1、栏目索引第十二章简单机械第十二章简单机械栏目索引总纲目录考点一 杠杆考点二 滑轮、斜面、轮轴考点三 机械效率考点研读考点研读命题点一 杠杆类型的判断命题点三 杠杆作图命题探究命题探究命题点二 杠杆的平衡条件及应用命题点四 滑轮的特点及简单计算命题点五 机械效率及相关计算栏目索引考点研读考点一考点一 杠杆杠杆1.定义定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。考点研读栏目索引考点研读2.杠杆五要素杠杆五要素支点:杠杆绕其转动的点,如图中O点。动力:使杠杆转动的力,如图中F1。阻力:阻碍杠杆转动的力,如图中F2。动力臂:从支点到动力F1作用线的距离,如l1。阻力臂:从支点到阻力
2、F2作用线的距离,如l2。栏目索引考点研读3.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:动力动力臂=阻力阻力臂,用公式表示为阻力F1l1=F2l2。4.杠杆的分类及应用杠杆的分类及应用类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆图示力臂关系动力臂大于阻力臂动力臂小于阻力臂动力臂等于阻力臂力的关系动力小于阻力动力大于阻力动力等于阻力特点省力,费距离费力,省距离不省力和距离应用举例羊角锤、瓶起子,钢丝钳钓鱼竿、筷子、食品夹、船桨天平、定滑轮、跷跷板栏目索引考点研读考点二考点二 滑轮、斜面、轮轴滑轮、斜面、轮轴1.定滑轮、动滑轮和滑轮组定滑轮、动滑轮和滑轮组类型定滑轮动滑轮滑轮组图示实质 等臂杠杆 省力杠杆特点 改变力的方向,
3、但不省力省力但 不改变力的方向既省力,又改变力的方向s与h的关系s=hs=2h 2hF与G的关系忽略绳重、滑轮重、摩擦F1=GF2=F3=考虑滑轮重,忽略绳重、摩擦F1=GF2=F3=G2G2GG2动GG2动栏目索引考点研读2.斜面斜面(1)实质:省力机械,省力费距离,高度相同的斜面,斜面越长越省力。(2)应用:盘山公路、螺丝钉。3.轮轴轮轴(1)特点:如图所示,R为轮半径,r为轴半径,根据杠杆平衡条件F1R=F2r知,轮轴省力、但费距离。(2)应用:轱辘、汽车方向盘、扳手、门把手等。栏目索引考点研读考点三考点三 机械效率机械效率1.有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功(1)无论是否使用机
4、械,必须要做的功,叫有用功,用W有表示。(2)使用机械时,并非我们需要又不得不做的功,叫额外功,用W额表示。(3)有用功与额外功之和,叫总功,用W总表示,W总=W有+W额。(4)功的原理:使用任何机械都不能省功。栏目索引考点研读2.机械效率机械效率(1)物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率,用符号表示。(2)计算公式:=。WW有总3.使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于1。栏目索引考点研读4.三种装置的机械效率(忽略绳重、绳子与滑轮间的摩擦)滑轮组斜面竖直方向水平方向示意图W有W有=G物hW有=fs物W有=GhW额W额=G动hW额=fLW总W总=F
5、s=FnhW总=Fs=Fns物W总=FL机械效率()=GFsh物WW有总fnFGhFLGhGhfLGnF物GGG物动物栏目索引考点研读5.提高机械效率的方法提高机械效率的方法提高滑轮组机械效率的方法:增大物重;减小动滑轮的重力;减小摩擦。提高斜面机械效率的方法:增大斜面倾角。栏目索引河南真题1.(2018河南,4,2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图所示为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为1104N。若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左
6、移动了15cm。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)河南真题栏目索引河南真题答案答案110415解析解析根据滑轮的工作特点首先判断出滑轮组左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,坠砣串对钢绳自由端施加拉力,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,所以输电线A端受到的拉力等于2倍钢绳末端受到的拉力,即F=2G=2mg=225kg2010N/kg=10000N;A端移动的距离等于钢绳末端移动的距离,故等于15cm。12栏目索引河南真题2.(2015河南,4,2分)如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用方案甲(选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以省力。(不计机械的自重及摩擦)栏
7、目索引河南真题答案答案甲省力解析解析两图中的滑轮都属于动滑轮,但使用的方式不同,假设船受到水的阻力是f,不计机械自重及摩擦,则F甲=,F乙=2f,所以方案甲更省力,所以应选用方案甲。2f栏目索引河南真题3.(2018河南,8,2分)下列工具中,使用时属于费力杠杆的是()B答案答案B根据杠杆分类原则,若杠杆阻力臂大于动力臂,则是费力杠杆。B图中,手使用筷子时的阻力臂大于动力臂,所以筷子属于费力杠杆。A、C是省力杠杆,D是等臂杠杆。栏目索引河南真题4.(2017河南,9,2分)如图所示,水平桌面上有一铁块,由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,以下分析正确的是
