初三《简单机械内能》总4讲.docx
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初三《简单机械内能》总4讲
杠杆
一、学习目标
1．认识杠杆和有关杠杆的几个概念。
2．能从常见工具和简单机器中识别出杠杆，学习绘制杠杆的示意图。
3．经理探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆的平衡条件及其杠杆的应用。
二、知识清单
（一）、杠杆
1、一根硬棒，，这根硬棒就叫杠杆。
2、杠杆的五要素：
3、杠杆的平衡条件是或写作。
4、完成下表。
杠杆类型
力臂关系
平衡时力的关系
优缺点
生活应用
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
（二）、杠杆的平衡条件
在做“研究杠枰平衡条件”的实验时：
①把杠杆的中点支在支架上，在挂钩码前必须先调节_________，使杠杆处于__________.
②如图所示分别是两次实验图示.请根据图示设计实验.
（杠杆每格长2cm，钩码每个重1N）
③以上实验得出的结果是：
________________________
三、例题
1、下列属于省力杠杆的是（）
A、夹酒精棉球的镊子B、吊车上的起重臂
C、拔铁钉的羊角锤D、往锅炉里送煤的铁锹
2、杠杆平衡时,下列说法正确的是（）
A.、动力一定等于阻力B、动力臂一定等于阻力臂
C、动力臂是阻力臂的几倍,动力一定是阻力的几倍.D、动力可能大于阻力
3、下列事例中，利用了杠杆工作的是（）
A、在湖水中用浆划水B、用弹簧测力计测量物体的重力
C、用打气筒给自行车打气D、跳伞运动员利用降落伞从空中落下
4、一个原来水平静止的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍能处于静止状态，则此力可能是（）
A、竖直作用于动力点上B、竖直作用于阻力点上
C、竖直作用在支点上D、作用在杠杆的任一点,但力的作用线必须与杠杆垂直
5、杠杆左右两端分别挂有重物是40牛和50牛.此时杠杆平衡,若使两端物体都减少10牛.则（）
A、左端下沉B、右端下沉
C、仍然平衡D、不能确定
6、一根长为L,重为G的粗细均匀木棒,当支点在中点时刚好平衡.如果把左端锯下全长的,并叠放到左端剩余部分上面,则杠杆将为（）
A、仍能平衡B、不能平衡,左端下沉C、不能平衡,右端下沉D、无法判断
7、画出下列杠杆受力的力臂
8、用杠杆去撬动一块石头，如果杠杆的动力臂长2米，阻力臂长40厘米，那么只要用牛顿的力就能撬起重500牛顿的一块石头。
9、使用杠杆要省力，应当用动力臂______阻力臂的杠杆；如果使用的是费力杠杆，应使动力臂_______阻力臂，使用此类杠杆可以________；天平是________杠杆；不论哪类杠杆都不能既_________又_________。
10、一条扁担长1.2米，左端担100牛顿的重物右端担50牛顿的重物，那么肩头应担在距离左端厘米处才能使它平衡。
11、用杆秤去称物体，如果在秤盘的下面贴上了一块小铁钉，则称出来的物体比实际物体质量（填大或小）
12、如图所示，为了使车轮越过障碍物，在沿轮胎的边缘和方向不同的作用力，如图，最省力的作用在点。
13、有一根重力为G的均匀粗细的木棒放在水平地面上,稍抬起一端,所需的力为______。
14、把重为2牛和12牛的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两力臂长度之比为______，若在2牛的物体上再加上2牛的重物,要使杠杆平衡,则在12牛的重物上加_______牛的重物。
四、课堂练习
1、在一根杠杆的两端分别挂重力为40N和70N的物体，若杠杆平衡，这两个力的力臂之比为_______________。
2、一根1米的杠杆，在它的左端挂10千克的物体，右端挂40千克的物体时，杠杆处于平衡状态，则支点位于离左端_______厘米的地方。
如果在它的两端各增加5千克的物体，要使杠杆恢复平衡，支点应向______端移动______厘米。
3、如图所示，当支架上刻度相等的杠杆处于静止状态时，弹簧秤的示数为30牛，则每个钩码的质量是________。
若把弹簧秤移至D处竖直向上拉杠杆，使杠杆平衡，此时弹簧秤的示数为________牛。
4、人的肱二头肌收缩使人曲臂时的情况如图所示，人的前臂是一个______力的杠杆，这种结构给人带来的好处是_____。
5、在图形中，画出下列杠杆受力的力臂。
滑轮
一、基础知识
1、定滑轮：
①定义：
中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：
定滑轮的实质是：
相当于等臂杠杆
③特点：
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④说明：
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S（或速度vF）=重物移动的距离h（或速度vG）
关系：
F=GS=hvF=vG
2、动滑轮：
①定义：
轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
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。
说明：
理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F=1/2G；s=2h
若只忽略轮轴间的摩擦则：
拉力F=1/2（G物+G动）；s=2h
关系：
