第7节 简单机械
考点管理
考点1 杠杆
1.杠杆五要素
支点:杠杆可以绕其转动的点(O点)
动力:使杠杆 ____ 的力F1;
阻力: ____ 杠杆转动的力F2;
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离l1;
阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
2.杠杆的分类
等臂杠杆:动力臂 =____ 阻力臂, ______ ,不省距离。
省力杠杆:动力臂 >____ 阻力臂,省力, ______ 。
费力杠杆:动力臂 <____ 阻力臂, ____ ,省距离。
3.杠杆的平衡条件: F1×l1=F2×l2____ 。
01 经典例题
例1 使用杠杆_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)省功。如图中的起瓶器,它属于_ _ _ _ (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,它的支点是_ _ _ _ (选填“A”“B”“C”或“D”)。
例2 如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,其上部的手柄ABC可简化为图乙所示的杠杆,若F1=20N,AB=4cm,BC=6cm,忽略杠杆自身的重力,则( )
A.核桃钳为费力杠杆 B.核桃钳的支点B
C.F2的大小为30N D.F2的大小为50N
02 实战演练
1 [2024广西]社会责任 2024年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间,小明利用垃圾钳捡垃圾,并进行分类,如图所示。下列说法错误的是( )
A.保护环境,人人有责 B.垃圾钳是省力杠杆
C.可利用垃圾来发电 D.垃圾钳是费力杠杆
2 [2025四川巴中]晾晒相同的湿毛巾,下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是( )
A. B.
C. D.
3 日常生活 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列说法中正确的是( )
A.铡刀实质上是一种费力杠杆
B.使用该铡刀的目的是省功
C.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
D.甘蔗放在a点比b点更易被切断
4 [2025湖南长沙]下列属于费力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.独轮车
C.船桨 D.托盘天平
5 工程实践 如图是某中学物理兴趣小组的同学们自制的轻质拔草器,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,最费力的是哪幅图对应的操作( )
A. B.
C. D.
6 跨学科实践 在跨学科实践活动中,“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践活动,下面说法正确的是( )
A.如图甲,做仰卧起坐时,属于费力杠杆
B.如图乙,踮脚过程动力臂小于阻力臂
C.如图丙,做下压运动锻炼,动力臂如图所示
D.如图丁,手提重物时前臂是省力杠杆
7 传统文化 我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,就可以舂米)。下列分析正确的是( )
A.此装置是费力杠杆
B.使用此机械可以省功
C.石头被抬至最高处时动能最大
D.碓头较尖且粗糙,可以增大对稻谷的压力
8 [2025山东滨州]“秤砣虽小压千斤”,杆秤是中国最古老的称量工具,是我国的“国粹”之一。如图甲所示,当不挂秤砣时,在O点提起提纽,杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时,杆秤再次水平平衡,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中A点为杠杆的支点
B.若OB=5OA,则“秤砣”的质量为20g
C.若秤钩再加挂20g物体,秤砣向左移动可使杆秤再次平衡
D.如果“秤砣”磨损,则测量值比真实值偏小
9 [2025安徽]工程实践 图甲所示为自行车的手闸,将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆,忽略杠杆自身的重力,当杠杆平衡时,施加在B点的动力F1=15N,测得l1=12cm,l2=4cm,则阻力F2=_ _ _ _ N。
10 [2025江苏淮安]如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重物,在A端施加竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡。若保持杠杆位置不变,将力F顺时针从AB方向转动到AC方向,则该过程中力F的大小_ _ _ _ (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),力F与其力臂的乘积_ _ _ _ 。作出AC方向上的力F对应的力臂l。
11 [2025四川凉山]日常生活 如图甲所示,人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆,O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
