簡(jiǎn)單機(jī)械題型分類總結(jié)

時(shí)間：2023年10月19日地點(diǎn)：主持人：整理人：成果內(nèi)容：簡(jiǎn)單機(jī)械各類題型梳理教學(xué)教研成果簡(jiǎn)單機(jī)械各類題型整理杠桿知識(shí)內(nèi)容總結(jié)杠桿知識(shí)點(diǎn)杠桿定義：一根硬棒（軟棒會(huì)形變.此棒可以不是直的）如果在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿。2、杠桿五要素：⑴支點(diǎn)：使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫做支點(diǎn)⑵動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1⑶阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2⑷動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離L1（與力的方向有關(guān)）⑸阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離L23、繪圖⑴畫(huà)力臂的方法①辨認(rèn)杠桿②找支點(diǎn)③把力畫(huà)出來(lái)④畫(huà)點(diǎn)到線的距離（力臂）⑵注意事項(xiàng)①力是實(shí)線②力臂、輔助線是虛線③力臂與力連接處要畫(huà)垂直符號(hào)④動(dòng)力的作用點(diǎn)一定要在杠桿上⑤當(dāng)阻力為某物體重力時(shí)，阻力作用點(diǎn)要為該物體中心⑥人肌肉上的杠桿，動(dòng)力的方向應(yīng)是順著肌肉的方向⑦掃地、釣魚(yú)等支點(diǎn)為握住杠桿的較后方的手，動(dòng)力來(lái)自于較前方的手4、研究杠桿的平衡①把杠桿的中央支在支架上，調(diào)節(jié)螺母（都往右擰），使杠桿在水平位置平衡②兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，左右移動(dòng)鉤碼的位置直至平衡③得到公式F1l1F2l2，得到推導(dǎo)式：④之所以原來(lái)要水平位置平衡，是因?yàn)閮A斜時(shí)無(wú)法得知是否和原來(lái)傾斜程度一樣，也不方便直接知道力臂⑤單位不限制⑥杠桿受平衡力的條件：靜止或勻速運(yùn)動(dòng)杠桿題型整理題型一：畫(huà)力臂1、畫(huà)出圖中的力臂2、如圖所示，請(qǐng)畫(huà)出撬圖釘時(shí)的動(dòng)力臂和阻力臂。3、畫(huà)出漁民扳魚(yú)網(wǎng)的杠桿示意圖（圖1）。4、請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出抽水機(jī)手柄A點(diǎn)所受動(dòng)力F1的力臂l1和B點(diǎn)所受阻力F2的示意圖。題型二：根據(jù)力臂畫(huà)力1、如圖各杠桿均處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)已知的力畫(huà)出力臂或根據(jù)已知的力臂畫(huà)出力．根據(jù)已知的力臂畫(huà)出力．題型三：畫(huà)出最小力作出杠桿在如圖位置平衡時(shí)加最小力的方向2、如圖所示，畫(huà)出使杠桿平衡的最小力的示意圖（要求保留作圖痕跡）

3、練習(xí)：作出杠桿在如圖位置平衡時(shí)加最小力的方向

4、畫(huà)出圖所示撬大石頭最小的動(dòng)力F及它的力臂題型四：力臂和力的動(dòng)態(tài)變化1、如圖所示，輕質(zhì)杠桿一端因始終水平方向力F作用而被逐步抬起，在此過(guò)程中F的大小及力臂變化是（B）變大、變大變大、變小C．變小、變大D．變小、變小2、如圖所示，作用在杠桿一端且始終豎直向上的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個(gè)過(guò)程中，力F（A）A．不變B．變大C．變小D．先變大后變小3、一根直桿可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，在直桿的中點(diǎn)掛一個(gè)重物，在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持與杠桿垂直的力F，如圖所示，在力F使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過(guò)程中，力F的大小變化情況應(yīng)是（A）一直在增大B．一直在減小C．先增大、后減小D．先減小、后增大4、如圖所示，一根質(zhì)量分布均勻的木棒，質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為L(zhǎng)，豎直懸掛在轉(zhuǎn)軸O處。在木棒最下端用一方向始終水平向右的拉力F緩慢將木棒拉動(dòng)到豎直方向夾角為θ的位置（轉(zhuǎn)軸處摩擦不計(jì)）。問(wèn)：（1）在答題紙上畫(huà)出θ=60°時(shí)拉力F的力臂l，并計(jì)算力臂的大小。（2）木棒的重力作用點(diǎn)在其長(zhǎng)度二分之一處，隨拉開(kāi)角度θ的增加，拉力F將如何變化？并推導(dǎo)拉力F與角度θ的關(guān)系式。答案：（1）l=Lcosθ=Lcos60°=1/2L故力臂l為1/2L（2）由杠桿平衡得：FL1=GL2解法1：FLcosθ=G1/2Lsinθ∴F=1/2mgtanθ當(dāng)0＜θ＜90°時(shí)，tanθ隨θ的增大而增大。5、如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，在杠桿的右臂B點(diǎn)掛一重物．MN是以A為圓心的弧線導(dǎo)軌，縄的一端系在杠桿的A點(diǎn)，另一端E可以在弧線導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，當(dāng)繩的E端從導(dǎo)軌的一端N點(diǎn)向另一端M點(diǎn)滑動(dòng)的過(guò)程中，杠桿始終水平，繩AE對(duì)杠桿拉力的變化情況是（D）A.一直變小 B.先變大，后變小C.一直變大 D.先變小，后變大6、如圖所示，有輕質(zhì)木板（質(zhì)量可忽略不計(jì)）長(zhǎng)為L(zhǎng)，右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著，左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)物塊向左做勻速滑動(dòng)時(shí)，木板始終在水平位置保持靜止，則下圖所示的拉力F與物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖中，正確的是（A）B．C．D．7、如圖，杠桿在水平位置平衡，當(dāng)兩邊物體同時(shí)向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離L時(shí)，杠桿（B）仍平衡B．左端下沉C．右端下端D．無(wú)法判斷8、如圖，杠桿上分別放著質(zhì)量不相等的兩個(gè)球，杠桿在水平位置平衡，如果兩球以相同速度同時(shí)勻速向支點(diǎn)移動(dòng)，則杠桿（C）A.仍能平衡B.不能平衡，大球那端下沉C.不能平衡，小球那端下沉D.無(wú)法判斷9、一根輕質(zhì)杠桿，在左右兩端分別掛上200N和300N的重物時(shí)，杠桿恰好平衡，若將兩邊重物同時(shí)減少50N，則杠桿（B）A．左端下沉B．右端下沉C．仍然平衡D．無(wú)法判斷題型五：杠桿平衡原理的實(shí)驗(yàn)探究1、通過(guò)圖甲乙丙實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證同學(xué)們的猜想。

