【同步训练】浙教版9年级上册 第三章 第4节 简单机械（知识点+精练）

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浙教版9年级上册第三章
第4节
简单机械
【知识梳理】
一、杠杆
1.定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒
2.五要素:(决定一个杠杆作用效果的因素)
(1)支点:使杠杆绕着转动的固定点
(2)动力:使杠杆转动的力。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
二、杠杆平衡条件
多次测量的目的—防止结论的偶然性和特殊性,从而得到普遍的规律。
初步的结论是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,
即F1×l1=F2×l2
1、杠杆的平衡条件：
2、根据是否省力，杠杆可以分为：省力杠杆
、费力杠杆
、等臂杠杆
3、省力杠杆满足：动力臂大于阻力臂，常见的省力杠杆有：
道钉撬、老虎钳、起瓶盖的起子
等臂杠杆的特点：
既不省力也不费力，实际应用：
天平
三、滑轮和滑轮组
1、定义：周边有凹槽，可以绕中心轴转动的轮子
2、定滑轮：
①使用时，轮子的位置固定不动
使用定滑轮可以改变力的方向，但是不能省力。
②定滑轮的实质是等臂杠杆，支点在轮子的圆心，动力臂和阻力臂都是半径
3、动滑轮：
①使用时，随着物体一起移动，动滑轮可以省力，但是不可以改变力的方向。
②动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，支点在轮子边缘，动力臂是直径，阻力臂是半径
4、滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合，可以改变力的方向，也可以改变力的大小
①重物和动滑轮的总重由n股绳子承担，提起重物的力就是总重的，
②如果承受重力的绳子为n段，则物体移动h的距离，绳子拉动nh的距离。
四、机械效率
1、机械效率的定义:有用功在总功中所占的比值：公式:
说明:对于实际机械,由于摩擦、机械本身重力等因素,不可避免地要产生额外功。因此,机械效率实际中不可能大于1。
2、斜面的机械效率
（1）光滑斜面:W额外=0,Fl=Gh,=100%。
（2）有摩擦的斜面:=Fs
,
=Gh
,
==fL
3、滑轮组的机械效率
多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功,而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有
【同步训练】
一、单选题
1.下列四种生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A.?剪铁剪刀???????B.?钳子?????C.?镊子??????D.?剪树枝剪刀
2.如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的三分之二，要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（　　）
第2题图
第3题图
A.?27N?????????????????????????????????????B.?45N????????????????????????????????????C.?72N?????????????????????????????????????D.?90N
3.（2019九上·杭州月考）按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（?
??）
A.?只有①③④????????????????????????B.?只有①③????????????????????????C.?只有④????????????????????????D.?①②③④都可以
4.?使用下列简单机械，为了省力的是
A.?龙舟比赛用的船桨?????????????B.?拔钉子的羊角锤?????????????C.?理发用的剪刀?????????????D.?旗杆顶的定滑轮
5.校工用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　）
A.?增大阻力臂，省力?
?
?
?
???????B.?减小阻力臂，省力??????C.?增大动力臂，方便??????D.?减小动力臂，方便
6.如图所示，用开瓶器在A处用力开启瓶盖，下列说法正确的是（　　）
第6题图
第7题图
第8题图
A.?B点为开瓶器的支点????????????????????????????????????????????B.?开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C.?使用开瓶器能省力??????????????????????????????????????????????D.?使用开瓶器能省功
7.小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组如图所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，绳子的自由端移动的距离为S1.S2
，
图中左.右滑轮组的机械效率分别为η1.η2
，
下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（?
）
A.?S1＞S2
，
η1=η2?????????B.?S1＞S2
，
η1＞η2?????????C.?S1＜S2
，
η1=η2?????????D.?S1＜S2
，
η1＞η2
8.（2020九上·鄞州期末）如图所示的杠杆处于静止状态，下列说法正确的是(???
)
A.?图示的杠杆未处于平衡状态
B.?此时，杠杆上的支点到甲点的距离可以看作动力臂
C.?若把杠杆拉至水平静止，则弹簧测力计示数将变大
D.?相同条件下，若把弹簧测力计从甲点移到乙点，示数将变大
9.（2019九上·宁波期末）同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙
，
不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（
??）
A.?F甲F乙>F丙
?????????????????????C.?F甲>F乙=F丙????????????????????D.?F甲=F乙>F丙
10.如图所示，作用在杠杆一端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，力F在这个过程中(??
)
第10题图
第11题图
A.?变大????????????????????????????????B.?变小????????????????????????????????C.?不变????????????????????????????????D.?先变大后变小
11.（2018九上·浙江期中）如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是（??
）
A.?甲?????????????????????????????????????????B.?乙?????????????????????????????????????????C.?丙?????????????????????????????????????????D.?丁
12.（2019九上·余杭期中）如图所示的用具中属于费力杠杆的是（???
）
A.?食品夹???????????????????????????B.?瓶盖起子
C.?螺丝刀???????????????????????????????????????D.?钳子
二、填空题
13.（2019九上·江北期末）在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面。螺丝钉是一种类似________的机械（填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”），螺纹________（填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
第13题图
第14题图
14.（2019·宁波模拟）哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受广大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
（1）若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是________（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）在上举的过程中，阻力臂逐渐________（填“增大”“减小”或“不变”）。
15.如下图所示，是探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处同样大小的钩码个数为________。
第16题图
第17题图
16.（2020·金东模拟）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于________杠杆
(选填“省力”“费力”或“等臂”)；支架下面垫有面积较大的石块，是为了________对地面的压强(选填“增大”或“减小”)。
17.下列常用的器具中属于费力杠杆的是________
，
属于等臂杠杆的是________（均填写序号）.
