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1、初中物理简单机械与功简单机械-杠杆n杠杆的定义：n在力的作用下绕固定点转动的硬棒n五要素：n支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂n平衡条件：n当杠杆平衡时，动力动力臂=阻力阻力臂n应用：n省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆 简单机械-杠杆n杠杆形状不一定都是直的。n1.力臂：从支点到力的作用线的距离。n先画力的作用线：过力作用点沿力方向引的直线。n再画力臂：过支点到力作用线的距离。n正确画好力臂是学习杠杆的基础。n力臂有时在杠杆上，有时在杠杆自身外。n力臂直接影响杠杆作用效果。n力臂可能是0，力臂为0，说明这个力不能使杠杆转动。简单机械-杠杆n 2.杠杆平衡条件：n平衡是说杠杆在力作用下，处于静止不动或
2、匀速转动。n 作用在杠杆上的动力和阻力之比与其力臂成反比。简单机械-杠杆n 3.杠杆的重新平衡n已平衡的杠杆，由于条件发生变化，重新使它平衡，称杠杆再平衡。n（1）增减动力臂和阻力臂：已平衡的杠杆、动力臂和阻力臂各自增减几倍时，杠杆可仍能平衡，若动力臂和阻力臂增减相同的大小，一般杠杆不能再平衡。n（2）增减动力和阻力：已平衡的杠杆、动力、阻力各自增减几倍时，杠杆仍能平衡，若动力、阻力增减相同大小，杠杆一般不再平衡。n（3）移动支点：支点移动后，杠杆仍能满足平衡条件，才能平衡。简单机械n（4）由浮力影响：杠杆两端各挂A、B两实心金属块，处于平衡状态，当把A、B两物同时浸没液体中时，杠杆是否还平衡
3、？n如果A、B两物是同种物质，同时浸没同种液体时，杠杆能平衡。简单机械-滑轮n滑轮n定滑轮：n实质：可看成一个等臂杠杆n作用：使用时可以改变用力的方向n动滑轮：n实质：可看成一个省力杠杆n作用：使用时可以省一半里、力简单机械-滑轮n滑轮n定滑轮性质：n不省力，改变力的方向。实质：等臂杠杆n动滑轮性质：n省力一半，不改变力方向。变质：动力臂=2 阻力臂n滑轮组性质：n即可改变力大小，又改变力方向。n滑轮组省力情况：n几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。简单机械-滑轮n注：注：n一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不
4、算此绳数。n设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距n离确定绕滑轮组的绳子股数n再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。简单机械-滑轮n动滑轮个数：功n机械功的定义：n一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离n做功的两个必要因素：n作用在物体上的力；物体在力的方向通过的距离n计算公式：nW=Fsn单位：n焦（J）功率n功率的物理意义：n表示做功的快慢n定义：n单位时间内所做的功n计算公式：nP=W/tn单位：n瓦（W）机械能n机械能：动能、重力势能n动能定义：物体由于运动而具有的能量n动能的决定因素：物体的质量，物体的速度n重力势能定义：物体处于某一高度时
5、所具有的势能n势能的决定因素：物体的质量，物体所处的高度n动能与重力势能的相互转化简单机械n例1 直径100厘米，质量40千克的均匀圆柱体放在水平地面上，靠在10厘米高的台阶边，如图，为使它滚上台阶，那么在圆柱体边缘上哪点，沿什么方向施力时才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面？在图上画出这个力并求出力的大小。简单机械n分析：分析：根据杠杆平衡条件，施加的力最小时，其力臂应最长，即AB最长，要使圆柱体滚过台阶，以A为轴，重力G的力臂为AC，F的力臂为AB。简单机械n例2 如图杠杆在水平位置平衡，浸没水中的铁球质量为7千克，加在A端的压力 ，求该铁球是空心、实心？（）简单机械n分析：分析：此题是杠杆
6、与浮力综合题，比较球空心、实心方法多种，可采用密度知识解决。简单机械n例3 一根绳子只能承受200牛的力，现用滑轮组提升1180牛的重物和动滑轮，应怎样装配滑轮组（不计摩擦、绳重）？简单机械n例3 一根绳子只能承受200牛的力，现用滑轮组提升1180牛的重物和动滑轮，应怎样装配滑轮组（不计摩擦、绳重）？n分析：分析：先算吊起滑轮组绳子股数，n需6段绳子承担重物，每个动滑轮用2股绳承担，至少要3个动滑轮，若拉力方向向下，需安3个定滑轮，若拉力方向向上，只需两个定滑轮。练习n1在图中的四种情境中，人对物体做功的是（）nD练习n2如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受