練一練（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，判斷A、B的輕重．

所用器材：________________________________________

操作方法：________________________________________

現(xiàn)象及結(jié)論：________________________________________

（2）為進(jìn)一步研究類似A、B輕重的問(wèn)題，某同學(xué)在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側(cè)掛上每個(gè)質(zhì)量都相等的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實(shí)驗(yàn)情境如圖所示。①根據(jù)圖的實(shí)驗(yàn)，可以判斷

_______同學(xué)的猜想是正確的（填“甲”、“乙”或“丙”）

②根據(jù)圖的實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)得出結(jié)論：只要滿足“阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=動(dòng)力×動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”，杠桿就能平衡

a．這個(gè)結(jié)論是否正確？

b．用圖所示的裝置，怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明該結(jié)論是否正確．

答案：

2、在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：（1）所需的實(shí)驗(yàn)器材除了兩端帶有平衡螺母的杠桿、支架、細(xì)線、鉤碼外，還需要_________和__________。（2）張華同學(xué)發(fā)現(xiàn)杠桿的位置如圖所示，則應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），使杠桿在_______位置平衡，這樣做的目的是。（3）接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，張華同學(xué)同樣使杠桿在位置平衡，這樣做的目的是___________________________________。（4）下列是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诳崭裉幪钌线m當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力(N)動(dòng)力臂(cm)阻力(N)阻力臂(cm)1346218129（5）某同學(xué)按照右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)F1·OA和F2·OB并不相等，這是由于___________________________________。答案：（1）彈簧測(cè)力計(jì)刻度尺（2）右水平消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響（3）水平便于測(cè)量力臂（4）26（5）OA不是F1的力臂3、小明要測(cè)量一根1m左右、粗細(xì)和質(zhì)地都均勻的細(xì)木棒的質(zhì)量，通過(guò)估測(cè)發(fā)現(xiàn)木棒的質(zhì)量會(huì)超出現(xiàn)有天平的量程．于是，他想用其他方法進(jìn)行測(cè)量．現(xiàn)有器材：天平、一塊質(zhì)量適當(dāng)?shù)慕饘賶K、一把量程為20cm的刻度尺和幾根足量長(zhǎng)的細(xì)繩．只利用現(xiàn)有器材請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)測(cè)量這根細(xì)木棒質(zhì)量的方案，要求：（1）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和需測(cè)量的物理量；（2）寫出木棒質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用測(cè)量量表示）。【答案】（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟：①用天平稱出金屬塊的質(zhì)量m；②用細(xì)繩和刻度尺測(cè)出木棒的長(zhǎng)度L；③將用細(xì)繩系好的金屬塊系在木棒的一端，然后再將另一細(xì)繩一端做成繩環(huán)套在木棒上，用手提起該繩的另一端，并移動(dòng)繩環(huán)的位置，使木棒保持水平平衡；④用細(xì)繩和刻度尺測(cè)量出繩環(huán)到系金屬塊那端的木棒長(zhǎng)度L′．（2）如圖，以O(shè)為支點(diǎn)，∵杠桿平衡，∴G鐵×L′=G×（L﹣L′）即：mg×L′=Mg×（L﹣L′）解得：木棒的質(zhì)量：M=m4、如圖甲所示，小明在探究“杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。(1)實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時(shí)，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向(填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測(cè)量。(2)杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼。杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為。他這樣得出的結(jié)論是否合理?為什么?。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問(wèn)題：若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是。左力臂(2)F1l1=F2l2不合理實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論存在偶然性，不具普遍性(3)杠桿自重影響題型六：杠桿的分類及應(yīng)用1．園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹(shù)枝時(shí)，常把樹(shù)枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了(D)A．增大阻力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離B．減小動(dòng)力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離C．增大動(dòng)力臂，省力D．減小阻力臂，省力2．為了避免垃圾散發(fā)異味，室內(nèi)垃圾桶的蓋子平時(shí)是關(guān)閉的，使用時(shí)用腳踩踏板，開(kāi)啟桶蓋。根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖判斷，下列說(shuō)法正確的是(D)A．桶中只有一個(gè)杠桿在起作用，且為省力杠桿B．桶中只有一個(gè)杠桿在起作用，且為費(fèi)力杠桿C．桶中有兩個(gè)杠桿在起作用，且都是省力杠桿D．桶中有兩個(gè)杠桿在起作用，且一個(gè)為省力杠桿，一個(gè)為費(fèi)力杠桿3.用扳手?jǐn)Q生銹的螺母時(shí)，工人師傅常在扳手柄上再套一節(jié)管子，這樣就可以比較容易地?cái)Q下螺母，這是因?yàn)?C)A．套上的管子較重，可以省些力B．套上的管子較粗，使用比較方便C．套上管子后增大了動(dòng)力臂，可以省力D．套上管子后增大了力4.以下工具在正確使用時(shí)，屬于省力杠桿的是(A)①鋼絲鉗；②鑷子；③扳手；④掃帚；⑤釣魚(yú)竿；⑥瓶蓋起子A．①③⑥B．②④⑤C．①④⑤D．②③⑥5．在建筑工地上，工人用獨(dú)輪車運(yùn)送石塊，如圖所示。石塊與獨(dú)輪車的總重為600牛，重心在A點(diǎn)，則工人兩手對(duì)車所施加向上的力F是牛；要想使F更小一些，你的建議是。240；兩手向車把末端移動(dòng)6．如圖所示，下列工具的使用，屬于費(fèi)力杠桿的是（D）A．剪子B．鉗子C．起子D．鑷子7．吳曉是一名釣魚(yú)愛(ài)好者．如圖所示，吳曉用力向上拉魚(yú)竿，把魚(yú)拉出水面。此時(shí)，釣魚(yú)竿可以看成一個(gè)（D）A．省力杠桿，增大兩只手之間的距離能省力一些B．省力杠桿，減小兩只手之間的距離能省力一些C．費(fèi)力杠桿，減小兩只手之間的距離能省力一些D．費(fèi)力杠桿，增大兩只手之間的距離能省力一些8.如圖所示是公路收費(fèi)站的欄桿的示意圖。當(dāng)在A處施加一個(gè)動(dòng)力時(shí)，可將欄桿逆時(shí)針拉起來(lái)，它是一根(B)A．省力杠桿B．費(fèi)力杠桿C．等臂杠桿D．無(wú)法確定9.衣服夾是一種常用物品，如圖所示給出了用手捏開(kāi)和夾住物品時(shí)的兩種情況．下列說(shuō)法中正確的是（B）21世紀(jì)教育網(wǎng)精品科學(xué)工作室【來(lái)源：21cnj*y.co*m】A．當(dāng)用手將其捏開(kāi)時(shí)，它是費(fèi)力杠桿B．當(dāng)用其夾住物品時(shí)，它是費(fèi)力杠桿C．無(wú)論用手將其捏開(kāi)還是夾住物品時(shí)，它都是費(fèi)力杠桿D．無(wú)論用手將其捏開(kāi)還是夾住物品時(shí)，它都是省力杠桿10.手持10kg的物體，使前臂保持水平平衡，此時(shí)肱二頭肌收縮施加的力一定（A）A．大于100NB．小于100N C．等于100N D．等于10kg11.三個(gè)和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能詳，圖甲中和尚們商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑兩小桶（如圖乙），瘦和尚和小和尚兩人合抬一大桶（如圖丙）．