12 [2025山西]图甲是L型应急防洪板,能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图,请你在图乙中,画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。
13 [2025广西]某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1) 实验前,若杠杆静止时的位置如图甲所示,则需要将杠杆左端的螺母向_ _ _ _ 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2) 实验操作中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(每个钩码所受重力均为0.5N),移动钩码位置,使杠杆重新水平平衡,如图乙所示,施加在杠杆右侧的力F1为1.5N,读出其对应的力臂l1为10.0cm,施加在杠杆左侧的力F2为_ _ _ _ N,读出其对应的力臂l2为_ _ _ _ cm。
(3) 改变F1和l1,相应调节F2和l2,再做几次实验,分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 用木棒撬动大石头时,固定支点位置后,如图丙所示,要想用较小的力撬动这块大石头,应将支点到手施力的作用线的距离_ _ _ _ (选填“增大”或“减小”)。
考点2 滑轮
1.定滑轮:轴固定不动。实质上是一个 ____ 杠杆。不省力,不省距离,但能 ____________ 。
2.动滑轮:轴随物体运动,实质上是一个 ____ 杠杆。省力,费距离。
01 经典例题
例 跨学科实践 科技小组制作的塔吊模型如图所示,关于滑轮,下列说法正确的是( )
A.滑轮1是定滑轮,使用定滑轮可以省力
B.滑轮2是动滑轮,使用动滑轮能改变动力方向
C.滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离
D.滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向
02 实战演练
1 [2025上海]如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时,下列说法正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F2>G
C.F1和F2是一对平衡力 D.F2和G是一对平衡力
2 [2025山东烟台]日常生活 为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A.是定滑轮,可以省力
B.是动滑轮,可以省力
C.是定滑轮,可以改变力的方向
D.是动滑轮,可以改变力的方向
3 如图所示,甲、乙两套滑轮组质量相同,在相同时间内,用它们分别将相同质量的重物匀速提升,绳端移动的距离相同,不计绳重和摩擦,在此过程中( )
A.两重物上升的速度大小相同
B.甲滑轮组绳端的拉力较大
C.两滑轮组绳端的拉力大小相同
D.乙滑轮组提升重物上升的高度较大
4 按要求作图。图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法。
5 [2025四川成都]在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2,则F1、F2的大小关系是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离是_ _ _ _ m。
6 小海利用家里衣架、瓶子等物品进行实验探究,如图甲他将原来处于静止的小卡片扭转一个角度,松手后,小卡片的运动状态_ _ _ _ (选填“会”或“不会”)改变,此时衣架起到了类似于_ _ _ _ 滑轮的作用。接着他用衣架和细线组装成图乙,当细线被拉下0.6m时,水瓶上升_ _ _ _ m。
7 [2025云南昆明模拟]如图所示为安装在玻璃内侧的百叶窗,当手拉住牵引绳向下用力时,百叶窗就会往上移动,这是因为在百叶窗的顶部用到了_ _ _ _ _ _ (选填“定滑轮”或“动滑轮”),它_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)省力。
8 [2025陕西榆林模拟]工人用如图所示的装置提升地板砖,已知该装置的托盘重100N,容量足够大,某种地板砖每块重120N,滑轮的摩擦和绳重忽略不计。质量为65kg的工人站在地面上,用此装置在4s内将6块地板砖匀速提升了2m,此装置的机械效率为80%,g取10N/kg。则工人做功的功率为_ _ _ _ W;工人用此装置一次最多能提升_ _ _ _ 块地板砖。利用该装置_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)省功。
考点3 机械效率
1.总功= ______ + ______ 。
2.机械效率公式:η= W有用W总____ 。
3.使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功 <____ 总功,所以机械效率总是 <____ 1的。机械效率通常是一个百分数。
01 经典例题
例 如图甲所示,工人用250N的拉力将质量为40kg的物体从地面运到10m高的楼上。物体上升高度h与时间t的关系如图乙所示,整个过程中工人所做的功为_ _ _ _ J,工人做功的功率为_ _ _ _ W,此装置的机械效率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。(g取10N/kg)
