江苏省仪征市扬子中学2019物理一轮11《简单机械和功》导学案
文档属性
| 名称 | 江苏省仪征市扬子中学2019物理一轮11《简单机械和功》导学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 234.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-02-27 14:56:48 | ||
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文档简介
2019物理一轮11《简单机械和功》导学案
一、同步知识梳理
一、杠杆：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒（很多物体可以抽象为硬棒）。
支点O：杠杆绕着转动的点
动力 F1 ：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
动力臂L1：支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂
阻力臂L2：支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂
2、杠杆的平衡条件
⑴杠杆的平衡：杠杆处于静止或匀速转动状态。
⑵本实验要求杠杆在水平位置静止时进行研究的原因：实验前是为了排除杠杆自重的影响；实验时则可以方便直接读出力臂 。
⑶多次实验
（4）杠杆的平衡条件：F1×L1=F2×L2 （阿基米德）
3、杠杆的分类
⑴省力杠杆（即动力小于阻力）：因为L1 > L2 ，所以F1 < F2。
⑵费力杠杆
⑶等臂杠杆
4、杠杆的应用：
最小力问题：把支点和动力作用点的连线作为力臂时，该力臂最长，与该力臂垂直的力就是最小的力。
二、定滑轮和动滑轮
1．使用定滑轮实质是一个等臂杠杆；可以改变力的方向 。
2．使用动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杠的杠杆，最多可以省一半的力，但不可以改变力的方向 。
3.滑轮组：既可以省力，还可以改变力的方向。
用滑轮组吊起重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，绳子自由端移动的距离s就是重物提升高度h的几倍；提起物体的力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
即：s=nh , F=G总/n= (G物+G动)/n
4.轮轴、斜面均是省力的简单机械， 使用斜面时，斜面越长越省力。
三、功：力和在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功
1、做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况
3、功的计算W＝FS
单位 焦耳(J)，
4、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。
四、功率：功与做功所用时间的比。
物理意义：反映了物体做功的快慢。
1. 功率的计算
2．单位：瓦特，简称瓦，符号W；常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等等。
3．推导公式：
4. 功率的测量：测量人的上楼功率可以测量G h t
五、机械效率
1、有用功：利用机械工作时对人们有用的功。W有用=Gh
2、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功。因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。
3、总功：总功是有用功与额外功之和，也就是使用机械时，动力做的功。W有用+W额外=W总
4、机械效率：有用功在总功中所占的比例，。
η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
5、实验测量滑轮组的机械效率
二、同步题型分析
题型1：杠杆
例1（2018?连云港）如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（ ）
A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F2＜G D．F1=G
例2：如图所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂 ，动力F 。(填“变大”或“变小”“不变”)
例3：如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请在C点作出最小的力F的示意图及其力臂L。
例4（2018?遂宁）小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N．下列说法中正确的是（ ）
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
题型2：滑轮
例1：如图所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直向上的力F=10N时，恰能使重物G匀速上升，则重物G= N，绳固定端拉力为 N，重物上升10cm，力F向上移动 cm.
例2：如图所示装置中，若拉力F=4N，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )
A．8N，8N B．12N，8N
C．8N，12N D．12N，12N
题型3：功
例1：某人用了50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（ ）
A．350J B．210J C．0 D．无法计算
例2：如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（ ）
A．物体一定受到10N的摩擦力 B．重力做的功一定为360J
C．物体一定运动了lm D．物体一定运动了6m
题型4：功率
例1：如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比是（ ）
A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．无法确定
例2：一辆小汽车在平直的高速公路上以60kw的功率匀速行驶，2min前进了3600m，轿车所做的功是 J，它所受到的阻力是 N。
题型5：机械效率
例1（2018?自贡）如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过粒中（ ）
A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80%
例2：下列说法正确的是（ ）
A．效率高的机械，功率一定大
B．做功时间长的机械，功率一定大
C．所有机械的机械效率都小于1
D．功率大的机械做的功一定多
例3（2018?攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
三、课堂达标检测
1、（2018?福建）《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（ ）
A．“权”小于“重”时，A端一定上扬
B．“权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C．增大“重”时，应把“权”向A端移
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
2、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到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（ ）
A．F1＜F2，W1=W2，P1＜P2
B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2
D．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2
3、如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）长为L，右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，左端可绕O点转动．当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则下图所示的拉力F与物块运动时间t的关系图中，正确的是（ ）
4、（2018?绵阳）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ ）
A．8N B．12N C．16N D．18N
5、质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则错误的是（ ）
A．作用在绳端的拉力F为2N
B．水平桌面对物体A的摩擦力为6N
C．在1s内拉力F做功12 J
D．在1s内拉力F的功率为4W
6、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B点加竖直向下的力F=15N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（ ）
A．65N B．50N C．45N D．15N
7、（2018?广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
8、（2018?深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N
B．物体上升的速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
9、（2018?威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为 N，物体M对地面的压力为 N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）
10、小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
11、用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为 ；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
