(共30张PPT)
第三章
能量的转化与守恒
浙教版
九年级上
第4节 简单机械
第3课时 滑轮与滑轮组
1
2
3
4
5
6
7
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D
C
C
C
B
160；等臂；32
9
10
8
11
12
13
14
15
16
17
C
150；3
C
D
C
19
20
18
225
动；200
C
1．(中考·梅州)如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是( )
A．F1较大
B．F3较大
C．F1、F2、F3的大小不能确定
D．将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等
D
2．如图，物体所受重力是160
N，不计摩擦及滑轮的重，当用力匀速提升物体时，力F为__________N，它相当于一个__________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。若物体在10
s内被提高2
m，则拉力F的功率为____________W。
160
等臂
32
3．如图所示，通过动滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力大小关系是( )
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．一样大
C
4．(中考·桂林)如图所示，用滑轮拉着一重为400
N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为________(填“动”或“定”)滑轮，如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上施加的拉力F是________N。
动
200
5．(中考·荆门)滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200
N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90
cm(不计滑轮和绳重、摩擦)。以下说法正确的是( )
A．使用滑轮组是为了省功，从而节省体能
B．使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力
C．使用滑轮组是为了省力
D．使用滑轮组时弓箭手做的功为180
J
C
6．(中考·郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200
N的重物，动滑轮重为10
N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为( )
A．70
N
B．100
N
C．105
N
D．110
N
C
【点拨】由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F＝
(G＋G动)＝
(200
N＋10
N)＝105
N。
7．如图所示，G＝200
N，滑轮重G′＝40
N，要使物体能匀速上升2
m，则下列说法正确的是(不计摩擦及绳重)( )
A．F＝440
N，并向上移动4
m
B．F＝440
N，并向上移动1
m
C．F＝240
N，并向上移动4
m
D．F＝240
N，并向上移动1
m
B
【点拨】此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端。而特殊使用方法恰好相反。动滑轮的特殊使用方法，不能省力但能够省一半的距离。
由于动滑轮的摆放位置发生变化，学生对动滑轮的本质特征理解不清，无法作出相应的动力臂和阻力臂，会误认为动滑轮在任何情况下都省力。因此只要能作出相应的动力臂和阻力臂就能作出判断。
8．(中考·
凉山)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。
解：如图所示。
9．(中考·衡阳)如图，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F＝100
N，物体B重300
N(不计滑轮重和绳重，不计摩擦力)。画出滑轮组的绕线。
【点拨】根据题意可知，承担物体重的绳子段数为
解：如图所示。
10．定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)。
解：如图所示。
11．(中考·包头)如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2
N的力F1拉重为1
N的物体A时，能使物体B以0.6
m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3
m/s的速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是( )
A．物体B受到的摩擦力为6
N
B．拉力F2的大小为10
N
C．拉力F2的功率为1.
2W
D．拉力F1的功率为0.4
W
C
【点拨】由滑轮组的结构看出，n＝3，则s＝3h；当保持静止时，B所受的摩擦力等于A的重力的3倍；当B水平匀速向右运动时，所受的摩擦力等于A的重力与力F1之和的3倍；水平向左拉物体B时，A所受的拉力等于A的重力，也就是拉力F2与B所受摩擦力之差的
；然后对各选项逐一分析。
12．用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，则( )
A．F1＞F2＞F3
B．F2＞F3＞F1
C．F2＜F1＜F3
D．F3＜F1＜F2
C
13．(中考·漳州)如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50
N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2
m/s，小车速度为0.3
m/s，则地面对物体M的摩擦力为_______N，2
s后绳子自由端移动的距离为________m。(不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦)
150
3
【点拨】由图知，有3股绳子承担摩擦阻力，则F＝
f，地面对物体M的摩擦力f＝3F＝3×50
N＝150