02 实战演练
1 [2025四川眉山]一台起重机将重2000N的货物在10s内匀速提高5m,如果额外功是10000J,则下列说法错误的是( )
A.起重机做的总功是20000J
B.起重机的功率是1000W
C.起重机的机械效率为50%
D.增大货物的质量,可以提高起重机的机械效率
2 如图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是( )
A.η甲=η乙 B.η甲>η乙 C.F甲=F乙 D.F甲3 日常生活 如图所示,是公共场所残疾人专用斜面通道。现将一位坐轮椅的老人沿4m长的斜面匀速推上0.6m高的平台,用时10s,平行于斜面向上的推力为150N,老人与轮椅总重700N,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.推力做功的功率为600W
B.轮椅沿该斜面运动时受到的摩擦力为30N
C.该斜面的机械效率为70%
D.沿该斜面上台阶与直接上台阶相比,可以省功
4 [2025河北唐山模拟]科技发展 4月24日神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功,中国载人航天在“东方红一号”发射55载之际开启第20次神舟问天之旅。如图甲所示,工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2t的飞船部件在10s内匀速提升3m,电动滑轮做的有用功和额外功比例分布图如图丙所示。g取10N/kg,以下分析正确的是( )
A.电动滑轮做的总功为8×104J
B.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
C.电动滑轮的功率为8×104W
D.适当增加滑轮重可以提高机械效率
5 传统文化 如图所示是《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,系紧在后轮轮轴上的绳索绕过斜板顶端的滑轮与斜板上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,该过程用时20s,已知斜板长2m,高0.8m,后轮轴施加在绳子上的力为1000N,不计绳重、滑轮与绳间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.该装置是一种费力机械
B.该装置的机械效率为80%
C.木箱与斜板之间的摩擦力为100N
D.绳子拉力的功率为40W
6 [2025重庆]在老旧小区改造中,工人用如图所示的装置把质量为60kg的材料从地面竖直匀速提高10m,则绳子自由端移动的距离是_ _ _ _ m,若拉力F为400N,这个装置的机械效率是_ _ _ _ %。
7 用如图甲所示的滑轮组匀速提升货物,每件货物重100N,每次提升的货物量不定。图乙是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像,则动滑轮重为_ _ _ _ N;某次将3件货物匀速提升5m,拉力F做功_ _ _ _ J,滑轮组的机械效率是_ _ _ _ _ _ _ _ 。(不考虑绳重和摩擦)
8 龙骨水车是一种古代灌溉农具,结构如图所示。使用时,将小龙头轴浸入低处的水中,踩动踏板,驱动大龙头轴转动,链条带动刮水板上行,可将低处的水灌溉到高处的农田中。请根据材料回答下列问题。
(1) 脚踩踏板驱动水车,水被匀速提高的过程中机械能将_ _ _ _ ;脚停止踩踏,刮水板不会马上停止,这是由于它具有_ _ _ _ 。
(2) 踩动踏板驱动大龙头轴以10圈/分钟的速度转动,转动一圈可带动刮水板运送24kg水到1m高的农田。若踩动踏板的平均功率为160W,该水车机械效率为_ _ _ _ _ _ _ _ ;请写出一条提升龙骨水车机械效率的具体措施_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
9 [2025安徽淮南模拟]如图所示,用一个滑轮组拉着一个重为600N物体在水平地面上匀速移动,已知物体在10s内移动了5m,物体受到地面的摩擦力为120N,拉力的大小F为50N。求:
(1) 在此过程中拉力做功的功率;
(2) 该滑轮组的机械效率。
10 [2025山东烟台]跨学科实践 为了方便快捷地从河中取水,小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”(图甲),其中无盖塑料瓶的质量为110g,容积为2.5L,瓶底有一圆孔,绳子穿过圆孔和瓶口,绳子上系一细棒A,A的长度大于圆孔的直径,绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B,小球体积为50cm3,密度为7.8×103kg/m3。打水时,人握住绳子上端,将“打水神器”抛入河水中,水逐渐进入瓶子(图乙)。水满后,将装置提起(图丙),然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中,松开绳子,水就自动地流进水桶(图丁)。忽略细棒与绳子的质量和体积,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1) 小球B的重力;