F=1/2（G物+G动）S=2hvF=2vG
3、滑轮组
①定义：
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
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=1/nG；s=nh
只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）；s=nh
说明：
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。
关系：
F=1/n（G物+G动）S=nhvF=nvG
机械效率巩固
公式：
功和功率滑轮组
①
①
②
②
③
④
⑤
⑥
※
的比较
（1）滑轮组：
①G物相同，G动越大，
越小
②G动相同，G物越大，
越大注意：
的大小与绳子的绕法没有关系
（2）斜面：
①越陡，
越大
②与物体斜面之间接触面大小无关
③斜面越光滑，
越大
④机械效率与物体重量无关
三、经典例题
1、如图所示，在拉力F作用下，重60N的物体A竖直向上做匀速直线运动，速度大小为0.4m/s，则拉力F的大小为________N．在5s内绳子的自由端移动________m．
2、如图，物重G=200N，则A处承受的拉力是▁▁▁▁N，
B处承受的拉力是▁▁▁▁N，拉力F是▁▁▁▁N。
（不计滑轮重和摩擦）
上图中，若滑轮重20N，则拉力F是▁▁▁▁N，
物体上移2米，绳子自由端上移▁▁▁▁米。
（摩擦不计）
3、如图，物重G=200N，则A处承受的拉力是▁▁▁▁N，
B处承受的拉力是▁▁▁▁N，拉力F是▁▁▁▁N。
（不计滑轮重和摩擦）
上图中，若滑轮重20N，则拉力F是▁▁▁▁N，
物体上移2米，绳子自由端上移▁▁▁▁米。
（摩擦不计）
4、定滑轮的实质是一个________杠杆，使用定滑轮可以________，但不可以________．
动滑轮的实质是一个________杠杆，使用动滑轮可以________，但不可以________．
5、如图所示，物重300N，则P钩承受的拉力是________N，
Q钩承受的拉力是________N，拉力F是________N．
（不计摩擦和滑轮重量）
6、在图9-4所示的两个滑轮中，A是________滑轮，B是________滑轮，
它们组合在一起构成一个________，使用它可以________，还可以________．
7、如图所示，用滑轮组以10N的拉力匀速提起重为
的物体，忽略滑轮重和摩擦，物体重力
＝________N，
＝________N，
＝________N．
若匀速把重物提起0.5m，则
作用的距离分别是：
＝________m，
＝________m，
＝________m．
课堂练习
1.如图所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是（ ）
2.如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。
不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
A.G1B.G2C.G3D.G4
3.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。
则（ ）
A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F3
4.如图所示，若每个滑轮重均为1N，在绳的自由端用力将重25N的物体匀速提起，不计摩擦，则拉力F=________N。
5.使用图所示的滑轮，将重200N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120N，则拉力F=________N。
（绳子、滑轮重及摩擦不计）
6.如果物体和动滑轮的总重是90N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。
（不计摩擦）
7.如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。
已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。
则：
（1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（2）动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（3）当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲=_______m，s乙=_______m，s丙=________m。
（4）如果物体被提升的速度都是0.2m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：
v甲=________m/s，v乙=________m/s，v丙=________m/s。
8.如图所示，若加在绳的自由端的拉力F=G/3，试画出绳子的绕法。
9.如图所示，当水平拉力F为20N时，刚好使放在水平地面上
的200N的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。
机械效率
一.教学目标:
1.了解什么是有用功,额外功和总功;
2.理解什么是机械效率;
3.通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟定简单的科学探究计划和实验方案.