8、()A.使用定滑轮是为了省力B.铁块受到绳子的拉力为6NBC.铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力D.若剪断绳子,铁块由于惯性将向左运动栏目索引河南真题答案答案B使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,A项错;由于沙桶静止,所以F拉=G=6N,不考虑绳重和滑轮间的摩擦,定滑轮不改变拉力大小,铁块受到的拉力等于沙桶的重力为6N,所以B项正确;一对平衡力应当满足等大、反向、作用在同一直线上、作用在同一物体上,铁块对桌面的压力与自身的重力分别作用在不同物体上,所以不是一对平衡力,C项错;惯性是物体保持原来运动状态的性质,题中铁块原来处于静止状态,所以剪断绳子后,铁块由于惯性将会保持原来的静止状态,而不
9、会向左运动,故D项错。栏目索引河南真题5.(2014河南,13,2分)把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后()A.A上升B.A下降C.A、B均静止D.无法判断B栏目索引河南真题答案答案B两个物体的质量相同,所以受到的重力大小相同,即GA=GB=G,图中左边的是定滑轮,右边的是动滑轮,不计绳子、滑轮的重力和摩擦力,根据动滑轮可以省一半力,若以B为研究对象,绳子自由端即A物体受的拉力大小应为,对A物体受力分析可知,受到向下的重力为G,向上的拉力为,因为G,所以A下降。故选B。2G2G2G栏目索引河南真题6.(2013河南,11,2分)如图所示,小华用
10、苹果和桔子来玩跷跷板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是()A.苹果的重力B.桔子的重力DC.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力栏目索引河南真题答案答案D杠杆逆时针转动,说明杠杆左侧的力和力臂的乘积大于右侧力和力臂的乘积,从图中可以看出:杠杆处于水平状态,苹果和桔子到杠杆支点的距离相同,即两侧力臂相等。所以左边的力应当较大,使杠杆转动的力应是杠杆受到的力,排除A、B、C项,所以应当是苹果对杠杆的压力,应选D项。栏目索引河南真题7.(2013河南,13,2分)一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比(
11、)A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功不变D.有用功不变,总功减少D答案答案D用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度,有用功相同。由题知改进后的机械效率高,根据机械效率的公式可知总功减少。栏目索引河南真题8.(2012河南,10,2分)如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码,则()A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断A答案答案A设一个钩码的重力为G,杠杆上一格的长度为l。原来杠杆3G2l=2G3l,处于平衡状态;现在两侧各去掉一个钩码,左边=2G2l,右边=G3l,左边的力和力臂的乘积大,杠杆
12、不再平衡,左端下降。栏目索引河南真题9.(2015河南,17,2分)如图所示,OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1,使杠杆在水平位置平衡。请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂l1。栏目索引河南真题答案答案如图所示解析解析作答的关键是把握力臂的定义:支点到力的作用线的距离。栏目索引河南真题10.(2014河南,17,2分)如图所示,用瓶起开启瓶盖,请画出在A点所用最小力的示意图。栏目索引河南真题答案答案如图所示解析解析使用瓶起时,支点在瓶起与瓶盖上方接触点,开启瓶盖时应向上抬起,连接支点与A点,此线段的长度作为力臂时力臂最长,由杠杆的平衡条件可知,动力臂越长越省
13、力,所以,最小的力应当垂直于OA斜向上。栏目索引河南真题11.(2017河南,20,9分)如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500N的推力,将重800N的货物从A点匀速推至B点;再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s,到达C点。已知AB长3m,BC长1.2m,距地面高1.5m。试问:(1)利用斜面搬运货物主要是为了省力;(2)货物在水平台面上运动的速度为多少?(3)水平推力做功的功率为多少?(4)斜面的机械效率为多少?答案答案(1)省力(2)0.24m/s(3)24W(4)80%栏目索引河南真题解析解析(1)(1分)利用斜面可以省力。(2)(2分)货物在水平台面上运动的速度v=0.2
14、4m/s(3)(3分)水平推力做的功W=F1s1=100N1.2m=120J则水平推力做功的功率P=24W(4)(3分)有用功W有=Gh=800N1.5m=1200J总功W总=Fs=500N3m=1500J1st1.2m5sWt120J5s则斜面的机械效率=100%=80%WW有总1200J1500J栏目索引河南真题12.2016河南,20(2)(3),6分在“大力士”比赛中,需要把一质量m=400kg,边长l=1m,质量分布均匀的立方体,利用翻滚的方法沿直线移动一段距离,如图所示。g取10N/kg。求:(2)翻滚立方体时,使立方体一边刚刚离开地面,所用最小力F的大小;(3)“大力士”用翻滚的
