第十一章 简单机械和功 复习教案 2023-2024学年苏科版物理九年级上册

《 简单机械和功 复习》研学案
一、知识梳理
1. 杠杆基本知识
定义 在力的作用下可绕一__________转动的硬棒叫杠杆
五 要 素 支点 杠杆绕着转动的点，一般用字母O 表示
动力 使杠杆转动的力，一般用字母F1 表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，一般用字母F2 表示
动力臂 从支点到______________的距离，一般用字母l1表示
阻力臂 从支点到______________的距离，一般用字母l2表示
说 明 ①动力、阻力都是杠杆受的力，所以作用点都在杠杆上； ②动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向相反； ③当力的作用线过支点时，该力的力臂为零
2. 杠杆平衡条件
状态 杠杆平衡是指杠杆 或 转动.
探 究 ①调节杠杆两端的 ，使杠杆在 平衡，这样做的目的是 。 ②实验过程中移动钩码位置使杠杆再次水平平衡，目的是便于从杠杆上直接读出 . ③改变钩码数量和位置，再多测几组数据，是为了分析杠杆平衡的普遍规律，避免实验偶然性。
结论 杠杆的平衡条件是： .
3. 杠杆的分类
名称 特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂 阻力臂 ________力、________距离 撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力杠杆 动力臂 阻力臂 ________力、________距离 缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿
等臂杠杆 动力臂 阻力臂 不省力、不费力 天平、定滑轮
4. 滑轮
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
示意图
实 质 ________杠杆 动力臂是阻力臂____倍的杠杆
力的关系 (F1，G)，不计滑轮重和摩擦 ____________ F1＝_____G ________
距离的关系(s，h) s＝h ________ ________
5. 功基本知识
定义 力与物体在________的方向上通过的________的乘积
两个必 要条件 ①对物体要有________的作用； ②物体要在力的方向上通过一定的________
公式 W＝________
单位 ________(符号：J)；1 J＝1 N·m
大小 把一只50g的鸡蛋从地上拿起举过头顶所做的功大约是1 J
6. 功率基本知识
定义 功与做功所用________的比叫功率
公式 P＝______ ＝ ______
单位 瓦(W)、千瓦(kW)；1 kW＝103 W
实验 估测上楼时的功率实验： ①实验器材：________________________________________ ②测量的物理量：____________________________________ ③表达式：________________________________
7. 机械效率基本知识
定义 有用功与总功的________
公式 η＝________×100%
实验 测滑轮组机械效率实验中： ①实验器材：________________________________________ ②测量的物理量：____________________________________ ③表达式：________________________________ ④讨论提高滑轮组机械效率的方法：_____________________________
二、考点归纳
考点1 杠杆的五要素
1．如图所示，用螺丝刀撬图钉，O为支点，请画出动力F1的力臂，，和阻力F2的示意图．
2．如图为用瓶起开启瓶盖的情景，关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是 ( )
考点2 杠杆的平衡条件
3．某同学做探究杠杆平衡条件的实验．
(1)实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在_______位置平衡；通过多次实验．该同学得到了杠杆的平衡条件．
(2)实验中，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5 N的钩码．用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，如图所示，测力计的示数是_______N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将_______（变大／不变／变小）．
4．如图所示，活塞式抽水机手柄可以看成是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，则 ( )
A．F1·OC＝F2·OA B．F1·OD＝F2·OB
C．F1·OE＝F2·OA D．F1·OE＝F2·OB
考点3 杠杆的分类
5．如图所示的钢丝钳是_______（省力／费力）杠杆，剪铁丝时动力臂长为10 cm，阻力臂长为2 cm，若铁丝被剪断需要800 N的力，小明至少用_______N的力才能将铁丝剪断．
6．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在起作用，两杠杆支点为O1、O2．则对应的杠杆分别为 ( )
A．省力杠杆 省力杠杆 B．省力杠杆 费力杠杆
C．费力杠杆 费力杠杆 D．费力杠杆 省力杠杆
考点4 杠杆的动态平衡分析
7．图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重300 N的物块，AO与OB长度之比为5：4．人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环，要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为_______N，人要不被拉起，则人重至少为_______N．与水平平衡相比，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将_______（变大／不变／变小）．
8．如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起．在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，则力F将 ( )
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．先变小后变大
考点5 杠杆的应用
9．如图所示是我们常用的指甲钳，使用时，通常把手放在_______ (A/B)点，锉刀上刻有花纹是为了增大_______．
10．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看成一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550 N．地面对手的支持力F的力臂是_______m，大小为_______N．
考点6 杠杆中的最小力问题
11．利用杠杆投掷石球，如图，作用在A点的力沿_______时最小．已知石球重100 N，OA：OB＝1：4，则作用在A点力的最小值为_______N．（不计杠杆自重及摩擦）
12．如图所示，在课桌的A点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬桌腿时C没有滑动，请画出这个力的示意图，并标出它的力臂l．
考点7 滑轮和滑轮组
13．如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是_______，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是_______．
14．某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知 ( )
A．A是动滑轮
B．B是定滑轮
C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升
D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
15．请在图中用笔画线代替绳子，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法．
考点8 功
16．下列过程中人对桶做功的是( )
A．提着桶站立不动
B．提着桶水平移动
C．提着桶站在匀速向上运动的电梯内
D．提着桶站在匀速水平运动的车厢内
17．小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对书所做功最接近于 ( )
A．0.02 J B．0.2 J C．2J D．20J
考点9 功率
18．小王沿水平方向用100 N的水平拉力拉小车，5s内小车前进了10 m，在此过程中，小车运动的速度为_______ m/s，拉力做功的功率为_______W．
19．体重60 kg的王健做引体向上，在1 min时间内完成了10个，每次上拉，身体重心上升30 cm，则他每完成一次引体向上做功_______J，1 min内的平均功率是_______W．(g取10 N/kg)
20．三名同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大，他们展开了如下的讨论：
甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；
乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；
丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较．
正确的是 ( )
A．甲、乙和丙 B．甲和乙 C．甲和丙 D．乙和丙
考点10 机械效率
21．甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则 ( )