以下說(shuō)法中不正確的是（A）A．乙圖中右水桶向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將他的肩往右移動(dòng)一點(diǎn)距離B．乙圖中右水桶向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將右水桶往左移動(dòng)一點(diǎn)距離C．丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以讓瘦和尚往前移動(dòng)一點(diǎn)距離D．丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以將水桶往前移動(dòng)一點(diǎn)距【答案】A題型七：杠桿與浮力、壓強(qiáng)的綜合1．如圖所示，甲、乙兩個(gè)物體的體積相等，甲的質(zhì)量是乙質(zhì)量的2倍，現(xiàn)杠桿處于水平平衡狀態(tài)．若將甲、乙二物體同時(shí)浸沒(méi)在水中，則杠桿將（）左端下沉B.右端下沉C.仍保持水平狀態(tài)D.無(wú)法確定2.如圖，體積相同的鐵塊和鋁塊掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將鐵塊和鋁塊同時(shí)浸沒(méi)到水中，杠桿將（）左端下沉B.右端下沉C.仍保持水平狀態(tài)D.無(wú)法確定質(zhì)量相等的實(shí)心鐵塊和實(shí)心銅塊（ρ鐵＜ρ銅），分別掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態(tài)，若將銅塊和鐵塊同時(shí)浸沒(méi)在水中，則杠桿（）仍保持平衡B.鐵塊一端下沉C.銅塊一端下沉D.無(wú)法判斷4.如圖所示，杠桿AOB處在水平位置平衡，OA：OB=1：2，浸入水中的鐵球質(zhì)量m=7.9kg，加在B端的力F=24.5N，ρ鐵=7.9×103kg/m3，g=10N/kg．則空心體積是（）A.1×10﹣3m3B.2×10﹣3m3C.3×10﹣3m3D.4×10﹣3m3把正方體甲放在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)是5.4×105Pa．AB是重力可忽略不計(jì)的杠桿，支點(diǎn)為0，且OA：0B=1：2．將正方體甲掛在杠桿的A端，在B端施40N豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，如圖所示，此時(shí)正方體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)?.8×105Pa．下列結(jié)果正確的是（）A.當(dāng)正方體甲對(duì)地面的壓力剛好為零時(shí)，在杠桿B端應(yīng)施加豎直向下的拉力是60NB.當(dāng)正方體甲對(duì)地面的壓力剛好為零時(shí)，在杠桿B端應(yīng)施加豎直向下的拉力是20NC.正方體甲的重力是240ND.正方體甲的體積約是9.3×10﹣6m3如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的不等臂杠桿兩端分別掛上實(shí)心鐵球A，B時(shí)，恰好能使杠桿在水平位置平衡．若將A和B同時(shí)浸沒(méi)在水中，則杠桿的狀態(tài)是（）右端下沉B.左端下沉C.仍保持水平狀態(tài)D.無(wú)法確定如圖所示，輕質(zhì)等臂杠桿的A端掛實(shí)心鐵塊，B端掛實(shí)心銅塊．兩金屬塊都浸沒(méi)在水中時(shí)，杠桿平衡．若將兩個(gè)水杯撤去，則（已知ρ鐵＜ρ銅）（）無(wú)法判斷B.杠桿仍平衡C.A端上翹，B端下沉D.A端下沉，B端上翹輕質(zhì)杠桿兩端分別掛重為G1和G2的兩個(gè)實(shí)心金屬球A和B，已知ρA＞ρB，杠桿原來(lái)處于平衡狀態(tài)，如果現(xiàn)在將它們同時(shí)浸沒(méi)于酒精中，則杠桿還能平衡嗎？答案：ABCBACD不平衡，向左邊傾斜題型八：杠桿本身重力對(duì)平衡的影響1、密度均勻的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺長(zhǎng)的三分之一。當(dāng)B端掛5N的重物G時(shí)，直尺的A端剛剛開(kāi)始翹起，如圖所示，則此直尺受到的重力是（C）A.2.5N B.5N C.10N D.無(wú)法確定2、將一根木頭的一端擱在地上，另一端始終用豎直向上的力F向上抬起，在抬起的過(guò)程中，F(xiàn)的力臂大小將（A）A.保持不變B.逐漸增大C.逐漸減少D.先減小后增大3、有一根一端粗一端細(xì)的木棒，用繩子拴住木棒的O點(diǎn)，將它懸掛起來(lái)，恰好處于水平位置平衡，如圖所示，若把木棒從繩子懸掛處鋸開(kāi)，則被鋸開(kāi)的木棒（B）A．粗細(xì)兩端一樣重B．粗端較重C．細(xì)端較重D．無(wú)法判定4、用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、重為G0的均勻鐵棒，插入一個(gè)邊長(zhǎng)為a、重為G的正方體物塊的底部，在另一端施加一個(gè)向上的力，將物塊撬起一個(gè)很小的角度（如圖所示，圖中的角度已被放大）．如果鐵棒插入物塊底部的長(zhǎng)度為物塊邊長(zhǎng)的三分之一，則要撬動(dòng)物塊，作用在鐵捧最右端的力至少為（C）A．G0+aG/3LB．G0+aG/LC．G0/2+aG/6LD．G0/2+aG/12L5、如圖所示，桿A可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊B在桿A下方的光滑桌面上．今用逐漸增大的水平力F向右推B，整個(gè)裝置仍保持靜止，由于水平力F的作用，B對(duì)A的支持力將（A）A．減小B．增大C．不變D．無(wú)法確定6、在一次校運(yùn)動(dòng)會(huì)，小明騎一質(zhì)量為m的獨(dú)輪車，以速度v勻速通過(guò)一重為G、長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平獨(dú)木橋，獨(dú)木橋的兩端由兩根豎直支柱A、B支撐著，如圖所示．設(shè)獨(dú)輪車騎上A端支柱處為初始時(shí)刻（t=0），下面哪一個(gè)圖正確地表示了B端支柱所受壓力FB與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系？（不考慮獨(dú)木橋的形變）（B）A、B、C、D、7、如圖是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖。桿AB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿右端均勻柱形物體的長(zhǎng)度與桿右側(cè)的OB相等，桿AB的重力不計(jì)，柱形物體較重。（1）若作用在A點(diǎn)的動(dòng)力F方向始終豎直向下，則桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)100角的過(guò)程中，動(dòng)力F大小的變化是逐漸增大。（2）若作用在A點(diǎn)的動(dòng)力F方向始終與桿垂直，則桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)45°角的過(guò)程中，動(dòng)力F大小的變化是先增大后減小。8、如下圖所示,將一根均勻的木棒AB放在支點(diǎn)O上,由于OA>OB,木棒不能保持水平，現(xiàn)將木棒B段剪去與OA等長(zhǎng)的的一段并置于0A上，木棒恰能平衡，OA:OB是1：√2+19、如圖所示，一塊均勻的厚木板長(zhǎng)15m，重為400N，對(duì)稱的擱在相距8m的A、B兩個(gè)支架上，一個(gè)體重為500N的人，從A點(diǎn)出發(fā)向左走，求到離A點(diǎn)多遠(yuǎn)時(shí)，木板將開(kāi)始翹起？答案：3.2m題型九：杠桿的機(jī)械效率1、利用如圖所示的杠桿將重為3N的物體緩慢勻速提高10cm，手的拉力F為2N，手移動(dòng)的距離s為30cm．則杠桿的機(jī)械效率為（C）A．22% B．33% C．50% D．67%2、某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率．保持O點(diǎn)位置不變，豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使重為G的鉤碼緩慢勻速上升，在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出C、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2．則下列說(shuō)法正確的是（B）Gh1Fh2A．杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為：Fh2Gh1B．杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為：C．在如圖水平位置拉升時(shí)F×OB=G×OAD．若彈簧測(cè)力計(jì)始終豎直向上拉，則測(cè)力計(jì)示數(shù)不斷變化3、如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長(zhǎng)的杠桿，使重為18N的物體緩慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移動(dòng)的距離為0.25m．拉力所做的功為2J，有用功為1.8J，杠桿的機(jī)械效率為90%．4、小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，將重G為15N的重物掛在杠桿的中點(diǎn)，用手豎直提起棒的另一端，使物體緩慢勻速提升，如圖所示．（1）不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，求拉力F的大小？（2）如杠桿是一根重為5N質(zhì)量均勻的硬棒，若在2s內(nèi)將重物提升0．l0m，則重物上升的速度是多大？小明使用杠桿所做的有用功為多大？機(jī)械效率是多大？答：（1）不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，拉力F是7.5N