15、方法使立方体沿直线移动了10m,用时20s。“大力士”克服立方体重力做功的功率。栏目索引河南真题答案答案(2)1.41103N(3)414W解析解析(2)(3分)根据杠杆平衡条件得Fl1=Gl2由图中几何关系可知当F最小时,l1=m,l2=0.5m代入数据得F=N=1.41103N(3)(3分)立方体翻滚一次克服重力做的功W0=Gh=4000Nm=828J立方体移动10m需要翻滚10次,则翻滚10次做功的功率P=414W240000.52212Wt010Wt10 828J20s栏目索引命题探究命题点一命题点一 杠杆类型的判断杠杆类型的判断例例1如图所示的简单机械中一定费力的是()D答案答案D起
16、瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选D。命题探究栏目索引命题探究【方法点拨】【方法点拨】结合图片和生活经验,找出支点,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。栏目索引命题探究变式变式1-1(2018河南省实验中学模拟)如图所示,室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开起。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定桶中有2个杠杆起作用,其中有1个省力杠杆。答案答案21解析解析由图知,
17、桶中有两个杠杆,即脚踩踏板时FED为一个杠杆,并且动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;桶盖CBA是一个杠杆,并且动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。栏目索引命题探究命题点二命题点二 杠杆的平衡条件及应用杠杆的平衡条件及应用例例2(2018湖南湘西)如图所示,大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,下列说法正确的是()A.大熊和小熊的重力相等B.大熊和小熊到支点的距离相等C.它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等D.以上说法都正确C栏目索引命题探究答案答案C由图可知,大熊的重力应大于小熊的重力,故A错误;它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡,由杠杆的平衡条件知,它们各自的重
18、力与各自的力臂的乘积相等,故C正确;熊对跷跷板的压力大小等于各自的重力,所以大熊的力臂小于小熊的力臂,即它们到支点的距离不相等,故B错误;综上所述D错误。故选C。【方法点拨】【方法点拨】分析解决有关杠杆平衡条件的问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力及方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。动力、阻力都是杠杆受力,所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反。栏目索引命题探究变式变式2-1(2018河南南阳一模)如图所示,三角支架ABC固定在客厅墙上,已知AB长40cm,AC长30cm,一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉能承受
19、的最大水平拉力为30N,为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻,所放置花瓶的重力最大为45N(支架重力不计)。若花瓶的重力较大,放置时应尽量靠近(选填“靠近”或“远离”)墙壁可确保安全。栏目索引命题探究答案答案45靠近解析解析由题知,将三角支架看成一个杠杆,C处为支点,花瓶放在AB中点时,花瓶对AB的压力为阻力,大小等于花瓶重力,其力臂为AB,A处螺钉承受的最大水平拉力30N为动力,其力臂为AC,根据杠杆的平衡条件有GAB=FAC,即G40cm=30N30cm,所以G=45N;为了安全,花瓶的位置应尽量靠近墙壁,即靠近支点,以减小阻力臂,从而减小A处的拉力。121212栏目索引命题探究命题点三命
20、题点三 杠杆作图杠杆作图例例3(2018山东德州)手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看做一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:(1)施加在A点最小的动力F1;(2)力F2的力臂L2。栏目索引命题探究答案答案如图所示解析解析当AO之间的连线作为力臂时,力臂是最大的,此时的动力最小;力F2是由手机的重力产生的,故阻力的方向是竖直向下的,从O点作该力的作用线的垂线,即力臂。栏目索引命题探究【方法点拨】【方法点拨】求最小动力问题,可转化为找最长力臂问题。找最长力臂,一般分两种情况:(1)在动力的作用点明确的情况下,支点到力的作用点的连线就是最长力臂;(2)
21、在动力作用点未明确时,支点到最远的点的距离是最长力臂。栏目索引命题探究变式变式3-1(2018河南平顶山三模)如图所示,小球和杠杆都处于静止状态,请画出小球所受的重力,并在杠杆上画出所施加最小力F1的示意图。栏目索引命题探究答案答案如图所示解析解析重力的方向总是竖直向下的,其作用点对于形状规则的球体而言,其重心在其几何中心即球心上,由此可画出重力的示意图;在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,动力作用线到支点的距离最长最省力,即动力臂最长,由图知OB比OA长,所以OB做动力臂最长,过B点与OB垂直向上作垂线就得到最小动力F1的方向,是斜向上的力。栏目索引命题探究命题点四命题点四 滑轮的特点及简单计