(2) 图乙中,假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的,且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触,当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时,瓶子底部受到细棒的压力;
(3) 图丙中,“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。
考点4 跨学科实践
1 [2025四川达州]传统文化 中药房使用的杆秤,在我国有几千年的历史。如图甲所示,盘中置物,手提提纽。右移秤砣,使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程,完成下列问题:
(1) 制作原理:杆秤是根据_ _ _ _ _ _ _ _ 条件制成。如图乙,用轻质木棒作为秤杆,细线系上一个质量为m的物体作为秤砣,空小盆挂在A点作为秤盘,在O点挂粗绳作为提纽,_ _ _ _ 点相当于杠杆的支点。
(2) 图乙中,秤盘内未放称量物,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记,该标记处对应的刻度为_ _ _ _ g。
(3) 图乙中,当称量物质量增大时,秤砣应向_ _ _ _ (选填“左”或“右”)移动。
(4) 为了增大杆秤测量范围,可采用_ _ _ _ (选填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。
(5) 该小组设计了一个测量秤砣密度的方案:在图乙中取下秤盘后,A端悬挂秤砣,在C端施加竖直向下拉力F1时,木棒水平平衡,如丙图;把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中,液体深度变化0.02m,液体对容器底部压强变化了160Pa,在C端施加竖直向下拉力F2时,木棒再次水平平衡,如图丁。已知F1:F2=11:10。秤砣密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ kg/m3(整个过程秤砣不吸液,液体未溢出,秤砣与容器底未接触,g取10N/kg)。
2 《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1) 如图甲所示的杆秤有两个提纽,使用_ _ _ _ (选填“提纽1”或“提纽2”)杆秤的测量范围更大一些。使用这两个提纽,零刻度线位置_ _ _ _ _ _ (选填“相同”或“不相同”)。
(2) 如图乙所示,小明用一根长为1m,分度值为1cm,质量为0.2kg粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作方法如下:
①他分别在米尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳(质量忽略不计)作为秤钩和提纽;
②接着他又找来一个质量为2kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,可以在秤杆上移动;
③小明认为秤钩上不挂重物时,移动秤砣,直到杆秤在水平位置平衡,此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线;为了使零刻度线正好在提纽处,应将秤钩换为质量为_ _ _ _ kg的秤盘;使用该自制杆秤最大能测量的物体质量为_ _ _ _ kg,分度值为_ _ _ _ kg。
考点5 实验突破
1 在“探究定滑轮的特点”的实验中,小明进行了如下实验。
(1) 实验中,小明用弹簧测力计沿竖直方向_ _ _ _ 拉钩码,使其缓缓上升,测量拉力F、绳端移动的距离s、钩码所受重力G及其上升的高度h。
(2) 为了多测几组数据,小明改变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,改变钩码上升高度,重复上述步骤。
(3) 将实验数据填入下表格中:
实验序号
拉绳子的力F/N
手移动的距离s/cm
钩码的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力的方向
1
0.6
10
0.5
10
向下
2
1.1
20
1.0
20
向下
3
1.7
30
1.5
30
向下
通过实验数据可得出,使用定滑轮_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)省力,但可以改变拉力的_ _ _ _ 。
2 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%
(1) 实验时应沿_ _ _ _ 方向匀速缓慢向上拉动弹簧测力计。
(2) 分析表中数据可知:第3次实验是利用了图_ _ _ _ (选填“甲”“乙”或“丙”)的装置完成的,它的机械效率η 为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是_ _ _ _ (选填“正确”或“错误”)的。
(4) 通过比较1、2两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物体的重力_ _ _ _ ,滑轮组的机械效率越高。
(5) 通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率_ _ _ _ 。
