12第十二章 简单机械文档格式.docx

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图9图10

11、画出如图11中各力的力臂

12、请画出如图12中力F的力臂

图11图12

13、画出图13中各力的力臂

14、试画出图14中作用于铡刀的动力的力臂和阻力的示意图

3、杠杆的平衡条件

图13图14

15、请你在图15中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F的示意图及动力臂L1、阻力臂L2．

16、小明在学校参加植树，使用图16所示的钢丝钳，剪铁丝固定小树苗．画出作用在钳子上动力的力臂和阻力的方向．

图15图16

17、画出图17中镊子的支点、动力和阻力的示意图，分别画出动力臂和阻力臂

18、如图所示，当人曲臂将重物端起时，人的前臂可以看作一个杠杆．请在示意图上画出动力F1的力臂和阻力F2的力臂．

图17图18

19、图19是垃圾桶的杠杆示意图，请画出杠杆ABC动力臂和阻力臂，标出杠杆DEF的动力和阻力示意图

20、如图20是司机在用脚踩下刹车踏板的情景，请在图中画出此杠杆的动力臂和阻力臂．

图19图20

三、杠杆的平衡条件

（1）杠杆或都叫杠杆平衡。

P77探究杠杠的平衡条件（在水平位置上静止的平衡）

实验前一定要使杠杆在水平位置上平衡是为了。

实验时一定要使杠杆在水平位置上平衡是为了。

（2）杠杆的平衡条件是：

动力×

动力臂=阻力×

阻力臂

F1×

L1=F2×

L2

（使用此公式时，L1、L2的单位一定要相同）

杠杠的平衡条件及应用

1、如右图所示的杠杆处于平衡状态，若在A处的钩码组下再挂一个同样的钩码，要使杠杆同样恢复平衡，则无法实现的是（）

A、在C处钩码组下再加挂一个同样的钩码

B、在C处钩码组下再加挂一个同样的钩码并移到D

C、在C处钩码组下再加挂二个同样的钩码并移到B

D、把C钩码移到D

2、在探究杠杆的平衡条件实验中，如下图所示，杠杆两边分别挂4、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．两边钩码各向支点外移远一格

在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

3、

（1）若发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调节．

（2）某小组得到的两组数据如下表所示：

实验序号

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

2

20

10

8

4

经检查，有一组数据中的动力臂读错了，动力臂的实际值应等于cm．

（3）另一小组的同学获得的数据如下表所示：

5

他们得出的结论是：

“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，你认为他们由此而得出结论存在什么问题？

4、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）若实验前，没有挂钩码时，杠杆静止在图1所示位置，应将右端的平衡螺母向适当调节，或将左端的平衡螺母向调节；

由此可知杠杆两端螺母的作用是，这样做的目的是。

（2）在实验时，要使杠杆在位置平衡，其目的是。

（3）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边、离支点2格的A处挂有3个钩码，如图2所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码，你的方法是，并在图2画出其示意图．

（4）小红所在的小组根据图24-2所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：

“动力×

支点到动力作用点的距离=阻力×

支点到阻力作用点的距离”

为了说明这一结论是否正确，请你在上图3所示的杠杠上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂

（5）下图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下表中．

2将表格中的实验数据补充完整．

②小明的第3次实验存在错误，其错误数据是，实际值比记录值大还是小？

③通过此探究实验应该得出的结论：

．

5、如下图1所示，一段粗细不同的木头（A端较粗），用细绳在O点悬挂起来，刚好水平平衡．若沿O点虚线把木头截成A、B两段．那么重的一段是（　　）

A．A段B．B段C．一样重D．无法确定

6、如下图2所示，一个粗细不均的木棒两边挂上型号相同而数目不等的钩码时，木棒刚好在水平位置上平衡，已知此时OA=OB，若在此在左右的钩码下面再各自加挂一个型号相同的钩码，则杠杆将（）

A、保持静止B、右边下沉C、左边下沉D、无法确定

7、身高相同的甲乙两人，用一根长1.6m的扁担台一桶水，水桶挂在距甲的肩头0.6m处的扁担上的一点，水和桶共重320N，不计扁担的重力，问甲乙二人肩上各负担多大的力？