22、算滑轮的特点及简单计算例例4(2018湖北黄石)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图所示的两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是()A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少CC.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下最省力栏目索引命题探究答案答案C用动滑轮提升重物上升h高度,测力计上升2h高度,故A错误;拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮时,提起动滑轮需要做额外功,故做功较多,故B错误;减小动滑轮质量,可以减小额外功,故可以提高动滑轮的机械效率,故C正确;用定滑轮拉重物,向各个
23、方向的拉力都等于物重,故D错误。1n1n【方法点拨】【方法点拨】滑轮省力情况的判断方法:承担动滑轮的绳子段数为n,理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=G;只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G动)。绳子自由端移动距离的判断:承担动滑轮的绳子段数为n,绳子自由端移动距离sF(或vF)=n倍的物体移动的距离sG(或vG)。栏目索引命题探究变式变式4-1(2017上海)如图(a)、(b)所示,分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体。图(b)中的滑轮可以看做省力杠杆;图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为10牛,物体受到合力的大小为0牛。答案答案(b)100解析解析图
24、(a)中为定滑轮,实质为等臂杠杆,不省力,但能改变力的方向,故不考虑摩擦和滑轮重力时,拉力等于物体重力,为10N;图(b)中为动滑轮,实质为动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆;当物体被匀速提升时,受力平衡,合力为0。栏目索引命题探究命题点五命题点五 机械效率及相关计算机械效率及相关计算例例5(2018黑龙江哈尔滨)如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是()A.绳自由端移动的速度为0.6m/sB.这个滑轮组是费力机械C.滑轮组的机械效率为83.3%D.F所做的有用功为0.24JC栏目索引命题探究答案答案C由图可知,使用滑轮组承担物重
25、的绳子股数n=2,绳自由端移动的速度v=2v物=20.2m/s=0.4m/s,故A错误;由题知拉力F=1.2N,G=2N,因为F6GL,所以杠杆左端栏目索引实验突破会下降。(5)在图丙中如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直,则该力的力臂短了,就会使得拉力变大。补充设问补充设问(6)杠杆自重(7)C(8)F2L2+F3L3栏目索引实验突破实验二测量滑轮组的机械效率实验二测量滑轮组的机械效率命题热点命题热点1.实验原理:=100%。WW有总2.滑轮组的绕线:遵从“奇动偶定”原则。3.实验装置的判断:根据动滑轮承担绳子的段数n=判断。sh4.弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子的目的:使弹簧测力计示数等
26、于拉力。5.影响滑轮组机械效率大小的因素:物体的重力、动滑轮的重力、滑轮与绳之间的摩擦。栏目索引实验突破6.控制变量法的应用(1)探究滑轮组的机械效率与物体重力大小的关系:用同一滑轮组提升不同数量的钩码。(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力的关系:控制滑轮组提升钩码的数量相同,换用重力不同的动滑轮。7.实验数据的分析与处理:W有=Gh,W总=Fs。8.提高滑轮组机械效率的方法:增大物体的重力、减小动滑轮的重力、减小摩擦。栏目索引实验突破例例2某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图甲、乙所示。实验次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10
27、.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率74.1%62.5%栏目索引实验突破(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法不正确(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。(3)通过表中数据可分析出第2次实验是用乙(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。(4)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低(选填“越高”“不变”或“越低”
