十一章 简单机械与功学案.docx
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十一章简单机械与功学案
一、杠杆（第1课时）
1、边教边练
1．关于杠杆，下列说法正确的是（）
A．杠杆是一根直的硬棒Ｂ．支点到动力作用点的连线就是动力臂
Ｃ．力臂是支点到力作用线的距离Ｄ．力臂是力作用点到支点的距离
2．在下两图中画出动力臂Ｌ１和阻力臂Ｌ２．
3．如下图所示的杠杆，请画出杠杆的五要素．
4．如图甲所示的钢丝钳，A为剪钢丝处，B为手的用力点，0为转动轴，图乙为单侧钳柄
及相连部分示意图。
请在图乙中画出剪钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。
2、课堂检测
1．在______的作用下，能绕一_________转动的________叫做杠杆．
2．下列说法中正确的是（）
A．杠杆都是直的硬棒B．力臂是力的作用点到支点的距离
C．力臂是支点到力的作用线的距离D．杠杆的动力臂总是大于阻力臂
3．如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）
4．在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。
王刚仿照钳子的结构改制成一种农具解决了这一问题。
如图所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了。
该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）
A．转轴—虎口—套管B．小铲—套管—虎口
C．小铲—虎口—套管D．虎口—转轴—套管
5．如图所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端Ａ是动力作用点．请在图上标出：
（1）当动力方向向上时，杠杆的支点ａ；
（2）当动力方向向下时，杠杆的支点ｂ．
6．如图所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2。
．
一、杠杆（第2课时）
一、边教边练
1.关于杠杆平衡，下列说法中正确的是（ ）
A．只要杠杆静止不动，就称为杠杆平衡
Ｂ．杠杆平衡时，支点必须在杠杆的两边
Ｃ．杠杆平衡时，支点必须在杠杆的中间
Ｄ．杠杆只有在水平位置静止，才能称为杠杆平衡
2．用一根杠杆撬重物，当物重1000N时，手至少要用200N的力才能
撬动．若此时阻力臂长20cm，则动力臂的长度应为（ ）
A．20cm B．1mC．2m D．5m
3.在研究杠杆平衡条件的实验中，
（1）杠杆的位置如图所示，此时应调节杠杆左端的螺母使其向______移动，或者调节杠
杆右端的螺母使其向_______移动，以使杠杆在水平位置平衡．
（2）在实验中，若保持钩码的只数和位置不变，使弹簧测力计由竖直向下拉改为斜向下
拉，则弹簧测力计的示数将___________．（填“变大”、“变小”或“不变”）
4．某同学在做“研究扛杆的平衡条件”实验前，设计了下面表格，请你在第一行的两个空格中填写适当的内容，使表格完善。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1
4
5
5
4
2
3
4
4
3
3
结论：
动力+动力臂=阻力+阻力臂
他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。
你认为甲组产生
错误的原因：
。
5．如图是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点挂一重10N的物体，则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平平衡状态．问：
（1）.若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡?
（图中每格距离相等）
答：
＿＿＿＿＿＿（选填“能”或“不能”）
（2）若在C点用20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡?
答：
＿＿＿＿＿（选填“能”或“不能”）
二、课堂检测
1．杠杆的平衡条件是________________________________（用文字表示），写成数学表达式为_________________________．
2．一杠杆受到的动力和阻力分别是6N和30N,当杠杆平衡时,动力臂与阻力臂之比是______________．
3．若作用在杠杆上的动力是40N，动力臂是阻力臂的3倍，那么杠杆平衡时，阻力的大小为___________N．
4.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列说法中正确的是（）
A．将支点两侧钩码都向右移动一格,杠杆仍平衡
B．在支点两边的钩码下各增加一个钩码,杠杆仍平衡
C．将支点左边的钩码向左移动两格,将支点右侧的钩码向右移动一格,杠杆仍平衡.
D．将支点左边加上二个钩码,右边加上一个钩码,杠杆仍平衡.