（2）重物上升的速度是0.05m/s；小明使用杠桿所做的有用功為1.5J．機(jī)械效率是75%小金用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直向上拉動(dòng)杠桿，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（支點(diǎn)和杠桿的摩擦不計(jì)）問(wèn)：（1）重為5N的鉤碼掛在A點(diǎn)時(shí)，人的拉力F為4N，鉤碼上升0.3m時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)C上升0.5m，此時(shí)機(jī)械效率η1為多大？

（2）小金為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，仍用該實(shí)驗(yàn)裝置，將鉤碼移到B點(diǎn)，再次緩慢提升杠桿使動(dòng)力作用點(diǎn)C仍然上升0.5m．問(wèn)：人的拉力F與第一次相比

（選填“變大”“變小”或“不變”）．比較此時(shí)的機(jī)械效率η2與η1的大小并用學(xué)過(guò)的知識(shí)給以推導(dǎo)．題型十：杠桿的證明題、設(shè)計(jì)類1、一具形狀不規(guī)則的木棒水平放置于地面上，采用如下方法測(cè)定其重量：在木棒左端以F1的豎直向上的力剛好能提起木棒，在木棒右端以F2的數(shù)值向上的力也能剛好提起木棒。證明木棒的重量G=F1+F2。答案：設(shè)木棒重為G,重心離左端L1,木棒全長(zhǎng)為L(zhǎng),根據(jù)杠桿平衡條件得：

抬起左端時(shí)支點(diǎn)在木棒右端,F1L=G（L-L1）

抬起右端時(shí)支點(diǎn)在木棒左端,F2L=GL1

兩式相加得得

（F1+F2）L=GL-GL1+GL1=GL

所以G=F1+F2如圖所示，在一次野外活動(dòng)中，某同學(xué)先后用甲、乙兩種方式扛著同樣的包裹前進(jìn)。兩種方式中哪種更輕便、更合理？請(qǐng)從物理學(xué)的角度說(shuō)明理由。答案：甲圖中，包裹離支點(diǎn)比較近，阻力臂比較小，根據(jù)杠桿平衡條件，所用動(dòng)力比較?。?/p>

（2）乙圖中，包裹離支點(diǎn)比較遠(yuǎn)，阻力臂比較大，根據(jù)杠桿平衡條件，所用動(dòng)力比較大．

答：甲圖方式更輕便合理，兩種方式的動(dòng)力臂大致相同，阻力相等．根據(jù)杠桿原理，甲方式的阻力臂小，所以手施加的動(dòng)力小，感覺(jué)輕便．輕質(zhì)杠桿兩端懸掛同種材料大小不同的實(shí)心金屬球，杠桿處于平衡狀態(tài)。若同時(shí)浸沒(méi)在水中，請(qǐng)證明杠桿仍然保持平衡。小沈同學(xué)在科學(xué)周活動(dòng)時(shí)制作了一支可以測(cè)定物體密度的桿秤。使用時(shí)，只要把被測(cè)物體持在桿秤的掛鉤上，移動(dòng)秤錘，使秤桿平衡在水平位置，讀出L1；再將被測(cè)物體浸沒(méi)在水中，移動(dòng)秤錘使秤桿再次水平平衡，讀出L2，如圖所示，由此可得被測(cè)物體的密度ρ=L1ρ水/（L1-L2）,請(qǐng)證明小沈同學(xué)的這個(gè)結(jié)論是否正確。答案：提桿秤的懸掛點(diǎn)為支點(diǎn),設(shè)左端物體對(duì)桿秤的拉力的力臂為L(zhǎng),秤錘對(duì)桿秤的拉力（重力）為G.