12、现有30包大米一总质质量为l50kg．小明想尽快将它们搬上l0m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为__50__W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬_______包．若每次下楼时问是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间_______s．（g=l0N/kg）
(
P/W
m
/
kg
0
10
20
30
20
40
60
)
13、（2018?哈尔滨）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，用带有等间隔刻度的杠杆进行实验，实验前已调杠杆水平平衡在A点施加竖直向上的力为使杠杆恢复水平平衡，请画出在B点施加的最小力F的示意图及其力臂L（标出F大小）
14、（2018?眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
15、（2018?黄冈）用如图所示的器材保究杠杆的平衡条件。
（1）实验前调节杠杆上的 ，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这是为了 。
（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，下列做法正确且合理的是 。
A．只把右侧钩码向右移 B．只把左侧钩码向左移
C．把左右两侧钩码同时向左移动 D．把左右两侧钩码同时向右移动
（3）杠杆在两个力的作用下平衡时，F1L1=F2L2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。据此，如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是什么呢？请你提出猜想： （用公式表达）。
16、（2018?钦州）下面是小明和小红的“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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 （选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η
1 5.00 1.80 15.00 85.2%
2 8.00 1.77 24.00 86.6%
3 10.00 1.75 30.00 87.6%
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论： （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
17、沿长10m、高为2m的斜面，将重为500N的物体匀速推到顶端时的机械效率为80%。求：（1）沿斜面向上对物体推力的大小；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力。
18、（2018?桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
课堂达标检测参考答案
1、（2018?福建）《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（ C ）
A．“权”小于“重”时，A端一定上扬
B．“权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C．增大“重”时，应把“权”向A端移
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
2、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到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（ A ）
A．F1＜F2，W1=W2，P1＜P2
B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2
D．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2
3、如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）长为L，右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，左端可绕O点转动．当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则下图所示的拉力F与物块运动时间t的关系图中，正确的是（ A ）
4、（2018?绵阳）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ C ）
A．8N B．12N C．16N D．18N
5、质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则错误的是（ D ）
A．作用在绳端的拉力F为2N
B．水平桌面对物体A的摩擦力为6N
C．在1s内拉力F做功12 J
D．在1s内拉力F的功率为4W
6、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B点加竖直向下的力F=15N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（ C ）
A．65N B．50N C．45N D．15N
7、（2018?广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ A ）
A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
8、（2018?深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（ C ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N
B．物体上升的速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
9、（2018?威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为 400 N，物体M对地面的压力为 4500 N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）
10、小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 80 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
11、用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为 60% ；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会 变大 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
12、现有30包大米一总质质量为l50kg．小明想尽快将它们搬上l0m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为__50__W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬___3____包．若每次下楼时问是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间____450___s．（g=l0N/kg）
13、（2018?哈尔滨）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，用带有等间隔刻度的杠杆进行实验，实验前已调杠杆水平平衡在A点施加竖直向上的力为使杠杆恢复水平平衡，请画出在B点施加的最小力F的示意图及其力臂L（标出F大小）
（略）
14、（2018?眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
（略）
15、（2018?黄冈）用如图所示的器材保究杠杆的平衡条件。
（1）实验前调节杠杆上的 平衡螺母 ，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这是为了 便于测量力臂 。
（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，下列做法正确且合理的是 D 。
A．只把右侧钩码向右移 B．只把左侧钩码向左移
C．把左右两侧钩码同时向左移动 D．把左右两侧钩码同时向右移动
（3）杠杆在两个力的作用下平衡时，F1L1=F2L2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。据此，如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是什么呢？请你提出猜想： F1L1+F2L2=F3L3 （用公式表达）。
16、（2018?钦州）下面是小明和小红的“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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 分度值 。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 4.6N 。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 刻度尺 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 乙 （选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论： 不科学 （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 提升物体的重力 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
17、沿长10m、高为2m的斜面，将重为500N的物体匀速推到顶端时的机械效率为80%。求：（1）沿斜面向上对物体推力的大小；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力。
答：（1）沿斜面向上对物体推力的大小为125N；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力为25N。