5.右图中，一个有均匀刻度的轻质杠杆在水平位置平衡，物Ａ重
３N，此时，弹簧秤示数（）
Ａ．１NＢ．２NＣ．３NＤ．４N
6．在“研究杠杆平衡条件”实验中
（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将左端的螺母A向 调
（填“左”或“右”）
（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码
向 （填“左”或“右”）移动 格。
（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆
将 。
（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）
（4）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进
行分析，这样做的目的是：
_____________________________________________。
（5）如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆，请你根据杠杆的平衡条件，说明用几个不重的
砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 。
一、杠杆（第3课时）
一、边教边练
1．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的
目的是为了（）
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力
2．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端
加竖直向下的作用力F=30N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．80NB．60NC．40ND．20N
3．如图是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）
A．B点支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力
B．B是支点，物体A放在车厢前部分可省力
C．C点支点，物体A放在车厢后部分可省力
D．C点支点，物体A放在车厢前部分可省力
4．人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕
关节转动.如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提
供动力.由图可以看出，这是一个（）
A．费力、省距离的杠杆B．省力、费距离的杠杆
C．既费力，也费距离的杠杆D．既省力，也省距离的杠杆
5．某同学分别用如图所示的（a）、（b）两种方法挑着同一个物体行走，（a）图中肩受到
的压力_______（b）图中受到的压力；（a）图中手施加的动力________（b）图中手施
加的动力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
二、课堂检测
1．杠杆的分类：
当L1>L2,F1F2,称为杠杆，特点：
当L1当L1=L2,F1F2，称为杠杆，特点：
2．下列工具中：
⑴镊子；⑵羊角锤；⑶铡刀；⑷钩鱼杆；⑸扳手；⑹裁衣剪刀；
⑺天平；⑻大扫帚；⑼筷子；⑽修树枝的剪刀；（11）道钉撬；
（12）瓶盖起子；（13）起重机的起重臂；（14）撬棒；（15）汽车的脚踏板．
其中属于省力杠杆的是，
费力杠杆的是，
属于等臂杠杆的是．（填序号）
3.如图所示，下列器件中属于省力杠杆的是（）
4．关于使用杠杆用力，下列说法正确的是（）
A．使用动力臂长的杠杆省力B．使用动力臂小于阻力臂的杠杆省力
C．使用阻力臂长的杠杆费力D．使用动力臂小于阻力臂的杠杆费力
5.下图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（）
6．如图是超市里搬运货物的小推车，设货物均匀摆放在车内，当后轮O2遇到障碍物P时，
顾客向上提起扶把，这时小推车（）
A．可视为省力杠杆，支点是前轮O1B．可视为费力杠杆，支点是前轮O1
C．可视为省力杠杆，支点是后轮O2D．可视为费力杠杆，支点是后轮O2
一、杠杆（第4课时）
一、边教边练
1.根据杠杆的平衡条件，在F1、L1、F2、L2四个量中，若有两个量保持不变，则第三个量
的变化会引起第四个量的变化。
①F2、L2不变，若L1增大，则F1会__________。
②F2、L1不变，若L2增大，则F1会__________。
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”）
3.如上右中图所示，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。
4、如图所示，AOB为一杠杆（自重不计），O为支点（OA物G，那么（ ）
A.在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的
B.在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C.在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力
D.在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡
5.如图所示轻质杠杆OＡ上悬挂着一重物Ｇ，O为支点．在Ａ端用力使杠杆平衡．下列
叙述正确的是（ ）
Ａ．此杠杆一定是省力杠杆Ｂ．沿竖直向上用力最小
Ｃ．此杠杆可能是省力杠杆也可能是费力杠杆Ｄ．沿杠杆OＡ方向用力也可使杠杆平衡
二、课堂检测
1．
如图所示，AOB为一轻质杠杆（杠杆自重忽略不计），O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加的力F至少为N。
2．如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。
为使杠杆平衡，应在杠杆上的_________点施加一个作用力，才能使作用力最小，该最小作用力与物重G的比值是___________。
3．如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力）Ｆ的作用下以Ｏ点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为l，动力与动力臂的乘积为Ｍ，则（）
A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大B．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ减小
C．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ增大D．Ｆ减小，ｌ增大，Ｍ增大
4．如图所示的两种情况，OB＝AB，物重均为G，两轻质杠杆均平衡．比较F、F'的大小，满足关系式（）
A．F＝F’B．F＝2F’C．F＝1/2F'D．F＝1/4F'
5、如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO＝60cm，OB＝40cm，BC＝30cm，要使曲
杆在水平位置平衡，请在C处作出施加最小的动力F1的示意图及其力臂l1。
6、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，请作出最小的力F的示意图及其力臂l。
二、滑轮（第一课时）
一、边学边练
1、旗杆顶上有，使用它不省，但可以改变施力的。
把重物提升到三楼，为了省力可以使用，但不能。
2、定滑轮实质上是一个杠杆，动滑轮实质上是一个杠杆。
3、图一中A是滑轮。
利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向
（选填“上”或者“下”）。
如果滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少
要用牛的拉力。
若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动米。
图二
4、图二所示的是滑轮。
利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向（选填“上”或者“下”）。
如果滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少要用牛的拉力。
若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动米。
5、物理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，
完成了如下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些偏差。
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?