28、)。栏目索引实验突破(5)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=0.3m,机械效率=83.3%。(6)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。栏目索引实验突破补充设问补充设问(7)除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的器材是刻度尺。(8)关于影响滑轮组机械效率的因素,该小组同学讨论后汇总得到以下观点,你认为正确的有ADE(填序号,可能不止一项正确)。A.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越小B.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越大C.忽略摩擦,定滑轮质量相同,则机械效率相同D.忽略摩擦
29、,动滑轮质量相同,则机械效率相同E.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越大F.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越小栏目索引实验突破答案答案(1)匀速(2)不正确摩擦(3)乙(4)越低(5)0.383.3%(6)提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高解析解析(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。(2)在弹簧测力计静止时读出的数据,由于滑轮组不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,所以测力计示数偏小,他的想法是不正确的。(3)由表中实验数据可知,第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍,由图示滑轮组可知,实验使用的是乙图所示装置做的实验。(4
30、)由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。(5)由表中第1次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,第三次实验使用同样的装置,则第3次实验绳端移动距离栏目索引实验突破s=3h=30.1m=0.3m,机械效率=100%=100%=100%83.3%。(6)由表中第1次实验和第3次实验数据可知:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高。补充设问补充设问(7)刻度尺(8)ADEWW有总GhFs6N0.1m2.4N0.3m栏目索引随堂检测1.如图所示的起瓶器是一个省力杠杆,在向上撬开瓶盖
31、的过程中,它的支点是A点(选填“A”“B”“C”或“D”)。使用它打开瓶盖不能省功(选填“能”或“不能”)。随堂检测答案答案A不能解析解析撬开瓶盖过程中是以起瓶器的顶端为支点的。使用任何机械都不能省功。栏目索引随堂检测2.物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,要用1000N的力。如果用一个动滑轮提起它,要用500N的力。(不计摩擦、滑轮自重及绳重)答案答案1000500解析解析定滑轮是等臂杠杆,F=G=1000N;动滑轮是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,F=G=500N(不计滑轮自重、绳重及摩擦)。12栏目索引随堂检测3.用如图所示的滑轮组把货物拉上货仓,货物重500N,用350N的力F拉绳
32、端使货物匀速上升1m,此过程中有用功为500J,总功为700J,滑轮组的机械效率为71.4%。答案答案50070071.4%解析解析W有=Gh=500N1m=500JW总=Fs=350N2m=700J=71.4%WW有总500J700J栏目索引随堂检测4.如图所示,水平桌面上放一重100N的物体A,A与桌面间的摩擦力为40N,当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时,拉力F的大小为(不计滑轮摩擦及重力)()A.20NB.50NC.60ND.70NA答案答案A由题图可知动滑轮上有两段绳子拉着物体匀速前进,也就是说,F应是f的二分之一,即F=f=40N=20N。1212栏目索引随堂检测5.下列有关机械
33、效率的说法中,正确的是()A.机械做的有用功占总功的比例越大,机械效率越高B.机械做的有用功越多,机械效率越高C.机械效率越高,越省力D.机械的功率越大,机械效率越高A答案答案A机械效率为有用功与总功的比值,与省力与否、功率大小及有用功的多少无关。栏目索引随堂检测6.(2018山东聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定()A.大于5kgB.大于49NC.小于49ND.等于49NB栏目索引随堂检测答案答案B力的单位是N,质量的单位是kg,题目是求力的大小,不能用kg作单位,故A错误。由图知,物体的重力为G=mg=5kg9.8N/kg=49N;肱二头肌的拉力为动力,物体对手的压力为阻力,支点在肘,如图所示所以动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,因为L1F2,即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49N。故B正确,C、D错误。故选B。栏目索引随堂检测7.画出下列各图中的动力臂l1和阻力臂l2。栏目索引随堂检测答案答案如图所示甲乙解析解析从支点到动力F1作用线的距离是动力臂l1,从支点到阻力F2作用线的距离是阻力臂l2。