N。由题知，物体M速度v物＝0.2
m/s，小车速度v车＝0.3
m/s，绳子自由端移动速度：v＝v车＋v物＝0.3
m/s＋0.2
m/s＝0.5
m/s，2
s后人移动的距离：s1＝vt＝0.5
m/s×2
s＝1
m，绳子自由端移动距离：s2＝3s1＝3×1
m＝3
m。
14．(中考·汕尾)如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是( )
C
15．若要用10牛的拉力提起重40牛的物体，则可以应用( )
A．一个定滑轮
B．一个动滑轮
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D．杠杆
D
16．用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是( )
C
17．实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验并记录了数据。
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么？
定滑轮实验：____________________________________。
动滑轮实验：____________________________________。
没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力
实验次数
物重
G/N
使用定滑轮时测力计的示数
F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
没有考虑动滑轮受到的重力
(2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。
定滑轮实验：____________________________________________
___________________________________________。
动滑轮实验：____________________________________________
____________________________________________。
弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值
实验次数
物重
G/N
使用定滑轮时测力计的示数
F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系
18．如图所示，质量为60
kg的人，站在质量为30
kg的吊篮内，他至少用________N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。(g取10
N/kg)
225
【点拨】如图，两个滑轮都是定滑轮，但整个装置不是由一股绳子缠绕而成，绳子上的力不相等，F3＝F1＋F2＝2F2；由题知人和吊篮在空中保持静止，人和吊篮受力平衡，人和吊篮受到向上的拉力和重力为平衡力，所以F3＋F1＋F2＝G，又知道人的质量和吊篮的质量，据此求拉力。
19．电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上。
(1)配重D是n个混凝土圆盘(图中
只画出3个)，每个盘的质量是
m。按图示的配置，钢缆在B
端所受的拉力大约是多少？
(2)如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么？
解：(1)由图可见滑轮B为动滑轮，与它相连的钢缆段数是3；
作用在钢缆自由端的拉力为配重D的重力，根据滑轮组的省力公式，则有GD＝
＝nmg。所以作用在B端钢缆的拉力FB＝3nmg。
(2)机车运行中，拾电器会把输电线向上托起。如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松弛，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器造成断电事故。使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态。如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。
20．(中考·广东)如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是3
100
N，配重的重量是3
000
N，某次电梯载货量的重量是1
000
N，当电梯匀速上升15
m，所用的时间为10
s，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求：
(1)轿厢的速度大小。
(2)配重重力对配重做的功。
(3)电动机的功率至少多大？
解：(1)轿厢运动的速度：
＝1.5
m/s。
(2)配重重力对配重做的功：W＝Gh＝3
000
N×15
m＝4.5×104
J。
(3)当轿厢匀速上升时，轿厢竖直向下受到自身重和载货重，竖直向上受到配重拉力和电动机的拉力，满足G空＋G货＝F配＋F电，所以，F电＝G空＋G货－F配＝3
100
N＋1
000
N－3
000
N＝1
100
N，所以，电动机的功率至少为：
＝F电v＝1
100
N×1.5
m/s＝1
650
W。(共33张PPT)
第三章
能量的转化与守恒
浙教版
九年级上
第4节 简单机械
第2课时 杠杆的应用
1
2
3
4
5
6
7
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C
D
20
C
A
9
10
B
8
D
11
12
13
14
15
16
17
D
96；右
10
18
A
B
1．(中考·宿迁)如图所示器具中，属于省力杠杆的是( )
C
2．(中考·龙岩)用如图所示的指甲剪剪指甲时，以B为支点的杠杆AOB属于( )
A．省力杠杆
B．费力杠杆
C．等臂杠杆
D．无法确定
A
3．(中考·衡阳)如图所示的工具中，属于费力杠杆的是( )
D
4．学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担子，他使用的扁担总长1.2米，他在扁担的A、B两端各挂上重物，如图所示，要让担子很快被平衡地挑起来，这时他的肩膀应放在( )
A．距A端0.4米
B．距A端0.5米
C．距B端0.4米
D．无法确定
A