物體在空氣中桿秤平衡時(shí)：G物L(fēng)=GL1,（1）

當(dāng)物體浸沒(méi)在水中桿秤平衡時(shí)：（G物-F?。㎜=GL2,（2）

其中G物=mg=ρVg,F浮=ρ水gV.

（1）（2）兩式相比,得G物/（G物-F?。?L1/L2,即ρVg/（ρVg-ρ水gV）=L1/L2,

所以ρ/（ρ-ρ水）=L1/L2,∴被測(cè)物體的密度ρ=ρ水L1/（L1-L2）.

得證.5、汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要根源．為了加強(qiáng)監(jiān)控，各地均設(shè)置超載監(jiān)測(cè)站．如圖所示，已知某汽車的自重為2噸，其載重量為10噸．現(xiàn)讓該汽車前輪開(kāi)上電子地磅秤，其讀數(shù)為5噸，后輪開(kāi)上電子地磅秤讀數(shù)為6噸，且前后輪與地面的接觸面積相等．問(wèn)：

（1）該汽車的前后輪對(duì)地面的壓強(qiáng)是否相同？為什么？

（2）該汽車是否超載，通過(guò)分析計(jì)算說(shuō)明理由．答案：（1）前輪對(duì)地面的壓強(qiáng)小于后輪對(duì)地面的壓強(qiáng)

前后輪對(duì)地面的受力面積相同，前輪對(duì)地面的壓力小于后輪對(duì)地面的壓力

（2）不超載本題也可以把汽車當(dāng)作是一個(gè)杠桿，以汽車前輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如圖甲，根據(jù)杠桿平衡條件得：F后L="G"L1

以汽車后輪為支點(diǎn)建立杠桿模型，示意圖如圖乙，根據(jù)杠桿平衡條件得：F前L="G"L2

解得：G=F前+F后

=（5000kg+6000kg）×10N/kg<（2000kg+10000kg）×10N/kg

所以，該汽車不超載。

給定一根粗細(xì)不均勻的木棒?，F(xiàn)在請(qǐng)你利用一把刻度尺,重為G的勾碼、細(xì)線、鉛筆測(cè)出他的重力，寫出主要的步驟和木棒重力的表達(dá)式（細(xì)繩重力相對(duì)于粗短可忽略不計(jì)）。答案：用細(xì)線把木棒系起來(lái)，左邊為a右邊為b

2、把g勾碼系在b端，

3、移動(dòng)細(xì)線調(diào)整他們平衡

4、待平衡后，分別量出系點(diǎn)到a的距離L1和到b的距離L2

那么木棒的重量等于（L1+L2)除以(L1-L2）乘以G假如給你一個(gè)量程為10N的彈簧測(cè)力計(jì)、一根長(zhǎng)硬棒,一根細(xì)繩,一把刻度尺,你能想辦法測(cè)出一位同學(xué)的重力嗎？說(shuō)出你的方法和根據(jù)。答案：用杠桿原理

用細(xì)繩一端綁住一個(gè)10N以內(nèi)的物品，另一端綁在長(zhǎng)硬棒一頭，然后把棒平放在一個(gè)支點(diǎn)上。那位同學(xué)用手抓住棒的另一端垂下（腳要離地）。達(dá)到平衡后，用尺量出棒的兩端到支點(diǎn)的距離。

用杠桿原理的公式即可計(jì)算出那位同學(xué)的重力滑輪知識(shí)內(nèi)容總結(jié)滑輪知識(shí)點(diǎn)1、滑輪定義：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，屬于一種簡(jiǎn)單機(jī)械。2、定滑輪的特點(diǎn)：①可以改變力的方向②不省力也不省距離③滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)不移動(dòng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂等于阻力臂的等臂杠桿3、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)①FG總/2（滑輪＋鉤碼）②S2h物③力的方向應(yīng)為豎直向上，否則有誤差④作用在中心的力是兩端力的和實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿，不能改變力的方向。4、滑輪組⑴定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來(lái)使用的一種簡(jiǎn)單機(jī)械。用滑輪組既可以省力又可以改變力的方向。⑵關(guān)于n的規(guī)律:①奇動(dòng)偶定：n為奇數(shù)，則滑輪組從動(dòng)滑輪開(kāi)始繞起；n為偶數(shù)，則滑輪組從定滑輪開(kāi)始繞起。②F=G總③s=nh物使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一，拉力移動(dòng)的距離就是重物移動(dòng)距離的幾倍?；嗩}型整理滑輪組的繞線例1:如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，不計(jì)滑輪重．要求用最小的力將相同的重物拉起，應(yīng)選用滑輪組；請(qǐng)?jiān)谀氵x用的滑輪組上畫(huà)出繩子的繞法；如果物重100N，則用你選用的滑輪組及繞法，最小拉力為N．[答案]甲；25．[解析]甲、乙兩個(gè)滑輪組最省力的繞法分別如圖甲有4段繩子拉重物，乙有3段繩子拉重物，根據(jù)F=G/n知，甲更省力；則F=G/n=100N/4=25N．點(diǎn)評(píng)：正確給滑輪組繞繩是本題的基礎(chǔ)，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，若有n股繩子在拉重物，則F=G/n，所以n越大越省力，根據(jù)圖中的滑輪組分別組裝省力的情況，再進(jìn)行比較并計(jì)算．例2:要用最小的力將汽車?yán)瓌?dòng)，試完成繩子的繞法．[解析]將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后將繩子從內(nèi)向外依次繞過(guò)每一只滑輪，共有4段繩子承擔(dān)總的阻力．如圖所示：例3:一個(gè)同學(xué)站在地面上，要利用如圖所示的滑輪組提升重物．已知物重，而繩子最多只能承受的拉力．請(qǐng)你幫他在圖中畫(huà)出符合要求的繩子繞法．[解析]先判斷．用“進(jìn)一法”取．根據(jù)“奇拴動(dòng)，一動(dòng)配一定，變向加一定”原則，繩子應(yīng)固定在動(dòng)滑輪的鉤上，由內(nèi)向外繞．拉力大小和繩子自由端的移動(dòng)距離1.豎直方向例1、如下圖所示，用四個(gè)滑輪組分別勻速提升重力相同的物體，若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，其中用力最小的是（）A．F1 B．F2C．F3 D．F4[答案]B例2、如下右圖所示，已知物重為G，則各圖中的拉力F各為多少？（滑輪重及摩擦不計(jì)）[答案]F1=2G,F2=G,F3=2G,F4=1/4G例3、如圖所示，物重G=30N，繩的一端拴在地面，拉力F使滑輪勻速上升．

