3.4 简单机械(1)
1．如图，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间，图钉作为杠杆，其支点是(C)
A．A点 B．B点 C．C点 D．O点
,(第1题)) ,(第2题))
2．如图所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是(C)
A. 这不能看做杠杆，因为油桶是圆的
B. 这不能看做杠杆，因为没有支点
C. 这可以看做杠杆，因为满足杠杆的所有条件
D. 这可以看做杠杆，支点就是横截面的圆心
3．如图是一个瓶盖起子，请标出支点O和阻力F2。
4．如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB。线段__OA__(填“OA”“AB”或“OB”)表示力F的力臂。
5．地震发生后，救援队员利用各种器材展开抢险救灾。
(1)利用如图甲所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳__是__(填“是”或“不是”)杠杆。
(第5题)
(2)使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图乙所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，则撬棒的支点是__A__点；若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，则撬棒的支点是__C__点。
6．如图所示为小阳做俯卧撑时的示意图，A点为重心，请画出以O点为支点时重力G的力臂L和水平地面对手的支持力F的示意图。
,(第6题))
(第7题)
7．如图所示，人体前臂可以看做杠杆，当屈肘将手中的重物举起时，阻力臂大小将__减小__(填“增大”或“减小”)。
【解析】 屈肘将手中的重物举起时，支点到阻力作用线的距离减小，阻力臂将减小。
(第8题)
8．如图所示，O为支点，L1为动力F1的力臂，请作出此杠杆的动力F1和阻力F2的示意图。
【解析】 过动力臂端点斜向上作垂线，与杠杆的交点为动力F1的作用点，再过物体的重心竖直向下作F2，即为阻力，如解图。
9．图甲是一台某种型号吊车的示意图，吊车自身的重力为G。为防止吊起过重的货物时向后翻倒，在吊起货物前，采取了如下措施：把位于吊车四周略比车身宽一点的前后两组支撑柱放下，如图乙所示。则放下支撑柱后，吊车对地面的压强变小(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。如果把整个吊车视为一个杠杆，那么在图示吊起重物的情形下，支撑柱放下前后相比较，吊车的重力G的力臂变大。
【解析】 由图甲到图乙，整个设备的重力没有变化，即汽车对地面的压力不变，而受力面积由于支撑柱的放下增大了，由此可知吊车对地面的压强减小了。如果把整个吊车视为一个杠杆，那么在图示吊起重物的情形下，支撑柱放下前，支点是汽车的最后面的车轮；支撑柱放下后，支点是汽车后面的支撑柱，由于支点后移，所以吊车重力的力臂变大。
课件7张PPT。3.4 简单机械(1)反思3.4 简单机械(2)
1．如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使杠杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样的钩码的个数为(A)
A. 6个 B. 4个 D. 3个 D. 2个
,(第1题))
(第2题)
2．在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间点O自由转动。每个钩码的质量为200克，A、B、C、D、E、F为挂钩，已知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的连线与EDF的连线垂直。现在B处挂2个钩码，D处挂1个钩码，木板在水平位置平衡(如图所示)。下列做法不能使木板重新平衡的是(A)
A. 在B、D两处各加挂1个钩码
B. 在B处加挂2个钩码，D处加挂1个钩码
C. B处挂2个钩码不变，把D处的1个钩码挂在E处
D. B处挂2个钩码不变，把D处的1个钩码挂在F处
3．在探究杠杆平衡条件的实验中，需记录动力、动力臂、__阻力__和阻力臂，为便于直接在杠杆上读出力臂的数值，应使杠杆在__水平__位置保持平衡。
(第4题)
4．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，调节杠杆在水平位置平衡后，在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5牛)，用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点，使杠杆再次平衡，则弹簧测力计的示数为__1__牛；将弹簧测力计转向图中虚线方向的过程中，始终保持杠杆平衡，则弹簧测力计的示数将__变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。
