第十二章《简单机械》知识点

第十二章简单机械本章知识框架 杠杆 滑轮 机械效率简单机械 第一节 杠杆（第一课时）一、知识点1、杠杆的定义2、杠杆的五要素，会画力臂3、杠杆的平衡条件二、检测题1.1在_____的作用下能绕着固定____________的硬棒,这根硬棒就是杠杆。2.1杠杆的五要素：_________、_________、_________、__________、__________。2.2力臂：支点到___________________的___________。2.3杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，如图所示，它的支点是________点，动力作用点是______，阻力是吊桥的____________．2.4下列说法中正确的是()A．从支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂B．从支点到动力作用线的距离叫做动力臂C．力臂一定在杠杆上D．力臂的大小不可能为零2.5下列关于杠杆的一些说法中，正确的是()A．杠杆必须是一根直棒B．杠杆一定要有支点C．动力臂就是支点到动力作用点的距离D．当力的作用线通过支点时，力臂最大2.6下列关于F1力臂的作图中，正确的是()2.7如图所示，O点表示杠杆的支点，画出动力F1的力臂并用字母l1表示；画出阻力并用F2表示． 、2.7题图2.8题图2.8如图所示，作出：(1)水桶M受到的重力示意图；(2)以O为支点，力F的力臂l。3.1杠杆平衡状态：杠杆在动力和阻力共同作用下处于_______________状态或_________________状态。杠杆平衡条件内容：___________________________________________________。杠杆平衡条件公式：__________________。3.2开瓶时使用的开瓶器(图a)，可以简化成不计重力的省力杠杆(图b)，0为支点．若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且AO＝6cm，BO＝1cm，F1＝25N，则F2＝____________N．3.2题图3.3题图3.3在探究“杠杆的平衡条件”实验中：(1)首先，调节杠杆两端的___________，使杠杆两端不挂钩码时，保持水平并静止，达到__________状态．(2)如图所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的____________处，挂上____________个0.5N的钩码．3.4在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向____________边旋一些(填“左”或“右”)。(2)调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第____________组实验更好，理由______________________________________________________. 第一节 杠杆（第二课时）一、知识点１、杠杆的分类２、杠杆平衡条件的相关计算二、检测题1.1省力杠杆：动力臂______阻力臂，它省_____但是费_______。应用举例：    。费力杠杆：动力臂______阻力臂，它省_____但是费_______。应用举例：     。等臂杠杆：动力臂________阻力臂，应用举例：_____________。1.2如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_________(填“省”或“费”)力杠杆；若箱和物品共重100N，动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力至少为_________N．1.3如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是()1.4如图是卸车的示意图，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1.5下列工具：①钢丝钳；②钓鱼杆；③筷子；④镊子；⑤开酒瓶用的起子，其中属于费力杠杆的是()A．①②③B．②③④C．①③⑤D．②③⑤1.6如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是() 图71.7图７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1.8如图是奥运会皮划艇静水比赛的体育图标，当运动员用船桨划水时，运动员手中使用的船桨属于_________(填“费力”、“省力”或“等臂”)杠杆，使用它的好处是_________．船桨向后划水，艇就向前运动，这一现象中包含的物理知识有(只要写出两点)：(1)________________________________________________________；(2)______________________________________________________________________．1.9如图是用螺丝刀撬起图钉的示意图，0为支点，A为动力作用点，F2为阻力．请在图中画出阻力F2的力臂l2及作用在A点的最小动力F1的示意图．1.9题图                1.10题图1.10如图所示是搬运泥土的独轮车，独轮车属于_____________杠杆(填“省力”或“费力”)。设车厢和泥土的总重G＝1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是_____________m，F的大小至少是_____________N。2.1根据图中所示的信息，请计算要撬动石头应在撬棒上施加的是多大？2.1题图 2.2如图所示，AOB为一轻质杠杆(杠杆自重忽略不计)，O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加的力F至少为N。 2.2题图                     2.3题图2.3如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，在拉力F和重力为30N的重物P的作用下，恰在水平位置平衡。