费力,省距离
扫把.缝纫机踏板.起重臂.理发剪刀.钓鱼杆
等臂杠杆
l1=l2
不省力,不费力
天平，定滑轮
说明：
应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆.
五.滑轮
１.定滑轮：
①定义：
轮转而轴固定不动的滑轮.
②实质：
定滑轮的实质是：
等臂杠杆
③特点：
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.
④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G,绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）
２.动滑轮：
①定义：
轮和轴一起动的滑轮.（可上下移动，也可左右移动）
②实质：
动滑轮的实质是：
动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.
③特点：
使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向.
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F=12G,若只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=12（G物+G动）,绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG）
３.滑轮组：
①定义：
定滑轮.动滑轮组合而成滑轮组.
②特点：
使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1nG,若只忽略轮轴间的摩擦，则拉力
F=1n（G物+G动）,绳子自由端移动距离SF（或vF）=n倍的重物移动的距离SG（或vG）
④组装滑轮组方法：
首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数.然后根据“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮.
４.其它简单机械：
①包括:
轮轴、斜面；
②理想情况下的滑轮组：
F＝（1/n）G（其中n是指在滑轮组中吊着动滑轮的那几段绳子，n的算法是：
拴在动滑轮框上的和最后从动滑轮引出来的拉绳）；
③斜面：
FL=Gh
第十三章 力和机械
班级:
_______姓名:
_______座号:
_______成绩:
_______
一、选择题（每小题3分，共30分）
1.关于重力的说法，正确的是（）
A．只有跟地面接触的物体才受到重力的作用
B．只有静止的物体才受到重力
C．在空中高速飞行的火箭不再受到重力作用
D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
2.关于弹簧测量计，下列说法正确的是（）
A.在月球上，不能用弹簧测力计测出力的大小
B.弹簧测力计上的字母“N”,表示它的型号
C.实验室所用弹簧测力计的每小格表示0.1kg
D.测量时，要让弹簧与外壳间没有摩擦
3.图13-1是物体A所受重力的示意图，其中正确的是（）
4.如图13-2所示，正常使用时属于费力机械的是（）
图13-2
5.如图13-3所示，是甲、乙两组拔河比赛的场景，不计绳重，下列说法错误的是（）
A．比赛时，选体重大的运动员，能增大对地面的压力B．比赛时，运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心C．比赛时，拉力较大的一组最终获胜D．比赛时，受到地面摩擦力较大的一组最终获胜
6.下列实例中，为了增大摩擦的是（）
A．拉杆旅行箱底部装有轮子B．鞋底刻有凹凸不平的花纹
C．向自行车的转轴处加润滑油D．在气垫船底和水之间形成一层空气垫
7．月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的六分之一，设想我们乘宇宙飞船到达月球后，下列说法中正确的是（）A．地球上质量为6kg的物体，在月球上只有1kgB．在地球上重为600N的人，在月球上重为100NC．一个金属球在月球上的密度仅为它的地球上的六分之一
D．一根轻弹簧，在地球表面将它拉长1cm需要6N的拉力，在月球上只需要1N的拉力
8．滑板运动已经成为年轻人最流行、最持久的时尚运动。
它由板面、滑板支架（滑板桥）和四个滑板轮等部分组成，板面上表面粗糙，如图13-4所示，则（）
A．滑板表面粗糙是为了减小人与板之间的摩擦
B．滑板表面粗糙是为了增大人与板之间的摩擦
C．滑板轮表面光滑是减小板轮与地面间的摩擦
D．滑板轮表面光滑是增大板轮与地面间的摩擦
实验次数
物重G/N
拉力F/N
1
1.0
0.65
2
1.5
0.90
3
2.0
1.15
9.某同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，如图13-5并记录数据如下表。
分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。
面对这一事实，下列做法中最不可取的是（）A.与同学分析可能原因B.实验失败，停止实验C.改进实验条件，重新实验D.查阅资料，了解结论的适用条件
10.如图13-6所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同。