A．甲吊车的电动机做的有用功较多 B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做的总功较多 D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
22．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比 ( )
A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
23．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是 ( )
A．若G1＝G2，拉力做的额外功相同
B．若G1＝G2，拉力做的总功相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
24．某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．
(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称为_______．
(2)下列是同学们提出的两个猜想：
猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．
(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、乙、丙和丁的滑轮组进行实验．
(a)按图_______滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_______（相等／不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
(b)按图_______滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是_______（正确／错误）的．
(4)接着，小组进行了实验验证．
25．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。
A：“探究杠杆的平衡条件”
（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于　 　（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将右端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量　 　。
（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1L1≠F2L2，其原因是：　 　。
B：“探究杠杆的机械效率”
如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点。（支点处摩擦忽略不计）
（3）他将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η＝　 　。（用物理量的符号表示）
（4）他将2个钩码悬挂在C点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则弹簧测力计的示数将　 　F1，此次拉力做的功将　 　第一次做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
26．工人利用如图所示的滑轮组将重400 N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250 N．
(1)滑轮组的机械效率是多少？
(2)不计绳重和摩擦，则动滑轮重为多少？
(3)若用此滑轮组将重900 N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力在这一过程中所做的功是多少？（不计绳重和摩擦力）
三、课后练习
1．如图听示，轻质杠杆ABO能绕O点自由转动．若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆_______（一定／不一定）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的方向是_______．
2．如图所示，A装置是_______滑轮，使用它的目的是_______．
3．小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，下列能帮助他得出正确结论的操作是 ( )
A．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉
B．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
C．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉
D．增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性
4．如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态．如果两侧各去掉一个钩码，下列说法正确的是( )
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法判断
5．如图所示是用羊角锤撬起钉子的示意图．为了撬起钉子，分别用四个力作用在锤柄的末端，其中最小的力是 ( )
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
6．重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置．在转动的过程中 ( )
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变小
C．动力F逐渐变大 D．动力F逐渐减小
7．小军学习了杠杆的知识后，想用公园的跷跷板来估测一块石头的重．如图所示，他将石头放在跷跷板A位置，自己坐在B位置上，跷跷板在水平位置平衡．若小军体重500 N，可估得石头的重约为 ( )
A．100 N B．250 N C．500 N D．1000 N
8．如图所示，轻质杠杆AOB处于静止状态，作出作用在A点的最小力F和力臂l．
9．雪撬是雪地常见的交通工具．若狗拉着雪橇以10 m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行．雪橇受到的阻力是200 N，则狗在5 min内做了_______J的功，功率为_______W．
10．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉至顶点A，已知AB>AC．如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1_______W2，P1_______P2．（>／＝／<）
第10题 第11题
11．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将两个相同的钩码提升10 cm，若不计绳子与滑轮的摩擦，_______（甲／乙）装置更省力．甲装置的机械效率_______（高于／等于／低于）乙装置的机械效率．
12．甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲>v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙，及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是 ( )
A．F甲>F乙 B．F甲W乙 D．W甲13．某同学的质量约为50 kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼，请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于 ( )
A．1W B．10W C．100 W D．1000 W
14．如图所示的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示 ( )
A．若作用于剪刀的动力是1N，则阻力是0.8 N
B．若作用于剪刀的阻力是1N，则动力是0.8 N
C．若作用于剪刀的动力做功1J，则有0.2 J的功用于剪纸
D．若作用于剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
15．有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是 ( )
A． B．
C． D．
16．如图所示（滑轮组的绕绳未画出）．人以600 N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10 s，使绳端向下移动了1.5 m，重物匀速上升了0.5 m，已知滑轮组的机械效率为70%.(g取10 N/kg)
(1)按题意画出滑轮组的绕绳．
(2)求人所做功的功率是多大？
(3)求被吊起的重物质量是多大？
参考答案
一、考点归纳
1．如图所示
2．D 　3．(1)水平　(2)1　变大　4．D　 5．省力 160　6．B 　7．375 　375　不变　8．B 　9．B　摩擦　10．1.5　330 11．B　 400 12．如图所示　13．乙　F1＝F3>F2
14．C 15．如图所示16．C 17．C 18．2 200 19．180 30 20．D 21．B 22．D 23．C 24．(1)控制变量法 (3)(a)甲、丙（或乙、丁） 相等 (b)甲、乙（或丙、丁） 正确
25. （1）平衡 右 力臂 （2）误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂 （3）×100%
（4）大于 小于
26．(1)80% (2)100 N (3)2000 J
二、课后练习
1．不一定　垂直于OA向上　2．定 可以改变用力的方向　3．B 　4．B　 5．A 　6．C 7．B　8．如图所示
9．6×105 2×103 10．＝ <　11．乙 等于 12．C　13．C　14．D　15．D　16．(1)如图所示 (2)90 W　(3)126 kg