8、一跟粗细均匀的木棒，在其末端用一个始终与木棒垂直的力F，由如下图1所示，从图A位置匀速拉动，绕O点转动到B位置的过程中，F的大小的变化（）

A、变大B、变小C、不变D、无法确定

9、一跟粗细均匀的木棒，在其末端用一个始终与木棒垂直的力F，由如下图2所示，从图B位置匀速拉动，绕O点转动到C位置的过程中，F的大小的变化（）

A、变大B、变小C、不变D、无法确定

10、一跟粗细均匀的木棒，在其末端用一个始终竖直向上的力F，由如下图3所示，从图A位置匀速拉动，绕O点转动到B位置的过程中，F的大小的变化（）

11、一跟粗细均匀的木棒，在其末端用一个始终竖直向上的力F，由如下图4所示，从图B位置匀速拉动，绕O点转动到C位置的过程中，F的大小的变化（）

12、如图，地面上有一根两头粗细不同的木头，现用竖直向上的力F将木头抬起，在抬起的过程中，力F的大小（　　）

A．逐渐增大B．逐渐减小

C．保持不变D．先增后减小

画出使杠杆平衡的最小力示意图

1、在下图1、图2、图3中，画出使杠杆平衡的最小力的示意图（要求保留作图痕迹）．

2、如图4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．

3、在图5中作出过点A使杠杆平衡的最小力F，并画出对应的力臂L．

4、如图6所示，画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F的示意图和对应的力臂．

5、在图7中画出使杠杆平衡时的最小力示意图．

6、在图8中画出使杠杆在图示位置平衡的最小力F的示意图

7、把一个圆形油桶推上一个台阶，请在图9中画出能使出最小的力的示意图

4、生活中的杠杆

由杠杆的平衡条件可以知道：

动力臂L1是阻力臂L2的几倍，动力F1就是阻力F2的几分之一；

动力臂L1是阻力臂L2的几分之一，动力F1就是阻力F2的几倍。

三种杠杆：

省力杠杆：

L1﹥L2，F1＜F2，能省力但要费距离；

实例：

撬棒、羊角锤、瓶盖起子、钢丝钳、铡刀、手推车等。

费力杠杆：

L1＜L2，F1＞F2，要费力但能省距离；

起重机、船浆、布和头发的剪刀、钓鱼杆、镊子、筷子、扫帚等

等臂杠杆：

L1＝L2，F1＝F2，不省力也不费力，不省距离也不费距离。

天平、定滑轮

杠杆的应用

1、下面有各类日常生活中常见的简单机械：

啤酒瓶瓶盖的起子、

定滑轮、

筷子、

撬棒、

扫帚、

钓鱼杆、

船桨、

镊子、

钢丝钳、

动滑轮、

摩托车的脚踏刹装置、

滑轮组、

铡刀、

羊角锤、

缝纫机的脚踏板装置、

天平。

（填编号）

其中属于省力杠杆的有：

；

属于费力杠杆的有：

属于等臂杠杆的有：

2、下列物体中，属于省力杠杆的是（　　）。

A、钓鱼竿B、筷子C、镊子D、撬棒

3、下列事例中属于省力杠杆的是（　　）

A．扫地的笤帚B．划水的船桨C．钓鱼的鱼竿D．开瓶的扳手

4、下列常用工具属于费力杠杆的是（　　）

A．吃饭用的筷子B．撬瓶盖的起子C．剪断钢丝的钳子D．拧螺帽的扳手

5、下列工具中，属于费力杠杆的是（　　）

A、起子B、镊子C、钢丝钳D、托盘天平

6、下列应用不属于费力杠杆的是（　　）

A．手握钢笔写字B．汽水瓶起盖器的使用C．用筷子夹菜D．用大扫帚扫地

7、如图所示是一个指甲刀的示意图；

它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（　　）

A．三个杠杆都是省力杠杆

B．三个杠杆都是费力杠杆

C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆

D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆

8、如图1所示，是一个指甲刀的示意图，它有三个杠杆ABC，OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，杠杆ABC的支点是（　　）