二.知识清单:
（1）我们所需要的,对我们＿＿＿功叫有用功,对于＿＿＿负担而不得不做的功叫额外功.有用功和额外功之和是＿＿＿
（2）把＿＿＿与＿＿＿之比叫机械效率,用希腊字母＿＿＿表示.机械效率通常是百分数,由于使用机械效率总会不得不做一些额外功,所以机械效率必然＿＿＿小于100﹪
（3）在探究斜面的机械效率的试验中,依据的物理原理是＿＿＿,需要测量的物理量有＿＿＿,＿＿＿,＿＿＿,＿＿＿,使用的主要测量工具是＿＿＿,＿＿＿,试验中须＿＿＿拉动弹簧测力计.斜面倾斜程度越小,所需的拉力＿＿＿（填“越大”“越小”或“不变”）
三.例题精讲
1.一台机器将800N的重物匀速提升了0.5m，该机器的效率为80%，所做的有用功为（ ）
A．1000JB．800JC．400JD．200J
2.关于机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．做的功越多，机械效率一定大B．功率越大，机械效率也越大
C．实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高
D．无论采取何种手段，使用简单机械时机械效率不会达到100%
3.一台起重机将重6000N的建筑材料提升10米高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？
机械效率是多少？
4.如图所示：
用40牛的拉力，使物体A匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：
（1）物体A和动滑轮重各是多少牛？
（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率可提高到多少？
．
四.课堂练习
1.用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240J，若滑轮的机械效率是60%，则做的有用功为（ ）
A.600JB．400JC．360JD．160J
2.如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）拉力所做的总功W总；（3）该滑轮组的机械效率η．
3.如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法正确的是（）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．木块与斜面间的摩擦对斜面的机械效率没有影响
D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
4.关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）
A.做功越多，机械效率一定越高
B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高
D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
5.使用动滑轮提升重物，能提高机械效率的做法是：
（）
A．增加提升高度B．增加滑轮的重量
C．提起更重的物体D．三种说法都对
6.要想提高机械效率，应该设法（）
A.增加有用功B．减小总功
C．减小额外功D．无法提高
7.动滑轮将250N的重物匀速提高2m．所用的拉力是150N，则在此过程中拉力做的有用功和总功分别是（）
A.500J600JB．500J300JC．300J500JD．600J500J
8.如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法错误的是（ ）
A.用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．木块在匀上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力
D．斜面的倾斜程度越小，沿斜面所用的拉力越小
9.如图所示的甲、乙两个滑轮组，每个滑轮的重力相同，用它们分别匀速吊起重都为G的物体，忽略摩擦及绳重，则拉力之比F甲：
F乙=2：
32：
3；滑轮组甲的机械效率等于等于（填“大于”、“小于”或“等于”）滑轮组乙的机械效率．
10.要把沙子运上三楼，小慧采用了图中的第一种方法，1min完成了任务．若不计摩擦，试求：
（1）小慧的功率；
（2）小慧运沙子时的机械效率；
（3）哪种方法的机械效率最大，为什么？
11、下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。
（1）请在图15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。
12、小兰在探究斜面的机械效率时，在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块，
（如图所示）并设计表格记录实验数据如下：
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上
升高度
h/m
沿斜面
拉力
F/N
物体移
动距离
S/m
有用功
Ｗ有/J
总功
W总/J
机械
效率
机械
效率
平均值
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.20
0.50
1.25
（1）如图所示第三次实验弹簧测力计的示数为 N，机械效率约为 （精确到百分位）。
（2）小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是：
。
13、在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组分别做了三次实验，
如图所示。
实验数据记录如下：
（1）编号①处数据应为 ，编号②数据应为
（2）分析以上实验数据可以得出如下结论：
同一滑轮组的机械效率主要与 有关。
五、能力提升
1．如图所示，质量不计的一块长木板AB可绕O点无摩擦转动，且OA=1m，OB=3m．在A端挂一个配重P，体重为400N的小涛站在B点时，P对地面的压力为300N，当小涛走到距O点 _________ m处时，P对地面的压力刚好为860N．
4．如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，细绳AC沿竖直方向并系于正方体上表面的中央．若上移玻璃杯使小球没入水中，杠杆AB仍在水平位置平衡．在杠杆所处的前后两个状态中，正方体对水平地面的压强变化了400Pa．已知正方体的边长为10cm，小球的体积是2×10﹣4m3，则：