（1）若滑輪重不計(jì)，滑輪向上移動(dòng)20cm，則拉力F=N，物體上升cm．

（2）若滑輪重為2N，使物體上升20cm，則拉力F=N，滑輪向上移動(dòng)cm．[答案]（1）60N，40cm(2)62N,10cm2.水平方向例1、同一物體沿相同水平地面被勻速移動(dòng)，如下圖所示，拉力分別為F甲、F乙、F丙，不記滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則（）

A、F甲＜F乙＜F丙B、F甲＞F乙＞F丙C、F甲＞F乙＝F丙D、F甲＝F乙＞F丙[答案]B例2、如圖表示用滑輪勻速拉動(dòng)物體A的幾種方法,A受的摩擦力相同,試通過(guò)分析得到______圖的方法最省力,______圖的方法最費(fèi)力.(作用在同一根繩子上的力大小不變)[答案]乙，丙例3、.如圖所示，用水平拉力通過(guò)滑輪組（滑輪的質(zhì)量可忽略，且不計(jì)輪與軸間的摩擦）拉動(dòng)物塊在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示．對(duì)物塊施水平向右、大小為的拉力時(shí)，物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為．[答案]10.8N[解析]當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為時(shí)，由左邊的滑輪受力分析可知，繩子自由端的拉力對(duì)右邊的滑輪受力分析可知：物體受到的滑動(dòng)摩擦力為當(dāng)施加一外力時(shí)，使向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，，繩的自由端拉力為：彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為：三、滑輪的綜合受力分析鋼架1、如圖所示，利用重3000牛的Π形鋼架將900牛的物體勻速提升2米（不計(jì)繩重、滑輪重和摩擦），在此過(guò)程中（B）鋼架A．人所用的拉力300牛，做功600焦耳B．滑輪組對(duì)鋼架的拉力是1350牛C．鋼架對(duì)地面的壓力為3900牛D．人拉繩時(shí)，受到的重力和地面的支持力是一對(duì)平衡力解析：B項(xiàng)：滑輪組的總受力是頂上的鉤,與鋼架的鏈接部分.總體看此鉤受三根繩的拉力.上三股繩子的拉力連續(xù)一致的,即受力相同.又從下方兩股繩拉重物使之平衡,可得兩股繩力即與重物重力900N相等,則單股繩力為450N.鋼架的鏈接鉤部分受上三股繩力的總力為3*450N=1350N.

C項(xiàng)：鋼架的重力3000N、地面支持力、受到的滑輪組的拉力1350N三者平衡,在分析方向,不難得出地面支持力為3000+1350=4350N,即其反作用力,鋼架對(duì)地面的壓力為4350N.

D項(xiàng)：人拉繩時(shí),受到的力有：重力、地面支持力、繩子對(duì)人的反作用拉力.三者力平衡.所以D項(xiàng)錯(cuò)誤,漏了繩子對(duì)人的反作用拉力.2、如圖所示的裝置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N，在不考慮摩擦和動(dòng)滑輪重力情況下，使重物G1保持平衡的拉力F應(yīng)等于500N。解析：由圖可知，要使重物G

1

保持平衡，F(xiàn)=G

1

=500N，

不考慮摩擦和動(dòng)滑輪重力，2F=2×500N＜G

2

=1200N，重物G

2

處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖，一個(gè)重為G=600N的人站在重為P=300牛的平臺(tái)上，通過(guò)重為20牛的光滑動(dòng)滑輪拉住平臺(tái)，那么他必須用220牛的力拉繩子才能保持平衡？解析：如果圖是這樣的.以上面大的定滑輪為中心點(diǎn),定滑輪左右2條繩子所受到的力必須相等才能保持平衡狀態(tài).該定滑輪所承受下方繩子拉的總力是平臺(tái),人和光滑動(dòng)滑輪的總重力.即F=G臺(tái)+G人+G輪=600+300+20=920N然后左右2條繩子受到的拉力相等,所以右邊掉著動(dòng)滑輪的繩子受到的拉力為F拉=F/2=920/2=460N同理,動(dòng)滑輪要保持平衡,那么左右2邊繩子的拉力也要相等.動(dòng)滑輪所受到承受的下方繩子總的拉力是上面繩子對(duì)它的拉力減去自身的重力.即F"=F拉-G輪=460-20=440N又因?yàn)樽笥?邊繩子拉力相等,所以人的拉力F人=F"/2=440/2=220N四、機(jī)械效率（豎直、水平和水中）1、小明用如圖所示滑輪組將一個(gè)放在水平地面上的物體勻速拉動(dòng)，物體移動(dòng)了3m，物體重為2000N，與地面的接觸面積為0.5m2，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體受到的摩擦力為450N，繩子自由端受到的拉力F為200N，求：（1）物體對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）拉力F做的功；（3）該裝置的機(jī)械效率．解析:（1）物體對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出物體對(duì)地面的壓強(qiáng)；

（2）由圖可知繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s=ns′求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W=Fs求出拉力做的功；

（3）根據(jù)η=×100%=×100%=×100%=×100%求出該裝置的機(jī)械效率

（1）物體對(duì)地面的壓力：

F=G=2000N，

物體對(duì)地面的壓強(qiáng)：

p===4000Pa；

（2）由圖可知：n=3，

繩子自由端移動(dòng)的距離：

s=ns′=3×3m=9m，

拉力F做的功：

WF=F拉s=200N×9m=1800J；

（3）該裝置的機(jī)械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%．2、用右圖所示的滑輪組，把重960N的貨物勻速提升4m，人作用于繩端的拉力F為400N，若不計(jì)摩擦和繩重。求：⑴動(dòng)滑輪的重力是多少？⑵人所做的有用功是多少？⑶滑輪組的機(jī)械效率是多少？解析：由圖知，滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h=3×4m=12m，