5．(中考·绥化)如图，重为50
N的物体挂在杠杆B点，OB＝0.4
m，OA＝1
m，在A端施加竖直向上的拉力F，当F＝__________N(杠杆自重忽略不计)时，杠杆在水平位置平衡。
20
6．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1
500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？
7．(中考·成都)如图是三种类型剪
刀的示意图，请你为铁匠师傅
选择一把剪铁皮的剪刀，你会
选择________(填“A”“B”
或
“C”)剪刀，这样选择的目的是为了省________。
C
【点拨】由于铁匠师傅需要剪掉比较坚硬的铁皮，故需要较省力的机械，由杠杆平衡条件可知，应选动力臂大于阻力臂的杠杆，三幅图中只有C图的动力臂是大于阻力臂的。
力
8．(中考·常州)如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆( )
A．一定是省力杠杆
B．一定是费力杠杆
C．一定是等臂杠杆
D．以上情况都有可能
D
【点拨】杠杆是指在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，学生误认为一根杠杆只能是一种杠杆。事实上有时根据实际需要，动力臂与阻力臂的大小关系会发生改变，从而导致杠杆类型发生变化。
9．(中考·绥化)如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆( )
A．一直是省力的
B．先是省力的，后是费力的
C．一直是费力的
D．先是费力的，后是省力的
B
【点拨】由图可知动力F的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆。
10．瓶盖起子有图(a)(b)两种用法，A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在瓶盖和瓶口的接触点中，D和E分别是离手最远和最近的两点。开盖时手对起子施加的力F作用在G点，瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出)。如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折。则( )
A．(a)图支点是A，(b)图支点是B，(b)种用法省力
B．(a)图支点是A，(b)图支点是B，(a)种用法省力
C．(a)(b)两图支点都是B，
(b)种用法省力
D．(a)(b)两图支点都是A，
(a)种用法省力
B
【点拨】因为(a)图动力的方向向上，阻力是B处竖直向下的力，即支点为A，而(b)图的动力方向向下，阻力是A处竖直向下的力，即B为支点，从图中可以看出两种方法阻力臂相同，(a)图的动力臂大于(b)图的动力臂，所以(a)图更省力。
11．如图所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向上举起时，下列说法中正确的是( )
A．前臂是省力杠杆，阻力臂变大
B．前臂是省力杠杆，阻力臂变小
C．前臂是费力杠杆，阻力臂变大
D．前臂是费力杠杆，阻力臂变小
D
【点拨】由图可知，以前臂为杠杆，肱二头肌收缩为动力，水杯的压力为阻力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，当上举时，阻力作用线到支点的垂直距离变短，阻力臂变小。
12．如图甲所示，长1.6
m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重________N。
10
【点拨】金属杆重心在中心上，阻力臂为L2＝0.8
m，取图像上的一点F＝20
N，L1＝0.4
m，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，FL1＝GL2，20
N×0.4
m＝G×0.8
m，解得：G＝10
N。
13．(中考·绍兴)安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6厘米2，OA
:
AB＝1
:
2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105帕，大气压强为1.01×105帕，则在B处应挂________牛的重物。若锅炉承受
的最大压强减小，为保证锅炉安
全，应将重物向________(填
“左”或“右”)移动。
96
右
【点拨】由杠杆的平衡条件可知：F·OA＝G·OB；因OA
:
AB＝1
:
2，故OA
:
OB＝1
:
3，
则所挂物体的重力：
(5.81×
105
Pa－1.01×105
Pa)×6×10－4
m2＝96
N；若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向右移动。
14．(中考·黔西南)如图所示，质量不计的光滑木板AB长1.2
m，可绕固定点O转动，离O点0.2
m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是6
N。然后在O点的正上方放一质量为0.3
kg的小球，若小球以25
cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球
至少运动多长时间细绳的拉力减
小到零。(取g＝10
N/kg，绳的重力不计)
解：作出拉力的力臂，如图所示：
由杠杆平衡条件得：F绳×AOsin30°
＝G×BO，即：6
N×
×(1.2
m－
0.2
m)＝G×0.2
m，解得：G＝15
N，
球的重力G球＝m球g＝0.3
kg×10
N/kg＝3
N，
当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，
由杠杆平衡条件得：G球×L球＝G×BO，
即：3
N×L球＝15
N×0.2
m，解得：L球＝1
m＝100
cm，
由速度公式v＝
可知：球的运动时间：
＝4
s。
15．(中考·湖州)小明家有个木衣架，有一次放学回家，他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来。小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图。衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。