5．小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向__左__(填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
,(第5题))
(2)得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂l1的数据，并绘制了F1与l1的关系图像如图所示，请根据图像推算，当l1为0.1米时，F1为__6__牛。
6．小张在探究杠杆平衡条件的实验中，实验器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)小张将实验数据记录在表中：
次数
动力/牛
动力臂/厘米
阻力/牛
阻力臂/厘米
1
1
10
2
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2
15
1.5
▲
表格中▲处的实验数据是__20__。
(2)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了__④__(填序号)。
①减小摩擦
②多次测量取平均值减小误差
③使每组数据更准确
④获取多组实验数据归纳出一般规律
7．小梅在科学老师的指导下，利用重物、细线、若干钩码及杠杆来探究杠杆平衡的条件。
(第7题)
(1)实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系。于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂l1记录下来。接下来，她要改变钩码数量并移动其悬挂的位置，多次重复实验，并把相应的数据记录下来。
(2)小梅通过实验得到的实验数据如表所示。
实验序号
动力F1/牛
动力臂l1/米
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表中的数据，小梅得出的结论是：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂l1跟动力F1成反比例关系。
(第8题)
8．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F(A)
A. 变小 B. 变大
C. 不变 D. 先变大后变小
导学号：64174004
【解析】 设长木板长为l，则动力臂为l，杠杆受到物体的压力(阻力)F′＝G，阻力臂为l2，因为杠杆平衡，所以F×l＝F′×l2＝G×l2，故F＝。由此可知，当物块向左匀速滑动时，l2变小，F变小。
9．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码的重力均相等，杠杆刻度均匀。
,(第9题))
(1)平衡时，应该让杠杆静止在__水平__位置。
(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5牛，动力臂l1＝0.1米，阻力F2＝1牛，则阻力臂l2＝__0.15__米。
(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是__A__(填字母)。
A. 铁架台自身的重力足够大
B. 单个钩码的重力不完全相等
C. 悬挂钩码的绳套重力偏大
D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1l1＝F3l3＋F2l2(F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示)。
【解析】 (1)为了便于从杠杆上直接读取力臂，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡。(2)根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，1.5 牛×0.1 米＝1 牛×l2，l2＝0.15 米。(3)铁架台自身的重力足够大的目的是使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响；单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响；悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响；杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏度，对测量结果造成误差。(4)设一个钩码的重力为G，杠杆一小格的长度为l，根据杠杆平衡条件可知，杠杆右侧有两个力作用，力和力臂的乘积分别为F3l3＝2G×2l＝4Gl，F2l2＝2G×4l＝8Gl，杠杆左侧F1l1＝4G×3l＝12Gl，则有F3l3＋F2l2＝F1l1。
(第10题)
10．如图所示，用作用在A端的力F将均匀木棒从图示位置慢慢拉到接近水平位置，判断拉力F的大小变化情况。
(1)拉力F始终沿水平方向。
(2)拉力F始终沿竖直方向。
【解】 (1)拉力F始终沿水平方向时，F的力臂减小；而木棒G的力臂增大，所以F逐渐增大。(2)拉力F始终沿竖直方向时，F与G的力臂同时增大，且它们力臂的比值始终等于2∶1，所以F不变。