F=1/3(G物+G動(dòng))，所以G動(dòng)=3F-G物=3×400N-960N=240NW有用=Gh=960N×4m=3840J，W總=Fs=400N×12m=4800J

所以η=W有用/W總×

100%＝80%

故答案為：240；3840；80%．3、如圖所示，重物A是體積為10dm3，密度為7.9×103kg/m3的實(shí)心金屬塊，將它完全浸沒(méi)在水中，始終未提出水面．求：

（1）重物A完全浸沒(méi)在水中所受浮力多大？

（2）若將物體在水中提升2m，未露出水面，實(shí)際所用拉力F為400N，此時(shí)該滑輪的效率是多少？（g=10N/kg）解析：（1）物體A受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=100N；

（2）物體A受到的重力：

G=ρVg=7.9×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=790N，

使用動(dòng)滑輪的有用功：W有=（G-F?。﹉=（790N-100N）×2m=1380J

∵s=2h=2×2m=4m，

∴總功；W總=F's=400N×4m=1600J

此時(shí)該滑輪的效率：η=W有用/W總×100%=86.25%．

答：（1）重物A完全浸沒(méi)在水中所受浮力100N；

（2）此時(shí)該滑輪的效率是86.25%．滑輪和摩擦力浮力以及杠桿的結(jié)合1、如圖所示，重600N的人站在重5400N的船上，通過(guò)滑輪把船勻速拉向岸邊．人拉繩的力為500N，人和船相對(duì)靜止．不計(jì)繩重和滑輪處摩擦，船受到水的阻力為（）A、500NB、1000NC、2500ND、3000N[答案]B[解析]因?yàn)榇鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以，船受平衡力的作用，而人和船相對(duì)靜止，因?yàn)镕=500N，∴人的磨擦力是500N，方向向右，并且作用在船上，而該滑輪為定滑輪，∴繩子對(duì)船的拉力為500N，方向向右，而向右的拉力和船受到水的阻力是一對(duì)平衡力，所以，船受到水的阻力f=1000N．故選B．

2、如圖所示，物體A的質(zhì)量是400g，物體B的體積是10cm3，此時(shí)A恰能沿著水平桌面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若將B始終浸沒(méi)在水中，并使A沿著水平桌面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要施加0.95N水平向左的拉力．已知?jiǎng)踊喼貫?.3N，不計(jì)繩重以及繩和滑輪間的摩擦，則物體B重力為N．（g取10N/kg）[答案]0.7[解析]當(dāng)物體A水平向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別對(duì)A、B物體受力分析如下圖所示：

則根據(jù)力的平衡條件可得：f=F1，GB=2F1，f=1/2GB=----------------①

當(dāng)A向左勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別對(duì)A、B物體受力分析如下圖所示：

∵A物體對(duì)水平桌面的壓力不變，接觸面粗糙程度不變，∴f的大小不變，則根據(jù)力的平衡條件可得：F=f+F2，2F2+F浮=GB，

∴F-f=1/2（GB-F浮）------------②∵B物體始終浸沒(méi)在水中，∴V排=V，∴F浮=ρ水gV------------③由①②③式可得：GB=0.7N；3、用如圖所示的滑輪組從15m深的水池中（水池面積很大，達(dá)幾百平方米）提起底面積為200cm2，高2m的圓柱形實(shí)心物體，已知該物體的密度為2.5×103kg/m3，力F作用的繩子所能承受的最大拉力為350N，問(wèn)：

（1）該物體所受的重力為多少牛？

（2）物體浸沒(méi)水中時(shí)勻速拉動(dòng)繩子，繩子自由端的拉力多少牛？（不計(jì)摩擦及滑輪重）

（3）物體以0.2m/s的速度勻速提起時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間繩子被拉斷？（取g=10N/kg）[答案]（1）1000N；(2)300N；（3）67.5s.[解析]（1）由題意知：圓柱體的底面積S=200cm2=2×10-2m2，高度h=2m，密度ρ=2.5×103kg/m3，g=10N/kg．所以圓柱體的體積：V=Sh=2×10-2m2×2m=4×10-2m3．圓柱體的質(zhì)量：m=ρV=2.5×）103kg/m3×4×10-2m3=100kgG=mg=100kg×10N/kg=1000N．（2）物體浸沒(méi)在水中時(shí)，V排=V=4×10-2m3．此時(shí)受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N，由于是n=2的滑輪組吊著圓柱體，所以繩子自由端的力F=1/2T，其中T為圓柱體對(duì)動(dòng)滑輪的拉力．由圖可知，T=G-F浮=1000N-400N=600N，所以繩子自由端的拉力F=1/2T=1/2×600N=300N．（3）當(dāng)繩子被拉斷時(shí)，繩子受到的拉力F′=350N，動(dòng)滑輪對(duì)圓柱體的拉力T′=2F′=700N，此時(shí)的浮力為：F浮′=G-T′=1000N-700N=300NV排′=F′浮/ρ水g=300N/1×103kg/m3×10Nkg=0.03m3，物體浸入水中的長(zhǎng)度h′為：h′=V排′/S=0.03m3/0.02m2=1.5m．物體上升的高度為：L=H-h′=15m-1.5m=13.5m，圓柱體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=L/v=13.5m0.2m/s=67.5s．4、如圖所示，AB是一杠桿，可繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑輪重為100N．當(dāng)在B點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，邊長(zhǎng)為0.2m的正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為7500Pa；當(dāng)在D點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為15000Pa．（不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦，圖中各段繩子所受拉力均沿豎直方向）求：（1）正方體M的受到的重力；（2）拉力F的大小．解答：當(dāng)F作用B點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)受拉力為F1．正方體M受拉力為f1，受重力為G，受支持力為N1F1×2k=F×3kF1=1.5Ff1=3F﹣100NN1=P1S=7500Pa×0.04m2=300NN1=G﹣（3F﹣100N）200N=G﹣3F①當(dāng)F作用D點(diǎn)時(shí)，A電受拉力為F2，正方體M受拉力為f2．受重力為G，受支持力為N2F2×2k=F×1.5kF2=0.75Ff2+100N=1.5FN2=P2S=15000Pa×0.04m2=600N600N+f2=G，500N=G﹣1.5F②由①②兩式得F=200NG=800N答：（1）正方體M的受到的重力為800N；（2）拉力F的大小無(wú)為200N；滑輪實(shí)驗(yàn)探究1、某小組為了探究“使用動(dòng)滑輪的省費(fèi)力情況”，選擇器材如下：動(dòng)滑輪(重1.0N)、鉤碼若干(每個(gè)鉤碼重0.5N)、彈簧測(cè)力計(jì)，細(xì)繩等，裝置如圖。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明多次改變動(dòng)滑輪所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記下每次所掛鉤碼的重力及對(duì)應(yīng)的彈簧秤示數(shù)，并將所測(cè)得數(shù)據(jù)填寫在表格中：