(1)请你通过计算，解释衣架倒下来的原因。
(2)为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见
——适当增大圆底盘直径。请你再说出一种
其他方法。
【答案】解：(1)F1·l1＝50牛×10厘米，F2·l2＝30牛×15厘米，
因为
F1·l1＞
F2·l2，所以衣架倾倒。
(2)减小挂衣钩的长度(或“在对侧挂衣钩挂物件”“圆盘底座换用大理石等更重的材质”等)。
【点拨】本题主要考查了杠杆平衡条件的应用，不仅能够利用平衡条件解释有关的现象，并且要学会应用其解决有关的问题。
16．某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。
(1)此时物体B的重力是多少牛？
(2)保持O点位置和物体A的重力不变，在C处
挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，
使硬棒在水平位置平衡，分别在横杆上标
出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。
解：(1)根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得6厘米×GB＝18厘米×8牛，GB＝24牛。
(2)刻度均匀。
设待测物体重为G，OD长度为L。根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，得G×OC＝GA×L，
L＝
·G，因为
是定值，所以L与G成正比，刻度均匀。
17．(中考·丽水)随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多。那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O(颈椎)转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂入模型内，其重为5牛模拟头部的重力，头部后面绑一
根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力
计。支点(颈椎)承受的压力约为头
部重力和绳子拉力之和，实验数据如下表：
(1)分析表中数据，可得出的结论是____________________________________________。
颈椎承受的压力随着低头角度的增大而增大
低头角度/度
绳子拉力/牛
颈椎承受的压力/牛
0
0
5
15
5
10
30
9
14
45
13.5
18.5
60
17.5
22.5
(2)该头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因__________________________________________________________________________________________________________________。
根据杠杆平衡条件可知：Gl1＝Fl2，当低头角度增大时，l1增大，G不变，l2减小，故F增大
低头角度/度
绳子拉力/牛
颈椎承受的压力/牛
0
0
5
15
5
10
30
9
14
45
13.5
18.5
60
17.5
22.5
(3)下列措施中，有利于保护颈椎的是____________(多选)。
A．不要长时间低头看手机
B．适当抬高手机屏幕，减小低头角度
C．低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力
A、B、C
18．(中考·潍坊)现有下列实验器材：铁架台、卷尺、质量为m0的钩码一个、细线若干，请你利用上述器材设计一个实验方案，测出一支粗细不均匀竹筷的质量，要求：
(1)写出主要实验步骤及所要测量的物理量(可画图辅助说明)。
(2)写出竹筷质量的表达式m竹筷＝________。
【点拨】如图所示，竹筷受到三个力：本身重力m竹筷g，悬挂细线的拉力F，细端拉力m0g。
根据杠杆的平衡条件，得m竹筷g(L1－L2)＝m0g×L2，
所以筷子的质量是m竹筷＝
。
【答案】解：(1)步骤：1.用细线系住竹筷某处，并悬挂在铁架台上，仔细调节所系处，使筷子刚好平衡，此时所系处称为O点(也是筷子的重心位置)。
2．用卷尺测量出O点到细端A的距离L1。
3．在细端通过细线挂上质量为m0的钩码，并移动悬挂点到O′处，使筷子重新平衡。
4．用卷尺测量出O′点到细端A的距离L2。
(2)(共29张PPT)
第4节 简单机械
第1课时 杠杆、研究杠杆的平衡
第三章
能量的转化与守恒
浙教版
九年级上
1
2
3
4
5
6
7
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B
D
D
C
A
C
9
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8
C
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13
14
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16
17
B
C
C
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20
B
18
A
C
A
21
1．下列关于杠杆的一些说法中，正确的是( )
A．杠杆必须是一根直棒
B．杠杆一定要有支点
C．动力臂就是支点到动力作用点的距离
D．当力的作用线通过支点时，力臂最大
B
2．人体内也存在着杠杆，如图所示，当人踮足时，足可以视为杠杆，此杠杆的支点是( )
A．A点
B．B点
C．O点
D．脚尖
C
3．如图所示，把物体A、B分别放在杠杆两端，杠杆左端下沉。则使杠杆转动的力是( )
A．物体A的重力
B．杠杆对物体B的支持力
C．物体B的重力
D．物体A对杠杆的压力
D
4．(中考·天津)如图是用撬棒撬石头的情景，图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( )
A
【点拨】图中O点为支点，石头向下压杠杆的力为阻力，人压杠杆的力为动力。过支点O与两个作用力垂直的线段长分别为两个力的力臂。
5．杠杆的平衡条件是( )
A．动力臂＝阻力臂
B．动力＝阻力
C．动力×动力臂＝阻力×阻力臂