(第11题)
11．如图所示，高0.8米、重1100牛、均匀的圆柱形木柱M，截面半径为0.3米，将它竖直放在水平地面上时，木柱所受的重力与地面对它的支持力是一对__平衡__力；若要使木柱的A点离开地面，至少需要用多大的力？
【解析】 圆柱在重力和支持力作用下，处于静止状态，则重力和支持力是一对平衡力。
由F·l＝G·r可得F＝G，
已知G和r是定值，则l越大所需动力越小，
l最大＝＝1米，
F最小＝G＝×1100牛＝330牛。
课件7张PPT。3.4 简单机械(2)3.4 简单机械(3)
1．如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是(A)
,A. 剪头发的剪刀) , B. 自行车的脚踏板)
,C. 剪铁丝的手钳) ,D. 自行车的刹车闸 )
2．如图所示，OA＝25厘米，OB＝20厘米，OC＝20厘米，AC＝15厘米，B点所挂物体重为45牛，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为(B)
A. 36牛 B. 45牛
C. 50牛 D. 60牛
,(第2题)) ,(第3题))
3．踮脚是一项很好的有氧运动(如图所示)，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是(C)
A. 脚后跟是支点，是省力杠杆
B. 脚后跟是支点，是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
4．如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(C)
A. 还继续处于水平平衡
B. 右端上升，左端下降
C. 右端下降，左端上升
D. 无法确定杠杆的运动状态
,(第4题)) ,(第5题))
5．在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理，如图为引擎盖的受力分析模型图，引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图可知，该杠杆属于__省力__杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐__变小__。
6．如图所示是自行车手刹示意图，手刹是一个简单机械，这种简单机械的名称是__杠杆__，当图中手对车刹的作用力F＝10牛时，刹车拉线受到力的大小为__40__牛。
,(第6题)) ,(第7题))
7．列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，货物均匀地摆在车内。当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时小推车可视为杠杆，支点是__C__点；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是__B__点，这种情况下小推车可视为__省__力杠杆。
(第8题)
8．如图所示，小王用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块，若撬棒C点受到石块的压力是1500牛，且AB＝1.5米，BC＝0.3米，CD＝0.2米，则要撬动该石块所用的最小力为多少牛？
【解】 当以B点为支点时，
1500牛×BC＝F1×AB，
F1＝＝300牛；
当以D点为支点时，
1500牛×CD＝F2×AD，
F2＝＝150牛。
故要撬动石块所用的最小力为150牛。
(第9题)
9．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，已知杠杆上每小格长度为2厘米，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是(D)
A. 动力臂为0.08米
B. 此杠杆为省力杠杆
C. 弹簧测力计的示数为4牛
D. 钩码总重为2牛
【解析】 当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，此时动力臂l1＝×2厘米×4＝4厘米，故A错误；阻力臂l2＝3×2厘米＝6厘米，l1(第10题)
10．如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为(D)
A. 1∶1 B. 1∶2
C. 2∶1 D. 4∶1
导学号：64174005
【解析】 设杠杆上每一小格长度为l，根据杠杆平衡条件得G甲×4l＝G乙×8l，因为G＝mg＝ρVg，可得ρ甲V甲g×4l＝ρ乙V乙g×8l，则甲、乙两个物块的密度之比为4∶1。
11．如图所示，有一足够长的刚性轻板(不易弯曲，且不计本身重量)，A端用绳系住，并将绳的另一端固定在地面上，绳能承受的最大拉力为FM＝1000牛，用一支架将轻板支撑在O处，板刚好水平。设OA＝0.5米，有一个重为200牛的小孩，从O点开始出发，以v＝0.25米/秒的速度向另一端缓慢行走。求：
(1)行走1.5秒后绳的拉力。
(2)行走多长时间，刚好绳被拉断？
导学号：64174006
【解】 (1)s＝vt＝0.25米/秒×1.5秒＝0.375米，