A．A点B．B点C．C点D．可以使B点或C点

9、如图2所示，这是脚踏式垃圾桶的结构图，F为开盖时候的脚踏板（　　）

A．ABC为省力杠杆B．DEF为省力杠杆

C．ABC和DEF都为省力杠杆D．ABC和DEF都为费力杠杆

10、如图3所示是列车上出售食品的手推车，当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶把，若把手推车视为杠杆，这时杠杆的支点是；

此时手推车可视为

杠杆（选填“省力”“费力”）．当后轮遇到障碍物时，售货员向上提扶把，若把手推车视为杠杆，这时杠杆的支点是；

此时手推车可视为杠杆（选填“省力”“费力”）．这两种情况中。

比较省力的是一种。

（填“前”或“后”）

11、如图4所示有一弯曲轻质杠杆AOBC，O为支点，请作出F2的力臂和能使杠杆平衡的最小的力F1．

12、如图5所示，轻质杠杆AOB中，在C点挂一重物G，画出使杠杆保持如图位置平衡时，所施加的最小力的示意图。

二、其他简单的机械

第二节、滑轮

1、滑轮的构造：

周边带有凹型槽的圆轮、框架、转动轴

2、滑轮的分类

定滑轮使用时转动轴位置固定不动（甲图）

动滑轮使用时转动轴位置随物体一起运动（乙图）

甲乙

3、滑轮的作用：

使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向。

使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，而且要费距离。

4、滑轮的实质：

（能画出它们的杠杆示意图）

定滑轮实质上是一个等臂杠杆。

L1=L2=r（r为轮的半径）支点为转动轴

动滑轮实质上是一个动力臂L1是L2二倍的省力杠杆。

L1=D，L2=r支点在轮的边缘

5、滑轮组：

由定滑轮和动滑轮组合而成的装置叫滑轮组。

使用滑轮组能既省力，又改变力的方向，而且可以省更多的力。

滑轮组的省力情况：

滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

既F=G/N

计算绳子的段数n的两种方法

（1）里面的绳子段数都计入，最后一段（即绳子自由端）从定滑轮引出时不用计入，从动滑轮引出时要计入。

（2）在定滑轮和动滑轮中间画一道虚线把动滑轮和动滑轮隔开，算出从动滑轮框架及两侧引出的绳子段数就是。

使用滑轮组能省力，但是要费距离，绳子自由端移动的距离S与重物上升的距离h的关系是S=nh（n为绳子的段数）

主要题型强化训练：

定滑轮的作用

1、在旗杆顶部安装滑轮用来提升国旗．滑轮的作用是（　　）

A．减小拉力的大小B．减少拉力做的功

C．改变拉力的方向D．加快国旗上升的速度

2、如下图1所示，通过定滑轮匀速拉重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力的大小关系为（）

A、F1最大B、F2最大C、F3最大D、三者一样大

2、如上图2中，甲物体重6N，乙物体重10N，弹簧测力计及绳子的重力、摩擦

均不计，则甲、乙两物体静止时，弹簧测力计的读数为N，物体乙受到地面的支持力大小为。

3、小明利用如图3所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）

A．F1=F2＜F3B．F1＜F2＜F3C．F1＞F2＞F3D．F1=F2=F3

动滑轮的作用

1、在下图中利用了动滑轮的是（　　）

ABCD

2、如图1，用一个动滑轮把重500N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为N，绳子自由端移动m，动滑轮的挂钩受到的拉力为N．