已知OA=80cm，AB=20cm，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。那么拉力F的力臂L=________cm，拉力的大小F=_________N。★2.4如图所示杠杆，Ｏ是支点，杠杆质量不计，在Ａ、Ｂ两端分别挂上质量不等的甲、乙两物体（甲的质量大于乙），此时杠杆平衡，下列情况中能使杠杆重新平衡的是（ ）Ａ.将甲乙两物体向支点移动相同的距离;Ｂ.将甲乙两物体远离支点移动相同的距离;Ｃ.在甲乙两端分别挂上质量相等的物体;Ｄ.在甲乙两端分别挂上与甲乙等质量相等的物体.第二节 滑轮（第一课时）一、知识点1、能识别定滑轮并认识定滑轮的特点2、能识别动滑轮并认识动滑轮的特点二、检测题1.1定滑轮：定义：工作时，轴_____________的滑轮。实质及特点：⑴定滑轮的实质是一个_____________，使用定滑轮__________，但___    ___。⑵绳子自由端移动距离s和物体升高距离h的关系式：_____________。1.2如图所示，利用定滑轮提升重物G(不计摩擦)，则()A．沿A方向的拉力最小B．沿B方向的拉力最小C．沿C方向的拉力最小D．沿三个方向的拉力大小都相等1.3 定滑轮在使用时相当于一个杠杆．如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点0，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F＝G．2.1动滑轮：定义：工作时，轴_____________的滑轮。实质及特点：⑴动滑轮的实质是一个__________________________，所以使用动滑轮_________，但____    _。⑵绳子自由端移动距离s和物体升高距离h的关系式：_____________。2.2观察如图所示的人们利用简单机械的情景．其中，甲的目的是________，乙的目的是__________________________．物体重1000N，如果用一个定滑轮提起它，要用_______N的力；如果用一个动滑轮提起它，要用________N的力．(不计摩擦及滑轮自重)2.3如图所示的动滑轮是变形杠杆，其支点是________点，动力臂是________，阻力臂是________，若重物G＝50N，动滑轮重为10N，绳子摩擦力不计，当重物G匀速上升时，则拉力F＝________N．若重物G上升的高度是5m，则绳子自由端通过的距离是________m．2.2题图2.3题图2.4用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)()★2.5如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知A的重力G=100N，重物A上升速度为O．2m／s ，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度为()A．50N0．4m／sB．50N0．1m/sC．200N0．4m/sD．200N0．1m／s★2.6如图所示，物体A重100N，滑轮重2N，当整个装置静止时，弹簧测力计的示数为22N，则物体B重()A．20NB．10NC．76ND．40N2.5题图2.6题图第二节 滑轮（第二课时）一、知识点1、认识滑轮组的特点，会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系二、检测题1.1滑轮组:定义：把_____________和_____________组合在一起的装置。特点：既可以_____________又可以____________________。1.2滑轮组省力情况判定绳子段数的查法：看与_____________相连绳子的段数（即查___不查___）。省力情况判定：⑴___________重及_____重由几段绳子承担，提起它们所用的力就是它们总重的_____________。⑵动力F与总重G总（包括___________重及_____重之和）的关系式：_____________。⑶绳子自由端移动距离s和物体升高距离h的关系式：_____________。1.3滑轮组绕线方法:滑轮组绕线：奇______偶_______找起点。1.4滑轮组水平使用:动力F与物体所受摩擦力f的关系式：_____________1.5如图所示为三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1＝________；F2＝________；F3＝________。(不计动滑轮重、绳重和摩擦)1.6用如图所示的滑轮组匀速提升600 N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是()A．小于200NB．等于200NC．大于200ND．大于300N1.7如图，四个滑轮组上用相同的拉力F把重物匀速提起，不计动滑轮所受的重力和绳子与轮之间的摩擦，物重最大的是()1.8借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，以下装置(如图所示)最省力的是()★1.9体重为590N的某人用如图所示的滑轮组将自己匀速提起2m，动滑轮重为10N，若不考虑吊篮和绳重及摩擦，那么他所用的拉力和绳端下降的距离分别是()A．300N、2mB．200N、6mC．295N、2mD．305N、6m1.10一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组提升重物，已知物重l000N，而绳子最多只能承受400N的拉力．请你在图中画出符合要求的绳子绕法．1.10题图1.11题图1.12题图1.11已知动滑轮总重100N，物体重G=1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，请在图甲上画出滑轮组的绕线方法．根据你的绕法，绳子自由端的实际拉力为多少?1.12要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。 1.13如图所示，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体与桌面的摩擦力40N，匀速拉动物体时，水平拉力F应为(绳重、滑轮重、绳与滑轮间的摩擦均不计)()A．