F人·s＝Fx·OA，
Fx＝F人·＝200牛×＝150牛。
(2)F人·lx＝FM·OA，
lx＝·OA＝×0.5米＝2.5米，
tx＝＝＝10秒。
(第12题)
12．如图所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动。重力为100牛的物体挂在OA的中点处。已知OA＝40厘米，AB＝30厘米，OA垂直于AB，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，那么作用于B端最小的力的力臂等于多少？最小的力为多少牛？请在图中画出该力臂以及最小力。
【解】 要求动力最小，则所需动力臂最大，支点与动力作用点的连线为最大力臂，则最小动力过动力作用点B与OB垂直，如图。根据勾股定理，l1＝OB＝＝厘米＝50厘米，l2＝＝＝20厘米，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，可得F1＝＝＝40牛。
课件8张PPT。3.4 简单机械(3)3.4 简单机械(4)
1．如图所示为工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是(D)
,A) ,B) ,C) ,D)
2．如图所示，用重为0.2牛的动滑轮将重2牛的物体匀速提升，不计摩擦和绳重，则所用的拉力为(B)
A. 1牛 B. 1.1牛 C. 1.2牛 D. 2.2牛
,(第2题)) ,(第3题))
3．利用如图所示的装置，工人用力F把重为100 牛的物体以0.2米/秒的速度匀速提升6 米。若不计绳重和摩擦，则这一过程中(C)
A. 拉力F的大小为50牛
B. 绳子自由端的速度为0.4米/秒
C. 拉力F所做的功为600焦
D. 拉力F的功率为10瓦
4．如图所示的几种简单机械，下列有关说法中正确的是(D)
A. 图甲所示的装置中AB为动力臂
B. 使用图乙所示的装置可省一半的力
C. 图丙所示的装置是一种等臂杠杆
D. 图丁所示的汽车方向盘也是一种杠杆
(第5题)
5．如图甲、乙所示，分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体，图__乙__中的滑轮可以看做省力杠杆；图甲中，若不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为__10__牛。
6．小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200牛的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子A端的拉力为__100__牛；实际测量A端的拉力为110牛，不计绳重及摩擦，则滑轮重为__20__牛。
,(第6题)) ,(第7题))
7．如图所示，工人利用滑轮组将200牛的重物匀速向上提升到2米高的平台上，则他所用的拉力为__100__牛，绳子自由端向下移动的距离为__4__米。(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
8．如图所示的动滑轮，在用它把重15牛的物体匀速提升的过程中，弹簧测力计的示数是10牛，则拉力F＝__10__牛，若不计绳重和摩擦，则动滑轮重为__5__牛。若重物上升的速度为1米/秒，则绳子自由端移动的速度为__2__米/秒。
,(第8题)) ,(第9题))
9．一装置如图所示，已知物体在拉力F作用下处于静止状态，不计滑轮重，若弹簧测力计示数为10牛，则拉力F＝__5__牛。
(第10题)
10．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是(C)
A. F甲＜F乙、P甲＝P乙 B. F甲＞F乙、P甲＞P乙
C. F甲＞F乙、P甲＝P乙 D. F甲＜F乙、P甲＜P乙
【解析】 图甲中，F甲＝2G, v甲＝v物，P甲＝F甲v甲＝2G×v物＝Gv物，图乙中，F乙＝G，v乙＝2v物，P乙＝F乙v乙＝G×2v物＝Gv物。故F甲>F乙，P甲＝P乙。
(第11题)
11．如图所示为工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物的情景。已知重物所受的重力为700牛，当他沿水平方向用400牛的力拉重物时，重物恰好做匀速直线运动。不计绳重及摩擦，下列说法中，正确的是(A)
A. 该滑轮组的动滑轮所受重力为100牛
B. 若工人拉动绳子的速度为0.5 米/秒，则4秒后，绳子的拉力所做的功为1400焦
C. 当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳子自由端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同
D. 若将重物换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力
【解析】 不计绳重及摩擦，对动滑轮进行受力分析，F＝(G物＋G动)，则动滑轮所受的重力G动＝2F－G物＝2×400牛－700牛＝100牛，故A正确；绳子移动的距离s＝vt＝0.5米/秒×4秒＝2秒，绳子的拉力所做的功W＝Fs＝400牛×2米＝800焦，故B错误；根据拉力做功公式W＝Fs可知，当工人用等大的力拉动绳子运动相同距离时，所做的功相同，与绳子的速度无关，故C错误；不计绳重及摩擦，工人所用拉力F＝(G物＋G动)，当重物换为质量更大的物体时，F将变大，即工人拉绳更费力，故D错误。