7、到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F做的功 ()nA50J B25J C100J D200J nB练习n3下列说法中，最接近实际情况的是 ()nA成年人走两步的距离大约是1.5m nB家用白炽灯功率约为1000WnC一名中学生体重约为50N nD物理课本质量是16kgnA练习n4图3中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是()nD练习n5如图4所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重GB的物体，杠杆处于平衡状态，AO=BO，杠杆自身重力不计，则 ()nAGA=GB BGAGB D无法判断nB练习n6初二物理兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比
8、一比谁上楼功率大”的比赛其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（）nA3W B30W C300W3000 WnC练习n7如图5所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆 （）n A仍能平衡 nB不能平衡，A端上升nC不能平衡，B端上升nD无法判断nC练习n8如图6为脚踩式垃圾桶的示意图，在开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A，B，C，在起作用，对两个杠杆的认识正确的是 （）nAABC和ABC都是省力杠杆 nBABC和ABC都是费力杠杆nCABC是省力杠杆，ABC是费力杠杆nDAB
9、C是费力杠杆，ABC是省力杠杆nC练习n9小明同学用40N的水平推力沿水平地面推重为200N的小车，匀速前进了5m，所用时间为20s，在这个过程中 （）nA重力做功1000J B推力做功200JnC小车所受合力为160N D小明做功功率为50WnB练习n10学生在做模拟“蹦极”的小实验，如图7所示，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点在小石块从b点到c点运动的过程中，以下说法正确的是 （）nA小石块动能一直在增加 nB.小石块减少的重力势能全部转化为动能nC小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能n
10、D小石块到达c点时，动能为零nD练习n11 2003年10月16日，“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天”梦当飞船减速着陆时，航天英雄”杨利伟的 （）nA动能增加，重力势能减少 nB动能减少，重力势能减少nC动能减少，重力势能不变 nD动能不变，重力势能减少nB练习n12下面事例中，由重力势能转化成动能的是nA风吹动风车转动 nB拉弯的弓把箭射出去nC拧紧的发条带动钟表指针转动 nD秋千从高处向低处摆动nD练习n13如图8所示把一个金属管固定在桌子上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，此时设酒精的内能为E1，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，塞子会飞出去，设塞子飞出时动能
11、为E，塞子飞出前瞬间酒精内能为E2，在人拉绳子的过程中，人对绳做功为W，则 （）n AE=E2 BW=E C W E2-E1 DE=E1nC练习n14当物体受到一对平衡力作用时，它的 ()nA重力势能可能减小 B重力势能可能增加nC动能可能增大 D动能和重力势能都不变nAB练习n15.如图9所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为_若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米，当拉绳子的速度为_ms时，拉力的功率为54W(取g=10Nkg，绳重与摩擦不计)n90%94 练习n16小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆
12、的另一端把320N的重物提高了05m，他做的有用功是_J，总功是_J，杠杆的机械效率是_n160 200 80%练习n17有甲、乙、丙三个物体在做不同的运动：甲在空中下落(不计空气阻力)，乙沿斜面匀速下滑，丙在水平面上做曲线运动且速度大小保持不变，那么在这三个物体中，机械能总量不变的是_，动能不变而势能减少的是_。n甲、丙；乙练习n18自行车下坡时，不蹬踏板速度也会越来越快，在此过程中，自行车的动能逐渐_，自行车的重力势能逐渐_n增大 减小练习n19.用滑轮组拉出陷人泥中的汽车在图11中画出最省力的绳子绕法练习n20.画出图12中杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂练习n21画出使杠杆AB在
13、图13所示位置静止时，所用最小力F的作用点和方向练习n22如图14所示，重200 N的均匀木板AB在细绳拉力作用下保持静止请你根据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示，以及拉力的力臂练习n23在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个完全相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图10所示，在此实验中，我们是通过观察_来比较重力势能的大小；若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_ hB，若A、C两铁块下落的高度相同时，则两铁块质量关系mA_ mB,实验得出的结论是：物体重力势能大小与_有关n木桩进入沙坑的深度 小于 小于 质量和高度练习n24如图15为农