D．以上均不对
C
6．在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了( )
A．减小摩擦
B．多次测量取平均值减小误差
C．使每组数据更准确
D．获取多组实验数据归纳出物理规律
D
7．在探究杠杆的平衡条件实验中，如图所示，当杠杆两边分别挂4和2个相同的钩码时，杠杆平衡。下列四种情况中还能保持平衡的是
( )
A．两边钩码各减少一半
B．两边钩码各减少一个
C．两边钩码各向支点移近一格
D．两边钩码各向远离支点方向移动一格
A
8．如图所示，用细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点。这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着麦秸秆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中，麦秸秆在水平方向始终保持平衡，则( )
A．两蚂蚁的质量一定相等
B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
D．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等
C
9．(中考·兰州)如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图。当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中作出F1、F2的力臂L1、L2，O为支点。
【答案】解：过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂L1和阻力臂L2)。如图所示。
【点拨】力臂是支点到力的作用线的垂直距离。学生会误认为力臂是支点到力的作用点的距离。
10．(中考·济南)为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杠杆AB，从其上找一点C用支架支起来，如图所示。当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时，发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，
为什么施力点离支点越远就越省力
B．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，
动力和动力臂之间存在着怎样的关系
C．阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，
动力和动力臂之间存在着怎样的关系
D．杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力和
阻力臂之间存在着怎样的关系
C
11．(中考·
聊城)下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到________位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________
(填“左”或“右”)端调节。
水平
右
(2)调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处挂________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆
每格长5
cm，钩码每个重0.5
N，请将弹簧测力计的示数填
入下表。
4
上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是________________________________________________。
3.8
【点拨】当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂变小，小于动力作用点到支点的距离。
实验
序号
动力
F1/N
动力臂
L1/m
阻力
F2/N
阻力臂
L2/m
1
0.15
3.0
0.10
弹簧测力计没有竖直向下拉(或动力臂不是0.15
m)
12．(中考·梧州)图中，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的力F的力臂L。
解：如图所示。
13．(中考·莱芜)如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态。O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图。
解：如图所示。
14．(中考·抚顺)如图甲是一种雪团夹，向内握右端的手柄，左端的凹槽就能将雪压成雪团。它由两个杠杆组成，图乙所示的是其中一个杠杆AOB的简化图，请在图乙中画出：
(1)阻力F2的力臂L2。
(2)在A点施加的最小动力F1及其力臂L1。
解：如图所示。
15．(中考·枣庄)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是( )
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，右端下沉
C．杠杆不能平衡，左端下沉
D．无法判断
C
【点拨】根据杠杆第一次处于平衡状态，利用杠杆的平衡条件，得到物体A、B的质量大小关系，然后根据现在的条件表示两者力×力臂，利用推导出的物体质量关系，结合力臂的变化，得出两个力×力臂的大小关系，从而确定杠杆的偏转方向。这是此题的解题思路。
16．(中考·巴中)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码，下列判断正确的是( )
A．杠杆不能平衡，左端下沉
B．杠杆不能平衡，右端下沉
C．杠杆仍能平衡
D．无法判断
B
17．如图所示，杠杆上分别站着大人和小孩(G大人＞G小孩)，且在水平位置平衡，杠杆自重不计。如果两人同时以大小相等的速度向支点移动，则杠杆将( )
A．仍能平衡
B．不能平衡，大人那端下沉
C．不能平衡，小孩那端下沉
D．条件不够，无法判断
C
18．如图，用作用在A端的力F将木棒从图示位置慢慢地拉到接近水平位置，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的力臂的比值不变，所以F不变。