18、（2018?桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。
一、同步知识梳理
一、杠杆：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒（很多物体可以抽象为硬棒）。
支点O：杠杆绕着转动的点
动力 F1 ：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
动力臂L1：支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂
阻力臂L2：支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂
2、杠杆的平衡条件
⑴杠杆的平衡：杠杆处于静止或匀速转动状态。
⑵本实验要求杠杆在水平位置静止时进行研究的原因：实验前是为了排除杠杆自重的影响；实验时则可以方便直接读出力臂 。
⑶多次实验
（4）杠杆的平衡条件：F1×L1=F2×L2 （阿基米德）
3、杠杆的分类
⑴省力杠杆（即动力小于阻力）：因为L1 > L2 ，所以F1 < F2。
⑵费力杠杆
⑶等臂杠杆
4、杠杆的应用：
最小力问题：把支点和动力作用点的连线作为力臂时，该力臂最长，与该力臂垂直的力就是最小的力。
二、定滑轮和动滑轮
1．使用定滑轮实质是一个等臂杠杆；可以改变力的方向 。
2．使用动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杠的杠杆，最多可以省一半的力，但不可以改变力的方向 。
3.滑轮组：既可以省力，还可以改变力的方向。
用滑轮组吊起重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，绳子自由端移动的距离s就是重物提升高度h的几倍；提起物体的力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
即：s=nh , F=G总/n= (G物+G动)/n
4.轮轴、斜面均是省力的简单机械， 使用斜面时，斜面越长越省力。
三、功：力和在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功
1、做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况
3、功的计算W＝FS
单位 焦耳(J)，
4、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。
四、功率：功与做功所用时间的比。
物理意义：反映了物体做功的快慢。
1. 功率的计算
2．单位：瓦特，简称瓦，符号W；常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等等。
3．推导公式：
4. 功率的测量：测量人的上楼功率可以测量G h t
五、机械效率
1、有用功：利用机械工作时对人们有用的功。W有用=Gh
2、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功。因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。
3、总功：总功是有用功与额外功之和，也就是使用机械时，动力做的功。W有用+W额外=W总
4、机械效率：有用功在总功中所占的比例，。
η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。
5、实验测量滑轮组的机械效率
二、同步题型分析
题型1：杠杆
例1（2018?连云港）如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（ ）
A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F2＜G D．F1=G
例2：如图所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂 ，动力F 。(填“变大”或“变小”“不变”)
例3：如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请在C点作出最小的力F的示意图及其力臂L。
例4（2018?遂宁）小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N．下列说法中正确的是（ ）
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
题型2：滑轮
例1：如图所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直向上的力F=10N时，恰能使重物G匀速上升，则重物G= N，绳固定端拉力为 N，重物上升10cm，力F向上移动 cm.
例2：如图所示装置中，若拉力F=4N，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )
A．8N，8N B．12N，8N
C．8N，12N D．12N，12N
题型3：功
例1：某人用了50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（ ）
A．350J B．210J C．0 D．无法计算
例2：如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（ ）
A．物体一定受到10N的摩擦力 B．重力做的功一定为360J
C．物体一定运动了lm D．物体一定运动了6m
题型4：功率
例1：如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比是（ ）
A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．无法确定
例2：一辆小汽车在平直的高速公路上以60kw的功率匀速行驶，2min前进了3600m，轿车所做的功是 J，它所受到的阻力是 N。
题型5：机械效率
例1（2018?自贡）如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过粒中（ ）
A．做的总功是400J B．拉力F的功率是25W
C．绳子自由端被拉下1m D．滑轮组的机械效率是80%
例2：下列说法正确的是（ ）
A．效率高的机械，功率一定大
B．做功时间长的机械，功率一定大
C．所有机械的机械效率都小于1
D．功率大的机械做的功一定多
例3（2018?攀枝花）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
三、课堂达标检测
1、（2018?福建）《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（ ）
A．“权”小于“重”时，A端一定上扬
B．“权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C．增大“重”时，应把“权”向A端移
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
2、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到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（ ）
A．F1＜F2，W1=W2，P1＜P2
B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2
D．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2
3、如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）长为L，右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，左端可绕O点转动．当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则下图所示的拉力F与物块运动时间t的关系图中，正确的是（ ）
4、（2018?绵阳）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ ）
A．8N B．12N C．16N D．18N
5、质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则错误的是（ ）
A．作用在绳端的拉力F为2N
B．水平桌面对物体A的摩擦力为6N
C．在1s内拉力F做功12 J
D．在1s内拉力F的功率为4W
6、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B点加竖直向下的力F=15N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（ ）
A．65N B．50N C．45N D．15N
7、（2018?广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
8、（2018?深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N
B．物体上升的速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
9、（2018?威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为 N，物体M对地面的压力为 N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）
10、小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
11、用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为 ；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
12、现有30包大米一总质质量为l50kg．小明想尽快将它们搬上l0m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为__50__W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬_______包．若每次下楼时问是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间_______s．（g=l0N/kg）
(
P/W
m
/
kg
0
10
20
30
20
40
60
)