______________________
（2） 根据丙实验数据计算出动滑轮的自重为____________ N。
（不计绳重和摩擦）
2、课堂检测
1．如图所示，是人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是__________滑轮
（填“定”或“动”），使用__________图中的滑轮能够省力
第3题图
第2题图
2、某同学用如图所示的滑轮将重160N的物体匀速提高了2m，则他至少要用_______N
的拉力，拉力的作用点移动的距离为__________m．
3、如图五所示，分别沿着F1、F2、F3三个方向施加力，利用定滑轮提升同一个物体，如
果不计滑轮和绳子之间的摩擦，则（）
A.F1=F2=F3B.F1>F2>F3C.F14、如图六，使重量同为G的物体都处于静止状态，用力最大的是（不计摩擦自重）（）
5．用如图所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力
F为50N，则物重G为N，若绳子的自由端向上拉
0.6m，则重物升高m。
挂重物的钩子A承受的
拉力是N．
6．关于滑轮，下列说法正确的是（）
A．使用定滑轮不能省力，是因为它能改变力的方向
B．使用定滑轮不能省力，是因为它是等臂杠杆
C．使用动滑轮不能改变力的方向，是因为它能省一半的力
D．使用动滑轮能省一半的力，是因为阻力臂是动力臂的2倍
二、滑轮（第二课时）
一、边学边练
1、使用滑轮组可以（）
A、省力又省距离
B、
可以省力，但不能改变力的方向
C、既可省力又可改变力的方向
D、费了力但可以省距离
图一
2、如图一表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1=,F2=,F3=。
不计滑轮本身的重和摩擦。
3、如图三所示，动滑轮重为50牛顿，绳重和摩擦不计，人对绳子的拉力是260N，则物重是N，若重物上升的高度是0.2m，则绳子自由端下降m。
图四
图三
4、如图四所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来，请用笔画线代替绳索，将它们连接起来。
5、程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，
想利用滑轮组提起这个重物。
已知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好
选择图中_______滑轮组来提起重物（选填“a”、“b”或“c”）。
请在所选的图中画出
正确的绕绳方法。
二、课堂检测
1、用图五的滑轮组提起重为300N的一桶水，人们所使用的拉力至少为________N，实际生活中，人们使用的拉力应该________（选填“大于”“等于”或“小于”）这个力。
图五
2．如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力
分别为
；
；
。
不计滑轮本身的重和摩擦．
3．用如图所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为40N，则物重G
为N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高m。
第4题图
第3题图
第2题图
4．如图所示，已知F=20N，若不计动滑轮重力和摩擦，提起的重物G为（）
A．10NB．20NC．40ND．60N
5．按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。
图中G表示物重，G′表示动
滑轮重，F表示人对绳子的拉力。
三、功
一、边教边练
1．物理学中，把与物体在的乘积称为，简称.功的公式为.
2.做功包括两个必要的因素，一是作用在物体上的，二是物体在力的方向上通过的.
3.如图所示描述的力，有对物体做功的是（ ）
熊猫用力举着杠铃不动用力拉绳匀速提升重物 用力搬石头没搬动 用力提着水桶沿水平方向移动
A B C D
4．以下事例中，重力做功的是（）
A.冰球在水平的冰面上滚动B.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
C.跳水运动员下落D.皮划艇在平静水面快速滑行
5.某商场扶梯的高度是5m，扶梯长是7m，小明体重为600N。
扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功J。
6.一位中学生沿教学楼楼梯由一楼登上二楼，该同学登楼做的功最接近于（）
A.1500JB.150JC.15JD.1.5J
7.马拉着重2×104N的车，在平直的公路上前进了500m，做了3×105J的功，马的水平拉力________N.