19．(中考·玉林)如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力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．阻力臂逐渐变大
C．动力F保持不变
D．动力F逐渐减小
B
20．(中考·南宁)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。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F( )
A．变小
B．变大
C．不变
D．先变大后变小
A
【方法规律】本题可运用特殊值法解答。一般的解题思路是先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化。也可以选取几个特殊位置进行分析。长木板长为L，则动力臂为L，杠杆受到物块的压力(阻力)F2＝G，阻力臂为L2，根据杠杆平衡条件，F＇×L＝F2×L2，当物块向左匀速滑动时，L2变小，F变小。
21．如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。
(1)制作舂米工具时，为了使作用在A点的力F更小，在其他条件相同时，只改变支点O点的位置，应将O点更靠近________端。
(2)若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中，
动力F大小的变化是
_____________________。
B(或右)
先增大后减小
【点拨】(1)根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，动力臂越长、阻力臂越短则越省力，所以O点向B点移动时，动力臂增大，阻力臂减小，使用起来更省力。(2)在杆从水平位置缓慢转动45°角过程中，动力F的方向始终与杆垂直，故动力臂不变。阻力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件可知，动力F先增大后减小。(共35张PPT)
第三章
能量的转化与守恒
浙教版
九年级上
第4节 简单机械
第4课时 机械效率
1
2
3
4
5
6
7
答案显示
习题链接
D
C
D
C
D
9
10
A
8
11
12
13
14
15
16
17
A
2.4×104;
60%
C
18
D
<
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1．小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是( )
A．二人对桶做的功都是额外功
B．二人对水做的功都是有用功
C．小聪对桶做的功是有用功
D．小明对桶做的功是有用功
D
2．卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯。就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是( )
A．都是有用功
B．都是额外功
C．对喝茶的人而言是有用功
D．对卖茶杯的人而言是有用功
D
3．下列说法正确的是
( )
A．机械效率越高，做功越多
B．机械效率越高，越省力
C．机械效率越高，额外功在总功中占的比例越小
D．机械效率越高，机械的功率越大
C
4．剪刀剪纸时机械效率为80%，这表示( )
A．若作用在剪刀的动力是1牛，则阻力是0.8牛
B．若作用在剪刀的阻力是1牛，则动力是0.8牛
C．若作用在剪刀的动力做功1焦，则有0.2焦的功用于剪纸
D．若作用在剪刀的动力做功1焦，则有0.8焦的功用于剪纸
D
5．要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是( )
A．增加机械做功的时间
B．减少机械做功的时间
C．尽量采取措施减少额外功
D．增加机械的功率
C
6．(中考·长春)工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．增大提升重物的速度，可以增大有用功
B．减小定滑轮的重力，可以减小额外功
C．增大提升重物的高度，可以提高机械效率
D．减小动滑轮的重力，可以提高机械效率
D
7．如图所示，用甲、乙两种方法提起相同重的物体，则：
(1)使用______图的办法省力；机
械效率高的是______图的方法。
(2)提高机械效率的方法有
______________________，
_______________________
_______________________。
乙
甲
减轻动滑轮重
用同一滑轮组提升更重的重物(在承受范围内)
8．(中考·张家界)新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2
700
N的物体，物体上升了2
m，绳子末端的拉力为750
N，不计绳重和摩擦力，求：
(1)工人做的有用功是多少？
(2)该滑轮组的机械效率是多少？
(3)动滑轮的总重力是多少？
解：(1)使用滑轮组做的有用功：W有用＝Gh＝2
700
N×2
m＝5
400
J。
(2)由图可知，承担物重的绳子股数n＝4，则s＝4h，
使用滑轮组做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝750
N×4×2
m＝6
000
J，
滑轮组的机械效率：
×100%＝90%。
(3)不计绳重和摩擦力，绳子自由端拉力：F＝
(G＋G动)，即：750
N＝
×(2
700
N＋G动)，解得：G动＝300
N。
9．下列说法中正确的是( )
A．功率大的机械比功率小的机械做功快
B．做功时间越长，机械功率越大
C．机械做功越快，机械效率越高
D．做功越多机械效率越高
A
【点拨】机械效率是有用功与总功的比值，是表示机械性能好坏的物理量。功率是物体在单位时间内做的功，表示物体做功快慢的物理量。学生易对机械效率和功率认识不清导致混淆出错。
10．(中考·南通)用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。
(1)沿斜面拉动物体时，应使其做____________
运动。
匀速直线
实验
次数
物体
种类
物重
G/N
斜面高h/cm
拉力
F/N
斜面长s/cm
机械效率
η/%
1
木块
4
15
1.1
90
60.6
2
小车
4
15
?