200NB．20NC．140ND．40N1.14同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则()1.15工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。其中最省力的方案是()★1.16如图所示，用10N的力拉着重120N的物体在地面上匀速滑动，则物体与地面的摩擦力为()A．10NB．20NC．30ND．40N★1.17如图所示，F=10N，以3m／s的速度匀速拉动物体A．若不计绳与滑轮间的摩擦及滑轮重，求物体A所受摩擦力的大小及其移动的速度．第三节 机械效率一、知识点1、知道是有用功、额外功和总功。2、能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于１的。能利用机械效率的公式进行简单计算。3、会测量机械效率二、检测题1.1有用功：为了达到某一目的所_____________的功，一般用字母________表示。额外功：人们使用机械完成有用功时，并非我们________但又________________的功，一般用字母________表示。总功：________和_________的总和，一般用字母________表示。1.2当你用桶从井中提水时，你对桶所做的功是________；如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带一些水，这时你对桶所做的功是________ ．(以上两空均填“总功”“有用功”或“额外功”)1.3做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼．此过程中，关于做功的说法正确的是()A．对桶做的功是有用功B．对水做的功是有用功C．对水做的功是额外功D．克服自身重力做的功是总功1.4要把重100N的沙子从一楼运上三楼，现有如图所示的三种方法，根据图中给出的数据，试计算出三种方法所做的有用功是________J，其中做额外功最多的是________J．1.5如图所示斜面长3m，高为1m．工人用400N的力沿斜面方向将重为840N的箱子推到车上．下列说法正确的是()A．所做的有用功为400JB．所做的总功为840JC．所做的额外功为360JD．以上说法都不对2.1机械效率：定义：________和________的比值。公式：_____________。规律：⑴由于机械效率是一个________，所以没有________。⑵因为有用功总________总功，所以机械效率总________。2.2一台起重机将重3600N的货物提高4m，如果额外功是9600J，则该起重机做的有用功是________J，机械效率是________．2.3如图所示的斜面高lm，斜面长为2m，现将物体匀速直线从斜面的底端拉到顶端，已知物体与斜面间的摩擦力大小为l0N，物体重l00N，则将物体拉上斜面后()A．有用功为20J，额外功为100J，总功为l20JB．有用功为100J，额外功为20J，总功为l20JC．有用功为200J，额外功为20J，总功为220JD．有用功为100J，额外功为10J，总功为llOJ2.4如图所示，用一个动滑轮把96N的物体A提升2m，所用的拉力F为60N，则拉力F所做的有用功和动滑轮的机械效率分别是()A．192J20％B．120J20％C．192J80％D．120J80％2.5如图所示在水平桌面上放一个重300N的物体．物体与桌面的摩擦力为60N，水平拉力F=50N，物体匀速向左移动2m时，该滑轮组的机械效率为________．2.6如图所示，用滑轮组把重为80N的物体匀速提起．(1)在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，拉力F的大小是________N； (2)若实际的拉力为50N，匀速将物体提高4m，则拉力所做的功是________J，滑轮组的机械效率是________．★2.7某建筑工地上，工人用如图所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，若已知动滑轮此时的机械效率为90％．请计算：(1)工人提升重物所做的有用功是多少?(2)工人提升重物所做的总功是多少?3.1机械效率推导公式∵_____________＝_____________＝_____________。∴3.2下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。动滑轮重G动／N物重G／N钩码上升高度h／m动力F／N动力作用点移距离s／m滑轮组的机械效率10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.3(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)将表格中的数据补充完整。(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_________和_________有关。(4)第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为_________W。3.3小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：(1)分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是_________；②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；③滑轮组的机械效率与____________________________________无关．(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变__________________；②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_________(选填“相同”或“不相同”)，理由是：__________________________   4题图          5题图          6题图 4.建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m．