九年级物理 简单机械与机械效率.docx

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九年级物理简单机械与机械效率

课题

简单机械与机械效率

学生姓名

年级

日期

第一部分：

杠杆

【考点诊察】

1．下列应用杠杆原理工作的工具中,费力的是〔〕

　　　　A．铡刀　B．汽水瓶起盖器的使用　　C．钓鱼杆　D．剪铁皮的剪子

2．下列关于杠杆的说法中，错误的是〔〕

A．杠杆可以是直的，也可以是弯的

B．动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反

C．支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间

D．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和

3．如图3所示。

把一把米尺，在O点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（）

A．两边砝码组各向支点处移近一个格

B．两边砝码组各向支点处移远一个格

C．两边钩码组各减少一个钩码

D．两边钩码组各减少一半钩码

4．如图4所示的轻质杠杆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．沿竖直向上方向用力最小

C．此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；

D．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡

5．图5中，O为一根轻质杠杆的支点，OA=2m，OB=2.5m，A点处挂着重100N的物体。

若在B端施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是〔〕

A．20N，竖直向上B．20N，竖直向下

C．80N，竖直向上D．80N，竖直向下

6、如图所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（）

A.杠杆仍保持平衡B.杠杆的A端向下倾斜

C.杠杆的B端向下倾斜D.无法判断

7如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态，弹簧测力计的示数是5N，OA＝80cm，AB＝20cm，则物体的重是（　　）

A、20N　　B、4N　　

C、1.25ND、条件不足，无法判断

【典例详解】

知识点一：

画力臂

【例1】如图，杠杆处于平衡状态，在图中分别画出对应的力臂L1和L2。

【例题2】作出下图相应的力与力臂

知识点二：

杠杆的平衡条件及应用

【例1】在右图所示的实验装置中：

①实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______（左或右）边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。

这样做得目的是__________________

②实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？

（请设计两种方案）

①

②

【补充提问】：

为什么实验装置中，杠杆左右两边是等长的？

【例2】下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。

（每个钩码质量为50g，g=10N/kg）

实验次数

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

0.5

8

1

4

2

6

1.5

8

在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：

如右图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？

小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是

【例3】在研究“杠杆的平衡条件”实验中，在处理数据过程中，有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。

经过实验，获得了下述数据：

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

4

5

5

4

于是，他们认为自己的猜想得到了验证。

你认为他们的实验过程存在什么问题？

【跟踪强化】如图所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则杠杆B端下沉。

知识点三：

杠杆的分类

【例1】下列图7工具中省力杠杆是（　　　）；费力杠杆是（　　）等臂杠杆是（　　　）。

【例2】如图12-23是自卸车的示意图，车厢部分视为杠杆，则下列分析正确的是（）

A.B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力

B.B点是支点，物体A放在车厢前部可省力

C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力

D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力

【例3】夹子是我们生活中经常使用的物品，图5给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。

下列说法中正确的是（）

A．当我们用手将其捏开时，它是费力的

B．当我们用其夹住物品时，它是费力的

C．无论用手将其捏开还是夹住物品时．它都是省力的

D

．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力

【跟踪练习】

1.如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放．车前行时，需经过障碍物．当车的前轮遇到障碍物A时，售货员竖直向按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2：

3，则服务员作用在扶把上的力为N.当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向提扶把，这时支点是（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为杠杆（选填“省力”或“费力”）．

2.如图12-20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

知识点四：

解决杠杆平衡时动力最小问题：

此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到

①.在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；

②.动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

【例1】画出使下图中杠杆平衡的最小的力

【例2】.向左用最小的力推倒下面这个箱子：

【例3】.用最小的力将一个圆柱形的油桶推上台阶，画出这个力

第二部分滑轮

知识点一：

设计组装滑轮组

【例题1】、一根绳子能承受的最大拉力为500牛，一个人站在地上，想用这根绳子提起1800牛的重物，请在图下右中画出绳子的绕法。

【例题2】、小强想把一货物吊到楼上去，已知货物重1000N，小强最大的拉力为300N，如果使用滑轮组，至少需要几个滑轮？

如何装配？

知识点二：

滑轮----竖直方向上提升问题

1、如下左图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。

地面对物体A的支持力______N.

2、如下右图所示，已知物重为G，则各图中的拉力F各为多少？

（滑轮组及摩擦不计）

3、用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如下左图所示，不计摩擦，比较拉力F1、F2、F3的大小（）

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

4、如上中图所示，人对绳的自由端拉力F都相等，且物体处于静止状态，不计滑轮重和摩擦，比较四个物体重力，最大的是（）

A、G1B、G2C、G3D、G4

5.如图13所示（滑轮组的绕绳未画出），人以400N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重为1100N物体匀速上升了0.5m，求：

（g＝10N/kg）．

（1）按题意画出滑轮组的绕绳．

（2）被吊起的重物质量多大？

它上升的速度为多少？

（3）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；

知识点三：

滑轮-----水平方向上拉动物体

1、在下左图中，物体A的重力为G，拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于（）

A、0.5GB.2GC.0.5fD.2f

2、如上右图所示，若拉力F＝900牛顿，物体A重1500牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。

当绳子自由端移动3米，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是______牛顿，物体A移动______米。

3、如下左图所示，在水平面桌面上放一个200N重的物体，物体与桌面的摩擦力为40N，匀速拉动物体时，水平拉力F应为。

4、如上中图所示的装置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N，在不考虑摩擦和其他阻力情况下，使重物G1保持平衡的拉力F应等于。

5、如上右图所示，当F=100N时，物体匀速运动，则物体所受的摩擦力（）

A.100NB.200NC.50ND.150N

第三部分：

机械效率

1．有用功：

（1）定义：

对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功．

（2）计算公式：

＝Gh＝

－

.

2．额外功：

（1）定义：

一般指人对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功．

（2）计算公式：

＝

－

．（斜面中：

=fs可以反过来求f）

3．总功：

（1）定义：

有用功和额外功之和，一般拉力做的功为总功．

（2）计算公式：

＝Fs＝________.

4．机械效率：

（1）定义：

有用功跟总功的比值．公式：

η＝×100%.

（2）任何机械的机械效率都小于100%.

（3）同一个机械，越省力，机械效率越低

【公式推导】

竖直方向的滑轮组：

（1）η＝

（2）η＝

水平方向的滑轮组：

斜面：

η＝

5.实验

（1）：

测量滑轮组的机械效率

1．实验原理：

η＝

=

2．要测量的物理量：

钩码重G、钩码提升的高度h、拉力

、绳的自由端移动的距离S.

3．实验器材：

钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计．

4．实验结论：

影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的质量、物体的质量、滑轮和绳子间的摩擦．

5．实验拓展：

（1）必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计的示数不变．

（2）提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组，机械效率越低．

（3）同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越大．

（4）根据推导公式：

η＝

=

=

=

=

可知机械效率与绳子的股数n无关，且小于1．

（5）一般考题中：

η主要与

，

有关，与n和h无关

【例1】、如图，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体竖直上升了1m，人拉绳的力为250N。

求：

滑轮组的机械效率为多少？

动滑轮重多少？

（不计绳重和摩擦）若提升500N的物体,该滑轮组的机械效率又是多少?

【例2】．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．

（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：

物体A所受的摩擦力．

（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：

物体A所受的摩擦力．

【例3】.用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：

（1）求此时滑轮组的机械效率；

（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；

（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？

（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？