13、（2018?哈尔滨）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，用带有等间隔刻度的杠杆进行实验，实验前已调杠杆水平平衡在A点施加竖直向上的力为使杠杆恢复水平平衡，请画出在B点施加的最小力F的示意图及其力臂L（标出F大小）
14、（2018?眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
15、（2018?黄冈）用如图所示的器材保究杠杆的平衡条件。
（1）实验前调节杠杆上的 ，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这是为了 。
（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，下列做法正确且合理的是 。
A．只把右侧钩码向右移 B．只把左侧钩码向左移
C．把左右两侧钩码同时向左移动 D．把左右两侧钩码同时向右移动
（3）杠杆在两个力的作用下平衡时，F1L1=F2L2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。据此，如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是什么呢？请你提出猜想： （用公式表达）。
16、（2018?钦州）下面是小明和小红的“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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 （选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η
1 5.00 1.80 15.00 85.2%
2 8.00 1.77 24.00 86.6%
3 10.00 1.75 30.00 87.6%
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论： （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
17、沿长10m、高为2m的斜面，将重为500N的物体匀速推到顶端时的机械效率为80%。求：（1）沿斜面向上对物体推力的大小；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力。
18、（2018?桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
课堂达标检测参考答案
1、（2018?福建）《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（ C ）
A．“权”小于“重”时，A端一定上扬
B．“权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C．增大“重”时，应把“权”向A端移
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
2、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到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（ A ）
A．F1＜F2，W1=W2，P1＜P2
B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2
D．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2
3、如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）长为L，右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，左端可绕O点转动．当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则下图所示的拉力F与物块运动时间t的关系图中，正确的是（ A ）
4、（2018?绵阳）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ C ）
A．8N B．12N C．16N D．18N
5、质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则错误的是（ D ）
A．作用在绳端的拉力F为2N
B．水平桌面对物体A的摩擦力为6N
C．在1s内拉力F做功12 J
D．在1s内拉力F的功率为4W
6、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B点加竖直向下的力F=15N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（ C ）
A．65N B．50N C．45N D．15N
7、（2018?广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ A ）
A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
8、（2018?深圳）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（ C ）
A．弹簧测力计的拉力是2.4N
B．物体上升的速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
9、（2018?威海）如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，OA：OB=1：2，每个滑轮重100N．当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为 400 N，物体M对地面的压力为 4500 N．（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）
10、小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 80 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
11、用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为 60% ；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会 变大 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
12、现有30包大米一总质质量为l50kg．小明想尽快将它们搬上l0m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为__50__W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬___3____包．若每次下楼时问是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间____450___s．（g=l0N/kg）
13、（2018?哈尔滨）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”实验中，用带有等间隔刻度的杠杆进行实验，实验前已调杠杆水平平衡在A点施加竖直向上的力为使杠杆恢复水平平衡，请画出在B点施加的最小力F的示意图及其力臂L（标出F大小）
（略）
14、（2018?眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。
（略）
15、（2018?黄冈）用如图所示的器材保究杠杆的平衡条件。
（1）实验前调节杠杆上的 平衡螺母 ，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这是为了 便于测量力臂 。
（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，下列做法正确且合理的是 D 。
A．只把右侧钩码向右移 B．只把左侧钩码向左移
C．把左右两侧钩码同时向左移动 D．把左右两侧钩码同时向右移动
（3）杠杆在两个力的作用下平衡时，F1L1=F2L2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。据此，如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是什么呢？请你提出猜想： F1L1+F2L2=F3L3 （用公式表达）。
16、（2018?钦州）下面是小明和小红的“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）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 分度值 。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 4.6N 。
（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 刻度尺 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 乙 （选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论： 不科学 （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 提升物体的重力 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
17、沿长10m、高为2m的斜面，将重为500N的物体匀速推到顶端时的机械效率为80%。求：（1）沿斜面向上对物体推力的大小；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力。
答：（1）沿斜面向上对物体推力的大小为125N；（2）物体在斜面上运动时受到的摩擦力为25N。
18、（2018?桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
答：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是30W；
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，不能用此滑轮组拉动物体。
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