所用的手拉力为300N．则该工人所做的有用功为________J，总功为________J，该滑轮组的机械效率是________．若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．5.工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80％，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是________N，动滑轮重________N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．★6.动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为η，不计绳重和摩擦．则工人所用的拉力为() 第十二章 简单机械 单元测试一、选择题1．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是（）A．省距离B．省力C．费力，但省时间D．以上说法都不对2．用剪刀剪东西时，如果用剪刀的尖部去剪就不易剪断，而改用剪刀中部去剪就容易些，这是因为（）A．增大了动力B．减小了阻力C．减小了阻力臂D．增大了动力臂3.测某机器的机械效率时，有如下4个记录结果，其中肯定错误的是（）。A.99℅B.120℅C.60℅D.80℅4.关于机械效率的下列说法中，正确的是（）A.利用机械越省力，机械效率越高B.机械做功越快，机械效率越高C.有用功相同，总功越大的机械效率越高D.额外功相同，有用功越大的机械效率越高5．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功（）A．杠杆最多B．动滑轮最多C．滑轮组最多D．一样多6.如图12-19所示为自行车的脚踏板和大齿轮在运动中的三个不同位置。如要使大齿轮对链条的拉力保持不变，那么人脚加在脚踏板上的力最大时在（）（A）A位置（B）B位置（C）C位置（D）三个位置一样7．某人用力抬起放在水平地面上的一匀质杠杆的A端，F始终与直杆垂直，如图所示，则在抬起直杆的过程中（）A．F逐渐变大B．F逐渐变小C．F保持不变D．无法确定8．如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重GA的物体，B端挂重GB的物体时，杠杆处于平衡状态，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重不计，则（）A．GA=GBB．GA＜GBC．GA＞GBD．无法判定9．有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O点，将它悬挂起来，恰好处于水平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（） A．粗细两端一样重B．粗端较重C．细端较重D．无法判定10．在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（）二、填空题11．杠杆的平衡条件是___________，如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的_______倍．12．重200N的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是_____N，如果使用动滑轮将它提起，所用拉力是_____N．13．如右图所示，物体重G=500N，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2m，则物体向上移动________m。（不计摩擦、不计滑轮重）14．如图所示，物体G重60N，挂在匀质杠杆的一端，要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为_的_N的力；也可以在B点加一个方向为_的_N的力。15．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为N。三、实验探究题16.作图题（1）．画出下列图中的动力臂L1和阻力臂L2。 （2）．按下图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。17.学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点．(1)小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持________状态，并依据_______条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面______向上拉木块，收集到下表中的实验数据：①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时______(选选填“能”或“不能”)省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越______(选填“省力”或“费力”)；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向_______(选填“左”或“右”)移；斜面倾斜程度木块重力G/N斜面高度h/m斜面长S/m沿斜面拉力F/N较缓50.212较陡50.312.6最陡50.413.2③请举出应用斜面的一种实例：________________________（写出一种即可）18.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() 1、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。四、综合应用题19．利用图9—12的滑轮组来拉动汽车，已知汽车与地面间的摩擦力是4．08×103N，将汽车移动1m，拉力做的总功是4800J，试求此时滑轮组的机械效率．图9—1220.如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦．求：(1)木箱匀速上升的速度；(2)工人师傅做的有用功；(3)动滑轮的重力．