(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差的條件下，可以得出彈簧秤的示數(shù)F與鉤碼的重力G以及動(dòng)滑輪的重力G0的關(guān)系式為;(2)在分析數(shù)據(jù)時(shí)，小聰建議利用圖像來(lái)處理數(shù)據(jù)，并在圖中利用描點(diǎn)法畫(huà)出了G0、G、F與實(shí)驗(yàn)次數(shù)的圖象，請(qǐng)你根據(jù)圖像總結(jié)出小明探究的結(jié)論。(3)小東認(rèn)為直接分析表格中的數(shù)據(jù)也可以得出此結(jié)論，你認(rèn)為用圖像法分析數(shù)據(jù)有什么優(yōu)點(diǎn)?答案：(1)F=(G+G0)/2(2)當(dāng)G>Go時(shí)，物重越大，使用動(dòng)滑輪省力越多。當(dāng)G<Go時(shí)，使用動(dòng)滑輪費(fèi)力。當(dāng)G=Go時(shí)，使用動(dòng)滑輪不省力，也不費(fèi)力。(3)用圖像的方法，可以把抽象數(shù)據(jù)巾蘊(yùn)含的物理規(guī)律，更加直觀、形象地表示出來(lái)。2、某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖中的甲、乙、丙所示。

次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m有用功W有用/J測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.20.90.30.2774.1％240.10.41.60.30.4883.8％340.11.10.50.55（1）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越________。

（2）第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是________J，機(jī)械效率是________

（3）第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，使動(dòng)滑輪所做的額外功________（選填“增大”或“減小”），因而．由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重大小有關(guān)。

（4）綜合上述結(jié)論，提高機(jī)械效率的方法有增大有用功，________額外功（選填“增大”或“減小”）。

答案：（1）、高

（2）、0.4

72.7％

（3）增大（4）減小斜面的知識(shí)內(nèi)容整理斜面的知識(shí)點(diǎn)1、斜面的機(jī)械效率公式為：η＝W有／W總＝Gh／FS＝Gh／FL，要想提高斜面的機(jī)械效率，則應(yīng)該：（1）減小物體在斜面上受到的摩擦力（2）增大斜面的傾斜程度LhLh3、在右圖中，設(shè)斜面的高為h，斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng)拉動(dòng)物體的拉力為F，物體的重力為G，設(shè)物體與斜面之間的摩擦力為f，則有公式為：W總＝W有用＋W額外＝Gh＋fL＝FL4、當(dāng)物體在拉力F作用下沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿足關(guān)系式：FL＝Gh＋fL，即Gh=FL－fL可推導(dǎo)出：f＝（FL－Gh）÷L＝F－Gh÷L5、機(jī)械效率越高的斜面，斜面的傾斜程度就越大，但不一定越省力，而且，斜面的傾斜程度越大，摩擦力不一定越大。6、假設(shè)斜面是光滑的，也就是說(shuō)不考慮摩擦力的作用，根據(jù)功的原理，可得出：FL＝Gh，即F＝G×（h／L），即斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，所用的推力F就是物體重力G的幾分之一。當(dāng)然，這只是一種理想狀態(tài)。在光滑斜面上將重為G的物體拉上長(zhǎng)為L(zhǎng)的斜面頂端，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，由功的原理可知：使用任何機(jī)械都不能省功。把物體從斜面上拉上去和豎直拉上頂端，在效果上是一樣的，即FL=Gh。斜面題型例1、如圖所示，有一斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h，現(xiàn)用力F沿斜面把物重為G的物體從底端勻速拉到頂端．已知物體受到斜面的摩擦力為f，則下列關(guān)于斜面機(jī)械效率η的表達(dá)式正確的是（D）A、η=×100%B、η=×100%C、η=×100%D、η=×100%選D．例2、粗糙斜面高度為h，長(zhǎng)為L(zhǎng)，用沿斜面向上的力把重為G的物體由斜面底端勻速拉到斜面頂端的過(guò)程中，拉力做的功為W，則（BC）A．拉力大小為hG／LB．拉力大小為W／LC．物體所受摩擦力大小為（W－h(huán)G）／LD．物體所受摩擦力大小為（W－LG）／h選B、C．例3、一個(gè)斜面的高為h，長(zhǎng)為l，該斜面的機(jī)械效率為η．現(xiàn)把重為G的物體沿斜面勻速向上移動(dòng)，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為（）A、B、C、D、選D例4、使重60牛的物體沿著長(zhǎng)5米、高1米的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，必須用沿斜面向上的32牛的拉力F才行，如圖所示，則物體所受的摩擦力大小為（）A．12牛 B．20牛 C．32牛 D．80牛選B．例5、將一重為120牛的物體沿長(zhǎng)10米，高2米的斜面勻速向上拉至頂端，沿斜面向上的拉力為32牛，則物體所受的摩擦力為（）A．12牛 B．8牛C．20牛 D．32牛選B．例6、如圖所示，斜面長(zhǎng)4m，高2m。質(zhì)量為50kg的小明站在斜面頂端，用平行于斜面向上的75N的拉力將100N重的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，g＝10N／kg，則：A．小明對(duì)物體做的總功為1300JB．斜面的機(jī)械效率是75%C．物體所受的摩擦阻力為75ND．物體所受的摩擦阻力為25N選D

例7、如圖所示，斜面長(zhǎng)S=10m，高h(yuǎn)=4m．用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力做了100J的功．求：(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服物體的重力做的功；(2)斜面的機(jī)械效率；(3)推力F的大