第12讲 简单机械Word文档格式.docx

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安徽）如图所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上．动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂L.

6．（2011·

安徽）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直向上拉一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2

回答下列问题：

（1）杠杆机械效率的表达式为η＝

×

100%．（用已知或测量的物理量符号表示）

（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：

杠杆的自重．

（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大（填“变大”“变小”或“不变”）．

　命题点2:

滑轮

7．（2015·

安徽）下列说法正确的是（D）

A．弹簧测力计只能测量重力的大小B．使用滑轮组既可以省力，也可以省功

C．验电器的工作原理是异种电荷相互吸引D．内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能

8．（（2014·

安徽）工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250N，则（B）

A．拉力所做的功为750JB．机械的效率为80%

C．若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变

D．若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变

9．（2013·

安徽）某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码的重力G（如图甲），再按图乙所示连接方式线装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置．

（1）图甲中弹簧测力计的示数为2.0N.

（2）图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是B（填“A”或“B”）同学的方法．

（3）按照正确的测量方法，测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F＞（填“＞”“＜”或“＝”）

.

（4）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，计算出滑轮组的机械效率．

　命题点3:

斜面

10．（2015·

安徽）某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体，已知沿斜面的拉力做的功为1000J，斜面的机械效率为60%，则物体被提升的高度为1.2m.

11．（2012·

安徽）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（D）

A．η＝

100%B．η＝

100%

C．η＝

100%D．η＝

12．（2011·

安徽）斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力．图示为倾角θ＝30°

的固定斜面，用平行于斜面的拉力F＝4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h＝1m；

（1）求拉力F做的功；

（2）若斜面的高度h一定，倾角θ可以改变，试推导：

在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，θ越小，F越小．

解：

（1）∵θ＝30°

∴s＝

2h＝2×

1m＝2m

拉力F做的功：

W＝Fs＝4N×

2m＝8J

（2）由图可知，s＝

∵不考虑摩擦，∴W有用＝W总

即Gh＝Fs＝F

∴F＝Gsinθ

由题知0＜θ＜90°

当θ增大时，sinθ增大，当θ减小时，sinθ减小

∴当G一定时，θ越小，F越小，越省力

针对训练

基础训练

聊城）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个省力杠杆（填“省力”或“费力”）．若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为70N.

2．（2016·

绥化）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s＝3m，上升的高度h＝1.2m，则人对物体做的有用功是288J，斜面的机械效率是80%．

3．（2016·

安庆三模）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＜η乙（填“＞”“＝”或“＜”）．

4．（2016·

玉林）如图所示，用F＝50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为0.4m，该滑轮组的机械效率为60%．（忽略绳子和动滑轮的重力）

5．（2016·

广州）如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态．

（1）O为支点，画出FA的力臂LA.

（2）撤去FA，在B点施加力FB，使硬杆仍可保持水平静止状态，若FB大小等于FA，则FB的力臂LB＝LA（填“＞”“＜”或“＝”）．

6．（2016·

连云港）如图所示，有一个杠杆AOB，可绕O点自由转动，A端吊着一个物体．请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂．

7．（2016·

乐山）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO＝BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为（B）

A．m1>

m2B．m1<

m2C．m1＝m2D．无法判断

8．（2016·

哈尔滨）如图，用撬棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是（B）

A．动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效果

B．手在A点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆

C．手在A点向不同方向施力时，力的大小都相等

D．手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在B点比在A点费力

9．（2016·

邵阳）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态．若在杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码，则（B）

A．杠杆不能水平平衡，左端上升B．杠杆不能水平平衡，右端上升

C．杠杆仍能处于水平平衡状态D．以上说法都不正确

10．（2016·

乌鲁木齐）如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块．不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块个数为（D）

A．3个B．4个C．5个D．6个

11．（2016·

烟台）用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（A）

A．η甲＝η乙，W甲＝W乙B．η甲＞η乙，W甲＞W乙

C．η甲＜η乙，W甲＜W乙D．η甲＞η乙，W甲＜W乙

甲　　　　乙

12．（2016·

乐山）如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m．（g取10N/kg）则（B）

A．推力的功率为40WB．斜面的机械效率为75%

C．推力做的总功300JD．斜面对物体的摩擦力100N

13．（2016·

聊城）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：

实

验

次

数

钩码

的重

力G/N

提升高

度h/m

拉力

F/N

绳端移

动的距

离s/m

机械效

率η

1

2

0.05

1.0

0.15

66.7%

4

1.7

78.4%

3

6

①

②

（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高．

（2）表格中编号①处数据应为2.4，编号②处数据应为83.3%．

（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：

同一滑轮组的机械效率主要与提起物体所受到的重力有关．

（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变（填“变大”“变小”或“不变”）．

14．（2016·

遵义）搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）动滑轮的重；

（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．

由图可知，n＝3

（1）滑轮组的机械效率：

η＝

100%＝

100%＝80%

（2）由F＝

（G＋G动）可得，动滑轮的重：

G动＝3F－G＝3×

50N－120N＝30N

（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：

F′＝

（4G＋G动）＝

（4×

120N＋30N）＝170N

能力提升

15．（2016·

随州）中国人是使用筷子的专家，如图将AB这支筷子作为杠杆分析，O点为支点，食指指头对筷子上的M点的压力FM（垂直于筷子）是动力，食物对筷子上的N点的挤压力FN（垂直于筷子）是阻力．画出FM、FN和阻力臂LN.

16．（2016·

丹东）如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（B）

A．绳子自由端拉力的功率是70WB．滑轮组的机械效率是85.7%

C．提升重物的过程中所做的额外功是400J

D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大

杭州）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．（支点和杠杆的摩擦不计）问：

（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为多大？

（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m．问：

人的拉力F与第一次相比变小（填“变大”“变小”或“不变”）．比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识加以推导．

（1）有用功：

W有用＝Gh＝5N×

0.3m＝1.5J

总功：

W总＝Fs＝4N×

0.5m＝2J

机械效率：

100%＝75%

（2）钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得：

G·

OA＋G杠杆·

OC＝F·

OC

悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得

OB＋G杠杆·

OC＝F′·

观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB＜OA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F′也变小

杠杆的机械效率：

＝

因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变，即W额＝G杠杆·

h杠杆不变；

由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用＝Gh可知，有用功减小；

从上面η的表达式可知：

W有用减小、W额不变，所以

变大；

分式分母变大，η就减小，即η2＜η1