第十一章 简单机械
类型一 探究：杠杆的平衡条件
1．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，下列说法正确的是( )
A．拉力的力臂先变小后变大
B．阻力的力臂逐渐变小
C．拉力F先变小后变大
D．拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆
第1题图
2．如图所示，B为杠杆OA的中点，在B点挂一个20 N的重物，加在A点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)，则( )
第2题图
A．该杠杆一定是省力杠杆
B．该杠杆一定是费力杠杆
C．作用点在A点的最小动力等于10 N
D．物体的重力就是杠杆所受的阻力
3．下列工具属于费力杠杆的是( )
4．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图．
第4题图
5．用每个重0.5 N的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，请回答下列问题．
第5题图
(1)实验前杠杆处于图甲所示状态，我们应向 调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 ．
(2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码．
(3)重复实验，多次改变钩码数量及钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，实验所得的数据如表所示．
两个同学交流时，产生了一个想法：不选择杠杆的中点作支点，并用弹簧测力计在悬挂钩码的同一侧施加力的作用，会得出什么结论呢？他们按照图丙进行了探究．
①在保持杠杆在水平位置平衡的前提下，当弹簧测力计从图丙所示位置绕杠杆上的D点逆时针旋转到竖直位置的时候，弹簧测力计的示数会 (填“变大”“变小”或“不变”)；
②将弹簧测力计的拉力F1始终保持在竖直方向，改变其在杠杆上的作用点多次实验，发现杠杆平衡时，F1l1都与F2l2不相等，其原因可能是 ．
类型二 滑轮和机械效率
6．用动滑轮提起货物，分别沿三个不同方向匀速拉绳子，关于三个力的大小关系正确的是( )
A．F1>F2＝F3 B．F3>F2>F1
C．F1>F2>F3 D．F1＝F2＝F3
第6题图
7．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度，绳重和所有摩擦力忽略不计，在物体匀速上升的过程中( )
第7题图
A．图甲更省力，做功更少，机械效率甲图大
B．图甲更省力，做功一样多，机械效率一样大
C．图乙更省力，做功更多，机械效率乙图大
D．图甲更省力，做功更多，机械效率一样大
8．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450 N的物体A，使它5 s内在水平地面上匀速前进1 m，水平拉力F＝75 N，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是( )
第8题图
A．他做的总功是450 J
B．他做的有用功是75 J
C．拉力做功的功率是15 W
D．该滑轮组的机械效率是60%
9．用如图甲所示的滑轮组将重为700 N的物体匀速提升1 m，不计绳重和各种摩擦，滑轮组的部分数据如图乙所示，以下说法不正确的是( )
第9题图
A．拉力F做功1 000 J
B．绳子自由端移动的距离为3 m
C．只增大物体的重力，机械效率将大于70%
D．用任何机械都不省功，机械效率有可能超过100%
10．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越多的机械，机械效率越高
C．省力的机械也可以省功
D．功率大的机械，做功一定快
11．要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的一项是( )
A．尽可能使物体向上做加速运动
B．尽量选用轻质的动滑轮
C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油
D．适当增大被提升的物体重
第12题图
12．如图所示是一个动滑轮，其支点在 (填“A”“B”或“C”)点；若物体重为100 N，不计绳重、滑轮重及摩擦，想要省一半的力，需要沿 方向匀速提升物体．
13．如图所示，金属杆OA长4米，OC长2米，OD长3米，杆子质量均匀分布，将某物体放在C点，在A点用竖直向上的力F拉杠杆，使杠杆A点移动到B点，AB的长是0.6米，这个过程中，杠杆的效率为80%；如果将该物体放在D点，同样使点A移动到点B，那么杠杆的机械效率将 (填“变大”“变小”或“不变”)，此时效率是 ．(保留一位小数，△OAB近似看作直角三角形)
第13题图
14．某人站在地面上使用如图所示的滑轮组将物体提升，请用笔画线代替绳子画出绳子绕法．
第14题图
15．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示．
第15题图
(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动．第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N.