下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是（ ）
①在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；②在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；③杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格；④杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格．
A．①③B．②④C．②③D．①④
二、填空题（每空2分，共24分）
11.熟透了的杏子离开树枝后，总是落向地面，这是由于杏子受力作用的原因。
泥瓦工人通常用线拴着一小石子，来检验砌的墙是否竖直，这是根据重力的方向是原理制成的。
12.在衡阳农村一些地方，还保留一种“舂米对”的古代简单机械，其示意图如图12-7，使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会下落，打在石臼内谷物上，从而把谷物打碎，用力将它踩下去的过程中，舂自身的重力是“”（填“动力”或“阻力”）．这是一个（填“省力”或“费力”）杠杆．
13.图13-8是一种新型圆规。
它一脚的末端装有吸盘，使用时利用大气压的作用可将其固定在黑板上，另一脚末端的粉笔通过螺母固定，螺母上刻有细小花纹是为了增大__________，作图时，转动手柄便可在黑板上画出漂亮的圆，圆规在这一过程中相当于简单机械中的____。
14.如图13-10所示为一电工钳，其构造简单，携带方便，且功能较多，很实用。
它在结构和使用上应用了不少物理知识，请完成下列问题：
（1）钳口前端有条形花纹，就是用到了来增大摩擦。
（2）电工钳手柄较长，属于杠杆。
（选填“省力”、“费力”、“等臂”）（3）电工钳的手柄套上带有花纹的橡胶皮的用途是（说出2条）：
①；②。
15．如右图所示，物体重G=500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，则挂钩B承受拉力为__________N，挂钩A承受_______N的拉力，拉力F为_________N，若绳子自由端向上拉动0.5m，则物体向上移动________m。
三、作图与简答题（第17题4分，18题4分，19题6分，共14分）
16.画出图13-11中重为2N的紫砂茶壶受到的重力示意图。
17.在图13-12中用线代表绳子，将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起。
18.图13-13是人们用木棒撬石块的示意图。
撬石块有两种方法：
第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F2向上撬。
（木棒自重不计）
（1）在图中画出力F1的力臂。
（2）若石块压在棒上的D点正好是AB的中点，你认为第种方法更省力一些，理由是。
四、实验探究题（每小题6分，共18分）
19.在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，选用的器材有：
正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、棉布、毛巾等。
（1）在采用如图13-14所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数。
分析其原因是什么？
（2）为解决上述问题，某同学对实验装置进行了改进，如图12-15所示。
请说明利用该装置是如何测出木块与长木板之间的摩擦力的。
（3）用如图13-15所示的实验装置进行实验时，为什么能解决上述问题?
20.我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是_____________________________。
（2）实验中，用图13-16所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。
这主要是因为该种方式（）
A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（3）图13-16中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。
五、综合题（每小题7分，共14分）
21.小明在学校参加植树活动时，使用如图13-17所示的钢丝钳，剪铁丝固定小树苗。
（1）他使用的钳子是省力杠杆还是费力杠杆？
（2）在图中画出动力F1的力臂L1和作用在这根杠杆上的阻力F2。
（3）剪铁丝时动力臂长为10cm，阻力臂长为2cm，若铁丝被剪断需要1000N的力，小明至少用多大的力才能将铁丝剪断？
22.某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图12-18所示。
取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来（摩擦不计），在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡。
如果该同学身高160cm、质量40kg，平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体，木板再次水平平衡。
（1）该装置中滑轮的作用是。