①羊角锤?
②镊子?
③老虎钳?
④天平
18.列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是________（写出支点位置的字母），当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是________（写出支点位置的字母），这种情况下，手推车可以视为________杠杆．
第18题图
第19题图
第20题图
19.如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是________，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是F1________F2。
20.?如图所示，建筑工人用滑轮组匀速提升重物，已知物重270N．动滑轮重30N，不计绳重及摩擦，测拉力大小为　________?N，若重物匀速上升1m，则此过程中拉力做的功为　________?　J．
三、实验探究题
21.在探究“杠杆平衡条件”实验中：
（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是________
．
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上________?个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡．当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数将________
．
（4）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量
①将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，前后移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）．
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和________?　的距离L2
．
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆=　________?（用题目中所给物理量表示）
22.（2018·丽水）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；把钩码挂在杠杆A点如图甲，为方便直接从杠杆上读出力臂，应在B点沿着________的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将________．
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
23.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表：
（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________
．
（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________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率________（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与________?有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子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．
24.用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．
实验次数
物体种类
物重G/N
斜面高h/cm
沿斜面的拉力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
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做________??运动
（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。
25.（2016·新昌模拟）某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的配槽钢等辅助工具，操作步骤如下：
a、如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡．b、将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB=6cm，OA=9m，弹簧测力计的示数为200N，根据上述数据测出了大象的重量．
（1）大象的重为________?N．
（2）设计步骤a的目的是________．
四、解答题
26.?如图所示，轻质杠杆可绕O点在竖直面内旋转，画出使杠杆保持平衡的最小力F1的示意图和对应的力臂L1
27.如图所示，画出力F对支点O的力臂L。
28.如图所示，人站在地面上用滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子画出最省力的绕法．
29.请在图中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法．
30.如图所示，司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来（泥坑可近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m，共用时5s，已知
汽车所受阻力为1200N，司机师傅的拉力功率为300W，在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：
（1）司机师傅的拉力为多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
31.如图所示，滑轮组在向上的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在10s内物体上移的距离为2m．求：
（1）物体上升的速度；
（2）有用功
（3）如果拉力F为50N，滑轮组提升该重物时的机械效率．
32.（2018九上·柯桥月考）一工人用右图所示的滑轮组提升一重200N的货物，所用拉力为125N，他在4s内将货物向上提升了2m，求在这个过程中：
（1）工人所做的有用功和额外功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人拉动绳子做功的功率。
33.小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m，作用在绳子自由端的拉力是400N，不考虑绳重及摩擦（g=10N/kg）．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
2.【答案】
B
3.【答案】
A
4.【答案】
B
5.【答案】
B
6.【答案】
C
7.【答案】
C
8.【答案】
D
9.【答案】
B
10.【答案】
A
11.【答案】
D
12.【答案】
A
二、填空题
13.【答案】
斜面；密
14.【答案】
（1）费力（2）减小
15.【答案】
6
16.【答案】
省力；减小
17.【答案】
②；④
18.【答案】
C；B；省力
19.【答案】
乙；＞
20.【答案】
150；300
三、实验探究题
21.【答案】
（1）便于测量力臂大小（2）3（3）先变小后变大（4）O到B；
22.【答案】
（1）竖直向下（2）先变小后变大
23.【答案】
（1）机械效率越低；机械效率越高；无关（2）偏小；偏高；运动状态（3）摩擦；提高
24.【答案】
（1）匀速直线（2）95.2；摩擦力（3）0.43
25.【答案】
（1）3×104（2）消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响
四、解答题
26.【答案】
解：
27.【答案】
28.【答案】
解：因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法．如图所示：
29【答案】
【解答】解：根据题意，使拉力为物体重的时最省力，所以滑轮组由3段绳子承担物重．需要由动滑轮绕起，滑轮组绕法如图所示．
30.【答案】
（1）解：绳子自由端移动的距离s=ns汽车=3×1m=3m，
绳子自由端速度：v===0.6m/s，
由P===Fv得，工人的拉力：F===500N；
答：司机拉绳子的力是500N；
（2）解：拉力所做总功：W总=Fs=500N×3m=1500J；
工人所做有用功：W有用=fs汽车=1200N×1m=1200J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．
答：滑轮组的机械效率是80%．
31.【答案】
（1）解:物体上升的速度：v===0.2m/s；
答：物体上升的速度为0.2m/s；
（2）有用功：W有=Gh=120N×2m=240J；
答：有用功为240J
（3）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m，
总功：W总=Fs=50N×6m=300J，
η=×100%=×100%=80%．
答：如果拉力F为50N，滑轮组提升该重物时的机械效率为80%
32.【答案】
（1）工人做的有用功为：W有=Gh=200N×2m=400J；
工人做的总功为：W=Fs=125N×（2m×2）=500J；
工人做的额外功为：额=W总-W有=500J-400J=100J；
（2）滑轮组的机械效率为：；
（3）工人拉绳子的功率为：。
33.【答案】
（1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，
物体重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，
滑轮组的机械效率：
（2）不考虑绳重及摩擦，
，
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N．
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