AO：
OB为 _________ ．
6．甲是一个长方体重物，它静止在水平地面上时，对地面的压强是6×104Pa；将它挂在如图所示的杠杆左端A点，一个人在杠杆的右端距O点20cm的B点，通过滑环对杠杆施加向下的拉力，使杠杆在水平位置静止时，甲对地面的压强减小了4×104Pa．若人不改变力的大小和方向，那么滑环从B点向右移动 _________ cm，甲对地面的压强刚好为零．
补充练习
1．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？
2．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．
（1）求此时动滑轮的机械效率；
（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？
3．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．
（1）求出绳子的股数n；
（2）算出有用功的大小和总功功率．
4．用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来．请画出这个滑轮组的装置图．
5．用图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．
6．如图用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：
（1）物体和动滑轮的重各是多少？
（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？
《简单机械》单元测试
一、选择题（本题包括12小题．每小题3分，共36分）
1．下图中，属于费力杠杆的是（）
2．在如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（）
3．如图所示，调节杠杆在水平位置上平衡后，在杠杆的a处挂上两个钩码，要使杠杆在水平位置重新平衡，则在杠杆b处应挂的钩码数是（杠杆每格等距，钩码规格相同）（）
A．1个B．2个C．3个D．4个
4．如图是滑轮的两种用法，以下说法正确的是（）
A．（a）是动滑轮，使用时不能省力B．（b）是动滑轮，使用时可以省力
C．（a）是定滑轮，使用时可以省力D．（b）是定滑轮，使用时不能省力
5．如图所示，利用动滑轮提升货物，动滑轮的重为20N，滑轮与轴间的摩擦及绳子重不计．第一次把重为100N的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为
1；第二次把重为200N的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为
2．则（）
A．
1＞
2B．
1＜
2C．
1＝
2D．无法确定
1和
2的关系
6．山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆沿着盘山公路向上行驶时可以（）
A．省力B．省功C．省时间D．省距离
7．不等臂直杠杆在动力和阻力作用下，处于平衡状态，下列办法不能使杠杆平衡是（）
A．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点
B．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C．使动力和阻力同时减小到原来的
D．使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍
8．一位同学沿教学大楼的楼梯匀速登高了3m，该同学登楼做的功最接近（）
A．15000JB．1500JC．150JD．15J
9．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）
A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高
10．如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以2m／s的速度匀速运动，此时弹簧测力计B的读数为8N，如果动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和摩擦均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功分别为（）
A．8N，32JB．16N，32JC．8N，64JD．16N，64
11．甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的（a）、（b）两个滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，则两滑轮组的效率
a和
b及甲、乙两人所用的力F甲和F乙的比分别是（不计摩擦及绳重）（）
A．2︰32︰3B．3︰23︰2C．1︰13︰2D．1︰l2︰3
12．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断正确的是（）
A．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2D．F1＜F2，W1＝W2，P1＞P2
二、填空题（每空1分，共22分）
13．钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图，它是一个________杠杆，其支点位于图中的______点．要使钓起鱼时省力一些，则钓鱼者两只手之间的距离应_________（增大／减小）一些．
14．如图所示，A装置是_______
（定／动）滑轮；若用30N的拉力将
旗帜匀速提升10m，则拉力所做的
功为_______J（不计摩擦）．
15．放在水平桌面上重G＝4N的木块，在F＝3N的水平拉力作用下，5s内运动了2m，
在这个过程中，重力G对物体做的功为______J，拉力F物体做的功为_____J，拉力F做功的功率为______W．
16．某同学分别用如图所示的（a）、（b）两种方法挑着同一个物体行走，
（a）图中肩受到的压力（b）图中受到的压力（选填：
大于、等于、小于）；
（a）图中手施加的动力______（b）图中手施加的动力．（选填：
大于、等于、小于）；
17．用如图所
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