图1图2

3、如图2所示，用一个动滑轮把重500牛的物体匀速提起2米时，人对绳子的拉力F为N，人对动滑轮做了J的功（动滑轮的重力不计，摩擦不计）．

4、用动滑轮提起重物时，沿三个不同方向用力，如图3所示，三个力的大小关系是（　　）

A．F1＞F2＞F3B．F1=F2=F3C．F1＜F2＜F3D．F1＞F3＞F2

5、使用动滑轮可以（　　）

A．省力又省距离B．可以省力，但不能改变用力方向

C．既省力又能改变用力方向D．费力但可以省距离

6、请在下图1（a）、（b）中，分别作出定滑轮和动滑轮的杠杆五要素

7、如上图2所示，建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，目的是为了（　　）

A．减少拉力大小B．减少物体重力多少

C．改变拉力方向D．减少物体移动距离

滑轮组省力情况，S与h的关系

1、下图中滑轮的重力、摩擦均不计，请按照题目所给出的F与G的关系，在图中画出滑轮组绳子绕法，并分别说出各图中绳子自由端移动的距离S与重物上升的高度h的关系

S=hS=hS=hS=h

2、人站在地面利用滑轮组提160N的重物，该绳子最多能承受50N的拉力，请设计一个符合要求的滑轮组来提升重物。

若人站在高处向上提重物，又该用怎样的滑轮组？

（动滑轮和绳子的重力与摩擦不计）

3、如图1所示，物重G=150N，若不计绳子和滑轮的重力及摩擦，则匀速提起物体所需的所拉力是N，当绳子自由端上升的距离是0.6m时，重物上升的高度是。

4、如图2所示，物重G=150N，不计绳子和滑轮间的摩擦，用水平向右的拉力F拉物体在水平面上匀速运动时，若物体与地面的摩擦力是60N，则所需的拉力应是N；

若物体向右前进2m，则绳子自由端移动的距离应该是m。

6、轮轴若动力F1作用在轮上，阻力F2作用在轴上，则动力臂L1=R，即轮的半径；

L2=r，即轴的半径。

L1＞L2，所以轮轴为省力杠杆，但要费距离。

汽车方向盘、板手、水龙头开关、螺丝刀等等。

7、斜面：

物体沿着斜面往上推比起直接竖直向上举费距离，利用费距离的机械一定省力的道理可知，斜面是一种省力机械。

盘山路就是利用斜面的原理来工作的。

不考虑摩擦是：

F=（h/L）G

二、机械效率

1、有用功、额外功和总功

有用功：

人们目的所在对人们有用的功叫有用功，用“W有用”表示。

额外功：

非目的所在但又不得不额外完成的功叫额外功，用“W额外”表示。

总功：

有用功和额外功的总和叫总功，用“W总”表示。

W有用＋W额外＝W总

使用机械时，所做的额外功主要来自两方面：

①克服机械或容器本身的重力所做的功

②克服摩擦力所做的功

2、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率，用“η”表示。

①机械效率是有用功和总功的比值，没有单位；

②有用功一定小于总功，所以机械效率一定小于1，一般用百分数表示；

③机械效率是机械性能好坏的一个重要标志。

3、提高机械效率的意义和方法

意义：

提高经济效益减少环境污染

方法：

改进机械结构、按照技术规程定期保养润滑、额外功一定时，尽量多做有用功

4、几种常见机械的机械效率的计算

⑴杠杆有用功就是提升重物时对重物所做的功：

W有＝Gh

总功就是人施加的动力对整个杠杆和重物所做的功：

W总＝FS

额外功主要是对克服杠杆本身的重力所做的功和克服杠杆转动时与支点的摩擦力所做的功机械效率：

η＝

=Gh/FS

1：

利用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率．

（1）实验时，要竖直向上拉动弹簧测力计；

（2）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置时，测力计的

示数如图所示，则其示数为N，若钩码总重为

1.0N，钩码上升的高度h为6cm，测力计移动距离S为

10cm，则杠杆的机械效率为；

（3）本题做额外功的原因是和。

⑵定滑轮有用功就是提升重物时对重物所做的功：

额外功就是克服绳子重力和绳子与轮、轮和轴之间的摩擦力所做的功

总功就是人在绳子的自由端施加的动力所做的功：

机械效率：

η＝

2、用一定滑轮提起G=400N的重物，拉力F=500N，求该定滑轮的机械效率。

3、用定滑轮将重150N的物体匀速提高2m时，所用的拉力为160N。

所做的有用功是J，总功是J，定滑轮的机械效率是。

⑶动滑轮有用功就是提升重物时对重物所做的功：