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是 ．
(3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 (填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (填“有关”或“无关”)．
(4)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 ．
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
D．增大物体提升的高度
16．如图所示，工人用200 N的拉力，在15 s的时间内，将重510 N的建筑材料提升到6 m高的楼顶上，不计绳重及摩擦，求：
(1)动滑轮的重力；
(2)拉力做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
第16题图第十一章 简单机械
类型一 探究：杠杆的平衡条件
1．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，下列说法正确的是( D )
A．拉力的力臂先变小后变大
B．阻力的力臂逐渐变小
C．拉力F先变小后变大
D．拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆
第1题图
2．如图所示，B为杠杆OA的中点，在B点挂一个20 N的重物，加在A点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)，则( C )
第2题图
A．该杠杆一定是省力杠杆
B．该杠杆一定是费力杠杆
C．作用点在A点的最小动力等于10 N
D．物体的重力就是杠杆所受的阻力
3．下列工具属于费力杠杆的是( A )
4．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图．
第4题图
如图所示：
第4题图
5．用每个重0.5 N的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，请回答下列问题．
第5题图
(1)实验前杠杆处于图甲所示状态，我们应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂．
(2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码．
(3)重复实验，多次改变钩码数量及钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，实验所得的数据如表所示．
两个同学交流时，产生了一个想法：不选择杠杆的中点作支点，并用弹簧测力计在悬挂钩码的同一侧施加力的作用，会得出什么结论呢？他们按照图丙进行了探究．
①在保持杠杆在水平位置平衡的前提下，当弹簧测力计从图丙所示位置绕杠杆上的D点逆时针旋转到竖直位置的时候，弹簧测力计的示数会变小(填“变大”“变小”或“不变”)；
②将弹簧测力计的拉力F1始终保持在竖直方向，改变其在杠杆上的作用点多次实验，发现杠杆平衡时，F1l1都与F2l2不相等，其原因可能是杠杆自重对杠杆平衡有影响．
类型二 滑轮和机械效率
6．用动滑轮提起货物，分别沿三个不同方向匀速拉绳子，关于三个力的大小关系正确的是( B )
A．F1>F2＝F3 B．F3>F2>F1
C．F1>F2>F3 D．F1＝F2＝F3
第6题图
7．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度，绳重和所有摩擦力忽略不计，在物体匀速上升的过程中( B )
第7题图
A．图甲更省力，做功更少，机械效率甲图大
B．图甲更省力，做功一样多，机械效率一样大
C．图乙更省力，做功更多，机械效率乙图大
D．图甲更省力，做功更多，机械效率一样大
8．如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450 N的物体A，使它5 s内在水平地面上匀速前进1 m，水平拉力F＝75 N，若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是( D )
第8题图
A．他做的总功是450 J
B．他做的有用功是75 J
C．拉力做功的功率是15 W
D．该滑轮组的机械效率是60%
9．用如图甲所示的滑轮组将重为700 N的物体匀速提升1 m，不计绳重和各种摩擦，滑轮组的部分数据如图乙所示，以下说法不正确的是( D )
第9题图
A．拉力F做功1 000 J
B．绳子自由端移动的距离为3 m
C．只增大物体的重力，机械效率将大于70%
D．用任何机械都不省功，机械效率有可能超过100%
10．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( D )
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越多的机械，机械效率越高
C．省力的机械也可以省功
D．功率大的机械，做功一定快
11．要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的一项是( A )
A．尽可能使物体向上做加速运动
B．尽量选用轻质的动滑轮
C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油
D．适当增大被提升的物体重
第12题图
12．如图所示是一个动滑轮，其支点在A(填“A”“B”或“C”)点；若物体重为100 N，不计绳重、滑轮重及摩擦，想要省一半的力，需要沿竖直方向匀速提升物体．
13．如图所示，金属杆OA长4米，OC长2米，OD长3米，杆子质量均匀分布，将某物体放在C点，在A点用竖直向上的力F拉杠杆，使杠杆A点移动到B点，AB的长是0.6米，这个过程中，杠杆的效率为80%；如果将该物体放在D点，同样使点A移动到点B，那么杠杆的机械效率将变大(填“变大”“变小”或“不变”)，此时效率是85.7%．(保留一位小数，△OAB近似看作直角三角形)
第13题图
14．某人站在地面上使用如图所示的滑轮组将物体提升，请用笔画线代替绳子画出绳子绕法．
第14题图
如图所示：
第14题图
15．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示．
第15题图
(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线(匀速)运动．第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N.
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是62.5%．
(3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大(填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关(填“有关”或“无关”)．
(4)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是B．
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
D．增大物体提升的高度
16．如图所示，工人用200 N的拉力，在15 s的时间内，将重510 N的建筑材料提升到6 m高的楼顶上，不计绳重及摩擦，求：
(1)动滑轮的重力；
(2)拉力做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率．
第16题图
解：(1)由图可知绳子段数n＝3，所以动滑轮的重力为
G动＝nF－G＝3×200 N－510 N＝90 N；
(2)由图可知n＝3，则绳子自由端移动距离为
s＝nh＝3×6 m＝18 m，
拉力做的功为
W总＝Fs＝200 N×18 m＝3 600 J，
拉力做功的功率为
P＝＝＝240 W；
(3)滑轮的有用功是克服建筑材料的重力做功，即滑轮组的机械效率为
η＝×100%＝×100%＝85%.