8．如图所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（）
A.重力做的功是500JB.拉力大小为100N
C.拉力大小为120ND.拉力做的功为100J
9．一辆轿车在水平路面上匀速直线行驶，轿车上的速度表如图所示。
求：
⑴轿车行驶的速度是多少米/秒？
⑵在2min内轿车行驶的路程是多少千米？
⑶若轿车发动机提供的牵引力为F＝1600N，则轿车通过上述路程牵引力做的功为多少焦？
二、课堂检测
1.在生产和生活中，经常
见到这样的情形，用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢，修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。
从物理学的角度分析，它们的物理模型属于同一种简单机械，即，这种简单机械的优点是.
2.某商场售货员用20N的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功_______J，货物的重力做功_______J，物体受到的摩擦阻力是_____N.（g取10N/kg）
3．2000年9月22日在悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg以上举重金牌。
她的挺举成绩是165kg。
她在挺举过程中对杠铃做的功大约为（）
A.300JB.1000JC.3000JD.5000J
4．某学生用400N的力将重60N的铅球抛出5m远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是（）
Ａ．200J Ｂ．300J Ｃ．0J Ｄ．500J
5.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的
水平地面上前进相同的距离.关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）
A．在粗糙地面上做功较多B．在光滑地面上做功较多
C．两次做功一样多D．条件不够，无法比较两次做功的多少
6．重G的物体在水平地面上受水平向右的恒定拉力F作用时，由A移动到B，又移动到C，如图所示.已知AB段较粗糙，BC段较光滑，且BC＝2AB设拉力F在A→B的过程中做功W1，在B→C的过程中做功W2，则关于W1、W2大小关系正确的是（）
A．W1：
W2＝l：
l
B．W1：
W2＝1：
2
C.W1：
W2＝2：
1
D．缺少条件，不好判断大小关系
7.一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？
重力对车做功多少？
四、功率
一、边教边练
1．功率是表示的物理量，公式，国际制单位，常用单位有．
2．汽车起重机的功率可达320kW，合W，表示的物理意义是
．
3．下面说法正确的是（）
A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功时间越短，功率越大
C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，功率越大
4.在水平地面上，小明用100N的水平推力推动重为150N的箱子，8s内前进了12m，这个过程中木箱所受的重力对木箱做的功是J，小明对木箱做功的功率为W．
5．甲、乙两台机器的功率之比为3：
2，它们做同样的功所需的时间之比为，在相同时间内，甲、乙两台机器所做功之比为．
6．刘明在用时0.5min，用20N的推力使超市购物车在水平路面上前进了15m．在此过程中他做了多少功？
功率是多大？
7.一辆轿车在高速公路上以70kW的功率行驶10min,汽车发动机做了多少功？
8.估测上楼时的功率：
（1）实验的原理是P=
（2）实验需要测量的物理量有：
、、。
（3）需要的测量工具有：
、、。
（4）计算功率的表达式是P=。
（5）一位同学用20s从一楼上到了三楼，则他上楼时的功率可能是（）
A.几瓦B.几十瓦C.几百瓦D.几千瓦
9.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N，在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；
（2）行驶速度的大小；
（3）行驶5min牵引力所做的功.
二、课堂检测
1．甲、乙两人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他们二人（）
A．做的功相同，但甲的功率较大B．做的功相同，功率也相同
C．甲做的功较多，但功率相同D．甲做的功率多，功率也较大
2．某人骑一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（ ）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
3.汽车在行驶过程中，发动机的功率为P，牵引力为F，汽车行驶的速度为v，这三者之间的关系为P=Fv.当汽车爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档.加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速.
那么，在爬坡时减慢车速的主要目的是（）.
A．保证安全 B．省油
C．增大发动机的牵引力 D．以上说法均正确
4．甲、乙两辆功率相等的汽车，若在相同时间内匀速通过距离之比S甲:
S乙=2:
1，那么（）
A．两辆汽车牵引力之比F甲:
F乙=1:
2B.两辆汽车牵引力之比F甲:
F乙=2:
1
C．两辆汽车做功之比W甲:
W乙=1:
2D.两辆汽车做功之比W甲:
W乙=2:
1
5．如图所示，起重机用钢绳吊起重9000N的重物，在5s内上升10m，再用4s沿水平方向移动5m，水平移动过程中起重机对重物做功为______J，整个过程做功的平均功率为_____W.
6．一位体重为500N的同学在跳绳测试中，1min跳180次，每次腾空的最大高度平均为4cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是多少？
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