(第12题)
12．如图所示，物重为20牛，当滑轮在力F的作用下以1米/秒的速度匀速上升时，物体的速度是__2__米/秒，滑轮和绳的重力以及摩擦不计，拉力F为__40__牛。若滑轮重2牛，则此时拉力F为__42__牛。
【解析】 若滑轮上升1米，物体将上升2米，所以物体的速度是滑轮速度的2倍，即v＝2米/秒。根据受力平衡可知F＝2G＝40牛，若滑轮重2牛，F′＝2G＋G滑＝42牛。
(第13题)
13．如图所示，有一底面积S＝1000厘米2，高2.1米的圆柱形容器中盛有水，水面高度H＝1.8米。在水中有一边长为10厘米的立方体物块，该物块的密度为ρ＝2.5×103千克/米3。开始时，物块在滑轮组(不计摩擦及绳子和滑轮重力)的作用下静止在水中，且下表面与容器底面间并未接触，现拉着物块以v＝0.2米/秒的速度匀速上升10秒。如果图中各绳子都不会被拉断，则物块匀速上升过程中，拉力F的最大值和最小值分别是多少？(g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3)导学号：64174007
【解】 物体体积V＝(10×10－2米)3＝10－3米3，所受重力G＝mg＝ρVg＝2.5×103千克/米3×10－3米3×10牛/千克＝25牛。物体匀速上升10秒通过的路程s＝vt＝0.2米/秒×10秒＝2米＞1.8米(容器内水面高度H)，所以物体最终会离开水面。物体浸没在水中匀速上升，还未露出水面时，物体受力平衡，2F＋F浮＝G物，F浮不变且最大，F＝(G物－F浮)，此过程中拉力最小。物体浸没时受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×10－3米3＝10牛，通过动滑轮绳子的股数n＝2，拉力F的最小值Fmin＝(G物－F浮)＝(25牛－10牛)＝7.5牛。当物体离开水面后，拉力F最大，Fmax＝G物＝×25牛＝12.5牛。
(第14题)
14．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们。
(1)两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组。
(2)若小华所用的拉力为20牛，则小明和小杰受到的拉力分别为多大？(摩擦忽略不计)
【解】 (2)绳子自由端拉力F＝20牛，表示每股绳子承受的拉力是20牛。小明所握木棍拉着6股绳子，F小明＝6F＝120牛；小杰所握木棍拉着7股绳子，F小杰＝7F＝140牛。
课件7张PPT。3.4 简单机械(4)3.4 简单机械(5)
(第1题)
1．小聪为测量如图所示滑轮组的机械效率，先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1＞h2)。对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度)(C)
A. s1＝s2
B. H1＝H2
C. η1＝η2
D. W有用1＝W有用2
2．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦)。下列说法正确的是(B)
A. 拉力F1小于拉力F2
B. 甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C. 甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D. 甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
,(第2题)) ,(第3题))
3．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1牛，小强用6牛的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10牛的物体，物体沿竖直方向上升0.4米。此过程中，额外功和机械效率分别是(C)
A. 0.4焦、83.3% B. 0.8焦、91.7%
C. 0.8焦、83.3% D. 0.4焦、91.7%
4．如图所示，用沿斜面向上、大小为7.5牛的拉力F将一个重10牛的物体匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5米，上升的高度h为3米，则人对物体做的有用功是__30__焦，斜面的机械效率为__80%__。在高度相同时，斜面越长越__省力__(填“省力”或“费力”)。
,(第4题))
(第5题)
5．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲__＞__(填“＞”“＜”或“＝”，下同)η乙；若FA＝FB，则GA__＜__GB。
6．小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
(1)在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