（2）在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡”，这样做的目的是
。
（3）请通过计算说明该同学的重心位置。
（g取9.8N/kg）
参考答案
1.D解析:
重力是由于地球的吸引而产生的，地球上的所有物体都要受到重力的作用，不论它是运动还是静止，也不论它在地面上还是在空中，所以A、B、C错。
2．D解析：
在月球上，弹簧伸长的长度也与外力成正比；字母“N”表示力的单位；实验室所用弹簧测力计的每小格表示0.1N，而不是0.1kg；弹簧与外壳间若有摩擦会造成较大的测量误差，故选项D正确。
3．C解析：
形状规则的物体的重心在其几何中心上，重力的方向总是竖直向下的，而非垂直向下。
4．C解析：
定滑轮既不省力，也不费力；扳手和自行车的车把都属于轮轴，可以省力；镊子由于动力臂小于阻力臂，属于费力机械。
5．C解析：
取胜的关键是看双方受到地面摩擦力的大小，受到地面摩擦力较大的一组最终获胜。
6．B解析：
拉杆旅行箱底部装有轮子，是用滚动摩擦代替滑动摩擦；向自行车的转轴处加润滑油、在气垫船底和水之间形成一层空气垫都是使接触面彼此脱离，这些措施都是为了减小摩擦。
而鞋底刻有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
7．B解析：
质量是物体本身的一种属性，它不随物体形状、状态、位置的变化而变化，故选项A错；物体的重力随着物体位置的改变而改变，由于月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的六分之一，所以在月球上的重力约为在地球上的六分之一，故选项B对；密度是物质的一种特性，大小也不随物体位置的变化而变化，故选项C错；弹簧的伸长与拉力大小有关，拉力与弹簧所处的位置无关，所以选项D错。
8.B、C解析：
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙摩擦越大，反之越小。
滑板上面粗糙的目的是增大摩擦，有利于人在上面站稳；滑板轮表面光滑是为了减小与地面间的摩擦，使滑板轮受的阻力减小，有利于滑板的运动。
9．B解析：
由题意可知，实验并没有失败，最可能的原因是，没有考虑动滑轮自身重和绳子与滑轮、转轴之间的摩擦。
10．B解析：
第①次操作中因为左边力和力臂的乘积＜右边力和力臂的乘积，所以杠杆右端下降；第②次操作中杠杆左端下降；第③次操作中杠杆右端下降；第④次操作中杠杆左端下降；故应选B。
11．重竖直向下解析：
重力的方向总是竖直向下
12.阻力费力解析：
用力踩时,舂自身的重力阻碍舂的转动，因此是阻力，此时的动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆。
13．摩擦杠杆解析：
增大接触面之间的粗糙程度可以增大摩擦；圆规的手柄可以绕着固定点转动，所以可以看作是杠杆。
14.
（1）增大接触面的粗糙程度
（2）省力（3）增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；橡胶皮用来绝缘保护、防止触电等。
解析：
手柄套上的橡胶皮就是用来绝缘保护的；钳把比钳口长是为了省力；钳口前端和手柄套上带有花纹是为了增大摩擦，以防止钳口的物体滑落和钳子从手中滑落。
15.5002502501
16．如答图13-1所示。
解析：
过壶的重心O点，竖直向下作垂线，标上箭头，标出力的大小和符号。
17．如答图13-2所示。
解析：
解答此题有两种方法：
（1）用绳子连接滑轮组时，可以从定滑轮的下端挂钩绕滑轮引线，也可以从动滑轮的上端挂勾绕滑轮引线，找出符合题意的即可。
（2）也可以采用逆绕法连线，人用力往下拉绳使重物升起，可以从人的手向上绕定滑轮引线、连接即可。
18．
（1）如答图13-3所示。
（2）根据杠杆的平衡条件，两种方法中的阻力与阻力臂的乘积不变，第二种方法动力臂较长，所以更省力。
解析：
（1）在C点用与棒垂直的力F1向下撬，是以B点为支点，根据力臂的概念作出力臂即可。
（2）F1向下撬，是以B点为支点；F2向上撬，是以A点为支点，分别作出其动力臂、阻力臂，会发现其阻力臂相等，而F2向上撬时，其动力臂较长，更省力。
19．
（1）很难保持木块做匀速直线运动。
（2）当拉动长木板时，木块处于静止状态，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
（3）因为无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态，都容易读数。
20．
（1）右；使
（2）D（3）2
解析：
杠杆在动力臂和阻力臂可以方便的直接从杠杆上读出来；如果不在水平位置上平衡，杠杆的自重将会对杠杆的平衡产生影响。
21．
（1）省力杠杆
（2）如图13-4所示
（3）解：
根据杠杆平衡条件
，
可得
22.
（1）改变力的方向
（2）排除木板重力对实验的影响（3）解：
设该同学的重心位置到头顶的距离为L2，则F1L1=F2L2，137.2N×160cm=40kg×9.8N/kg×L2，则L2=56cm。
则同学的重心离O点的距离为56cm。
解析：
题中木板实质相当于杠杆，O点相当于支点，托盘上放置的重物对木板的拉力相当于动力，因在水平位置平衡，木板的长度相当于动力臂，人的重力给木板的压力相当于阻力，其大小等于人的重力，支点O到压力作用点的距离为阻力臂，其大小刚好等于该同学的重心位置离O点的距离。
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