额外功就是克服绳子、动滑轮的动力和克服绳子与轮、轮与轴之间

的摩擦力所做的功

4、用动滑轮提升重物时，物体重100N，所用的拉力为60N，此时动滑轮的机械效率为。

请你写出一条提高动滑轮机械效率的方法：

5、用一个动滑轮提起一个重500N的物体，若不计绳重和摩擦，动滑轮重量为100N，则拉力等于N，动滑轮机械效率等于。

6、用一个动滑轮向上提起重96N的物体（绳重与摩擦不计），所用的拉力为60N，则动滑轮的机械效率为，动滑轮的重为N。

⑷斜面有用功就是把重物提升斜面高度所做的功：

W有＝Gh（h为斜面的高）

额外功就是克服斜面的摩擦力所做的功：

W额＝fL（L为斜面的长）

总功就是沿着斜面的推力（拉力）所做的功：

W总＝FL（L为斜面的长）

机械效率：

=Gh/FL

斜面坡度越小越省力，但机械效率越低，斜面越粗糙，机械效率也越低。

7、沿着长5m，高1m的斜面，把重700N的某物体匀速拉到顶端，所用拉力的大小为200N，求这个斜面的机械效率。

8、如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：

（1）斜面的机械效率；

（2）推力F的大小；

（3）摩擦力f的大小。

9、如上图所示，斜面长6m，高1m，工人用500N的力沿斜面把重2400N的箱子从地面匀速推到车上，用时30s，则工人对箱子做的有用功是J；

工人的功率为W；

该斜面的机械效率是%．

⑸滑轮组有用功就是提升重物升高一定高度时对重物所做的功：

额外功主要有：

①克服动滑轮和绳子的重力即对动滑轮和绳子所做的功

②克服绳子和滑轮及滑轮与转轴之间的摩擦所做的功

如果不考虑绳子重和摩擦，只考虑动滑轮的重时：

W额＝G动滑轮h

=Gh/FS

1、比较图1两个滑轮组的省力情况和机械效率的大小（）

A、F1＝F2，η1＝η2

B、F1＞F2，η1＝η2

C、F1＞F2，η1＞η2

D、F1＞F2，η1＜η2

2、在测定滑轮组机械效率的实验中，如果

用同一滑轮组提升数目不同的钩码时，下列

说法中正确的是（）

A、钩码的个数越多，机械效率越大

B、钩码的个数越多，机械效率越小

C、机械效率的大小与提升的钩码的个数多少无关

D、无法确定，只能凭实际测量来确定大小

3、在测滑轮组的机械效率的实验中，如果被提升的钩码的数目相同，则下列的说法中正确的是（）

A、动滑轮的个数越多越省力，机械效率越高

B、动滑轮的个数越多越省费力，机械效率越高

C、动滑轮的个数越多越省力，机械效率越低

D、动滑轮的个数越多越省费力，机械效率越低

4、如下图1所示，物体置于水平桌面上，不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦，水平拉力F＝5N，物体以V＝0.2m/s的速度匀速运动了8s，则物体受到桌面的摩擦力为N，拉力做的功为J，拉力做功的功率为W。

5、如上图2所示，水平地面上的重物G＝200N，通过滑轮组用30N的力F拉着沿水平地面匀速向左运动了5s，物体运动的速度为0.4m/s。

求：

①拉力所做的功

②拉力做功的功率

6、如下图所示，物体A通过滑轮在水平拉力F的作用下，沿着水平面以1m/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和摩擦,则物体A和水平地面间的摩擦力的大小为N，拉力F在2s内做的功为J。

7、如下图1所示的滑轮组，将重为10N的物体G匀速提高0.1m，拉力F=6N，在这个过程中下列说法中正确的是（）

A、所做的有用功是1JB、所做的额外功是0.5J

C、所做的总功为1.2JD、此滑轮组的机械效率为50%

8、如下图2所示，物体A重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为物体重力的0.2倍，若滑轮组的机械效率为80%，则物体与地面的摩擦力为N，物体向左匀速运动时，绳子自由端的拉力是N。

9、如上图3,物体A重为500N，滑动时与地面间的摩擦力为150N，为使物体匀速移动，必须在绳子自由端加上60N的水平拉力，则此滑轮组的机械效率为；

若物体移动的速度为0.2m/s，则在1min内拉力做的功为J。

认识影响滑轮组机械效率的因素

10、在测滑轮组效率的实验中,同学们利用如下图10所示的实验装置完成了该实验.下表是两个实验小组的实验记录:

实验小组

钩码重G/N

动滑轮重G//N

拉力F/N

滑轮组的机械效率η

0.3

1.1

60