90
?
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为________%。由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，________越小，机械效率越大。
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为________N。
95.2
摩擦力
0.43
实验
次数
物体
种类
物重
G/N
斜面高h/cm
拉力
F/N
斜面长s/cm
机械效率
η/%
1
木块
4
15
1.1
90
60.6
2
小车
4
15
?
90
?
11．(中考·黔南州)某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关。各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如下表：
实验
次数
物重
(N)
物体上升的高度(m)
拉力
(N)
绳子自由端移动的距离(m)
机械效
率(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
(1)比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，______________。比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，______________。比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________。
机械效率越低
实验
次数
物重
(N)
物体上升的高度(m)
拉力
(N)
绳子自由端移动的距离(m)
机械效
率(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
机械效率越高
无关
(2)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，测得的机械效率________(填“偏高”“偏低”或“不变”)，说明滑轮组的机械效率还与___________有关。
偏小
实验
次数
物重
(N)
物体上升的高度(m)
拉力
(N)
绳子自由端移动的距离(m)
机械效
率(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
偏高
运动状态
(3)有两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的____________不同，影响了测量结果。所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了________它的机械效率。
实验
次数
物重
(N)
物体上升的高度(m)
拉力
(N)
绳子自由端移动的距离(m)
机械效
率(%)
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
摩擦
提高
12．(中考·广安)如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙
的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
C
【点拨】若G1＝G2，且重物提升的高度相同，由W有用＝Gh可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则额外功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总＝W有用＋W额外，所以总功不相同，即拉力F1、F2做的总功不相等，故A、B错误；若G1＞G2，不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率
，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D错误，C正确。
13．如图甲、乙两种方式匀速提升重为100
N的物体，已知滑轮重20
N，绳重和摩擦力不计。则( )
A．机械效率：η甲＞η乙
B．机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＜F乙
D．手的拉力：F甲＝F乙
A
14．如图，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，分别使用甲乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中甲、乙杠杆的机械效率相比η甲________(填“＞”“＝”或“＜”)η乙。
<
15．(中考·重庆)科学家最新揭秘，明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运。在泼热水的冰面上，只需要2.4×104
N的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力约为________N。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石。拉力F为2×104
N时，滑轮的机械效率是______。
2.4×104
60%
【点拨】(1)巨石做匀速运动，所以巨石受到的拉力等于它受到的摩擦力，f＝2.4×104
N；
(2)由图可知，绳子股数为n＝2，所以拉力移动的距离s′＝2s，
滑轮的机械效率：
16．(中考·潍坊)一辆质量为1.5×103
kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8
m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10
N/kg。
在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：
(1)做的有用功。
(2)作用在绳子自由端的拉力。
解：(1)汽车在泥泞路段受到的阻力：
f＝0.1mg＝0.1×1.5×103
kg×10
N/kg＝1.5×103
N；
将车匀速拖离泥泞路段，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：
F拉＝f＝1.5×103
N；
所做的有用功：W有用＝F拉s车＝1.5×103
N×8
m＝1.2×104
J。
(2)由图可知n＝3，则绳子移动的距离：s绳＝3s车＝3×8
m＝24
m，
17．(中考·遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200
N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2
m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙所示。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：
(1)动滑轮重力。
(2)当滑轮组的机械效率为80%，物体
以0.2
m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率。
(3)一个重500
N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。
18．如图甲所示底面积为0.2
m2，高0.2
m的质量均匀的长方体物体A，放置在水平地面上，对地面的压强为6×103
Pa。一质量为80
kg的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处，工人用大小为F1的
竖直拉力拉绳使A以10
cm/s的速度匀速
上升，这时地面对工人的支持力为N1，
工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机
械效率为η1。
若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5
cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2。已知N1
:
N2＝3
:
4，η1
:
η2＝16
:
15。(g取10
N/kg)求：
(1)物体A的密度。
(2)工人拉绳的功率P。
(3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2。