3 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1) 实验开始时,杠杆的位置如上图甲所示,杠杆此时处于_ _ _ _ (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向_ _ _ _ (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡。
(2) 要使图乙中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加_ _ _ _ N的拉力(每个钩码重力为0.5N)。当弹簧测力计倾斜拉杠杆,仍使杠杆保持水平位置平衡,弹簧测力计的示数将_ _ _ _ 。
(3) 小明用图丙装置进行探究,发现总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 如图丁所示,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA_ _ _ _ (选填“> ”“< ”或“=”)GB。
(5) 为了增大该杆秤的最大称量值,可以在原提纽位置O的_ _ _ _ (选填“左”或“右”)侧适当位置新增一个提纽。
4 小明途经蛇口市场时,见到有商人用图甲中的杆秤称量商品的质量。小明思考杆秤会在什么条件下水平平衡?于是他用图乙装置进行探究。
(1) 杆秤实质是一个杠杆,提纽处相当于杠杆的_ _ _ _ 。
(2) 小明先将杠杆安装到铁架台上,静止时如图乙所示,应将两端的平衡螺母向_ _ _ _ 侧适当调节,直至杠杆在水平位置平衡。
(3) 完成上述步骤后,在杠杆左右两侧悬挂相同数量的钩码,使杠杆水平平衡,读取力和力臂。下一步做法更合理的是_ _ _ _ _ _ 。
A.寻找规律,整理器材
B.改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次水平平衡
(4) 得出杠杆平衡条件后,小明进一步实验。如图丙所示,用弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转拉杠杆,杠杆始终保持水平平衡。该过程中弹簧测力计的示数将_ _ _ _ (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 如图甲所示,杆秤有两个提纽,使用提纽_ _ _ _ (选填“1”或“2”)杆秤的测量范围更大一些。
第7节 简单机械
考点管理
考点1 杠杆
01 经典例题
例1 不能; 省力; A
例2 D
02 实战演练
1.B
2.B
3.D
4.C
5.C
6.A
7.A
8.B
9.45
10.变大; 不变;
11.
12.
13.(1) 左
(2) 1; 15.0
(3) F1l1=F2l2
(4) 增大
考点2 滑轮
01 经典例题
例 D
02 实战演练
1.A
2.C
3.D
4.
5.F1=F2; 0.2
6.会; 定; 0.12
7.定滑轮; 不能
8.450; 9; 不能
考点3 机械效率
01 经典例题
例 5000; 125; 80%
02 实战演练
1.B
2.D
3.C
4.A
5.B
6.20; 75
7.100; 2000; 75%
8.(1) 增大; 惯性
(2) 25%; 在其他条件不变时,增大槽内板叶刮水的质量
9.(1) 解:由图可知动滑轮上的绳子段数为n=3,
拉力做的功:W=Fs绳=Fns物=50N×3×5m=750J,
拉力做功的功率:P=Wt=75W;
答:在此过程中拉力做功的功率为75W;
(2) 物体在水平地面上匀速移动,克服物体受到的摩擦力做的功是有用功,
故该滑轮组的机械效率:η=W有用W总=fs物Fs绳=fs物Fns物=fnF=120N3×50N×100%=80%。
答:该滑轮组的机械效率为80%。
10.(1) 解:小球体积为50cm3,密度为7.8×103kg/m3,则m=ρ球V球,重力为G=mg,代入数据解得G=3.9N;
答:小球B的重力为3.9N;
(2) 小球受到的浮力为F浮=ρ水gV排=(1×103×10×50×10?6)N=0.5N,
匀速下沉时,小球受力平衡,则绳子拉力F=G?F浮=3.4N,则细棒受到绳子的拉力为F'=F=3.4N,瓶子底部受到细棒的压力FN=F'=3.4N,
答:图乙中,瓶子底部受到细棒的压力为3.4N;
(3) 水满后,将装置提起,水的质量m水=ρ水V水=(1×103×2.5×10?3)kg=2.5kg,
则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率η=W有用?有用+W额外=G水hG水h+G球h+G瓶h=m水m水+m球+m瓶,
代入数据解得η=83.3%。
答:图丙中,“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率为83.3%。
考点4 跨学科实践
1.(1) 杠杆平衡; O
(2) 0
(3) 右
(4) 增大
(5) 8.8×103
2.(1) 提纽1; 不相同
(2) 1.6; 36; 0.4
考点5 实验突破
1.(1) 匀速
(2) 钩码的质量(或钩码的重力)
(3) 不能; 方向
2.(1) 竖直
(2) 丙; 80%
(3) 错误
(4) 越大
(5) 越低
3.(1) 平衡; 右
(2) 0.5; 变大
(3) 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
(4) >
(5) 右
4.(1) 支点
(2) 右
(3) B
(4) 变大; 动力臂变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,阻力、阻力臂不变,动力变大
(5) 1