)此时物体B的重力是多少?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变,在C处挂
上不同重力的物体,移动物体A的位置,使硬棒在水
平位置平衡,分别在OE上标出相应的重力值所对
应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力
的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀?请说明理由。
【解析】(1)根据杠杆平衡原理Fl1=F2l2得GB×
6cm=8NX18cm,求得GB=24N。
(2)刻度均匀。设待测物体重为G,物体A距离○
,点为l;根据杠杆平衡原理FU1=F,l2得GXOC=
G,×4,1=G,因为是定,所以1与G成
正比。
【答案】(1)物体B的重力是24N
(2)该杠杆的刻
度是均匀的1-C·G.因为8
是定值,所以与
G成正比。
4.(南京中考)如图所示为一拉杆旅行箱的示意图,
将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直
方向,A为拉杆端点,已知箱重为250N,OA为
120cm,OC为24cm。
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静
止,则动力F的力臂为
cm,大小为
N
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为
N
(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样
使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将
(填“变大”“变小”或“不变”)。
⊙考点3机械效率的计算
【例3】用如图所示的滑轮组提升重200N
2∠2L2L212
的物体时,滑轮组的机械效率为83.3%,
不计绳重和摩擦
(1)求作用在绳自由端的拉力F的大小。
(2)若所提升的重物为800N,求滑轮组
的机械效率
。
【解析】(1)求绳自由端的拉力F,在不计绳重和摩
擦的情况下可有两种方法求解:一是由力的平衡知
识求,F(G
十G动);二是由?
G物h
Fs
求。此题
中由于G动未知,所以用第二种方法求。
C几求刃。在G已知的情况下还必须先
(2)由0=
道F,而F=
号(G十G动),由题千的条件求得G,
3
便可知第2次绳自由端的拉力,进而求得第2次的
机械效率