,(第6题)) ,(第6题解))
(2)绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500牛，货物在1分钟内匀速上升了5米，滑轮组的机械效率为__80%__。如果货物重600牛，把货物提升5米，此时拉力做的功为4000焦，滑轮组的机械效率为__75%__。
7．如图甲所示，用滑轮组提升矿井内重为7840牛的物体M，汽车匀速前进了20米。此过程中，汽车拉力F所做的功W随汽车运动的距离s的变化关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，动滑轮重力不可忽略。
(1)由图可知，拉力F总共做的功W＝8×104焦。
(2)物体M上升的高度是__10__米。
(3)该滑轮组的机械效率为多大？
【解】 W有用＝GMh＝7840牛×10米＝7.84×104焦，
η＝＝＝98%。
8．图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s，改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图乙)，此过程中滑轮组(D)
,(第8题))
A. 总功为 B. 额外功为F1s
C. 机械效率为 D. 额外功为3F2s－F1s
导学号：64174008
【解析】 图甲中，因为物体做匀速运动，拉力和摩擦力平衡，所以F1＝f；图乙中，同一物体在同一路面上匀速运动，因为压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，物体A受到的摩擦力仍为f＝F1，拉力所做的功是总功，使用滑轮组时其通过的距离为3s，滑轮组的总功W总＝F2×3s＝3F2s，此滑轮组的有用功W有用＝fs＝F1s，则额外功W额＝W总－W有用＝3F2s－F1s，机械效率η＝＝＝。
9．质量为8吨的某载重汽车，额定功率为240千瓦，车上装有12吨的砂石。汽车先以36千米/时的速度、220千瓦的功率在平直的路面上匀速行驶了5分钟，然后又以额定功率用了2分钟的时间，把砂石从山坡脚下送到了60米高的坡顶施工场地。求：
(1)汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力。
(2)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率。
【解】 (1)W1＝Pt1＝220×103瓦×5×60秒＝6.6×107焦，
v＝36千米/时＝10米/秒，
f＝F＝＝＝2.2×104牛。
(2)W总＝P额t2＝240×103瓦×2×60秒＝
2．88×107焦，
G砂＝m砂g＝12×103千克×10牛/千克＝
1．2×105牛，
W有用＝G砂h＝1.2×105牛×60米＝7.2×106焦，
η＝×100%＝×100%＝25%。
(第10题)
10．下面是小明的“测量滑轮组的机械效率”实验报告。
实验名称：测量滑轮组的机械效率。
实验步骤：
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
②按如图安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
③拉动弹簧测力计并读出拉力F的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
④算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
⑤改变钩码上升的高度，重复上述实验步骤，记录并计算实验数据。
实验记录：
实验次数
钩码重力G/牛
物体上升的高度h/厘米
有用功W有/焦
拉力F/牛
弹簧测力计移动的距离s/厘米
总功W总/焦
机械效率η
1
6
3.00
18.00
2.38
9.00
21.42
84.0%
2
6
5.00
30.00
2.40
15.00
36.00
83.3%
3
6
8.00
48.00
2.36
24.00
56.64
84.7%
4
6
10.00
60.00
2.35
30.00
70.50
85.1%
实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关。
(1)指出实验步骤中存在的错误和不足。
(2)从理论上分析说明小明实验结论的局限性。
【解析】 (1)①表中有用功W有用＝Gh和总功W总＝Fs的计算值都是错误的，其计算时，距离均以厘米为单位，没有换算成国际单位米。②在研究滑轮组机械效率与物体重力的关系时，应改变提升物体的重力大小，由表中数据可知，没有改变提升物体的重力大小，故无法得出机械效率与所提升物体重力的关系。(2)研究滑轮组机械效率与所提升物体高度的关系时，要控制物体的重力相同，为使结论具有普遍性，应换用不同的滑轮组进行多次实验，而原实验只使用了同一个滑轮组做实验；研究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系时，应改变物体的重力大小，并换用不同的滑轮组进行多次实验，而原实验没有改变物体的重力且只使用了同一滑轮组做实验。
课件8张PPT。3.4 简单机械(5)