14、用扬场机的示意图谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带曰的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成l、2、3三堆，达到分离的目的其中1是_，2是_从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为_n糠皮 谷粒 它们具有相同的速度，碎石的质量最大，动能最大，所以克服阻力运动的距离最远练习n25兰兰和芳芳运用如图16所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：n猜想l：可能与匀速提升的速度大小有关；n猜想2：
15、可能与被提升的钩码重力有关；n猜想3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关；n猜想4：可能与钩码被提升的高度有关n兰兰和芳芳分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表n兰兰的实验记录：练习n兰兰的实验记录：芳芳的实验记录：练习n(1)请帮助芳芳完成表中的一项计算；n(2)请根据她们的实验记录，分别在表中写出探究结果；n(3)归纳她们的实验探究，你所得的结论是：_n(1)833%n(2)滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，被提升物体的重力越大，机械效率越高 n(3)滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关，与被提升物体的重力有关，被提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高练习n
16、26如图17所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体，10S内绳子的自由端拉下16m，已知做的额外功是800J，若绳重和摩擦不计，试求：(1)绳自由端拉力的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)动滑轮的总重；(4)若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力为多少N?n480W 83.3%200N 350N练习n27在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N的物体，他站在地面上用200N、的力往下拉绳，使物体匀速上升3m，滑轮组工作时的效率为75(1)求滑轮组提升重物所做的有用功和该工人的拉力所做的总功；(2)求该滑轮组中吊起动滑轮的绳子股数n，并画出这个滑轮组的示意图n1800J 2400J 4
17、股测试n1.如图61所示，慢慢地把一根电线杆竖起，如力的方向总是与电线杆垂直，那么在电线杆竖立的过程中，力的大小将 。（填“变大”、“变小”、“不变”）n变小测试n2.如图62所示杠杆，重力不计，O为支点，。当在A点悬挂一重为5N的物体，绳子的拉力 时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力F的力臂L2，力臂L2为 m。n 0.5测试n3.如图63，轻棒OA可绕O点转动，OA长1.8m，在杠杆上距O点0.6m处的B点用绳挂一个重120N的物体G，若要使OA在如图所示位置平衡，则在A点应施加最小力为 N，试在图中由所给条件作出该力的图示。n 20测试n4.在“研究杠杆平衡条件”的实验中，首先要调节杠
18、杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡。某同学在已调节好的杠杆两端分别挂上钩码（每个钩码的质量相等）后，杠杆恰好在如图64所示位置平衡。如将两侧的钩码同时向支点移动一格，则松手后杠杆 端将向下倾斜。n水平；右测试n5.如图65所示，某人用一根轻质木棒挑一重为120N的物体站在水平地面上，木棒AB保持水平，棒长，重物悬挂处离肩膀距离，则人的肩膀对木棒的支持力为 N。若肩膀与B端的距离变小，则肩膀的支持力将 （填“变大”、“变小”或“不变”。）n360；变小测试n6.如图66，滑轮重及摩擦不计，提升的重物重均为G，则F1=，F2=，F3=，F4=。测试n7.如图67所示，物体A重100N，A与水平面
19、间的滑动摩擦力为30N，不计滑轮与绳子之间摩擦。若用该滑轮组使A沿水平方向匀速运动，则拉力F为 N。n10测试n8.图68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（）nA.三个杠杆都是省力杠杆nB.三个杠杆都是费力杠杆nC.ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆nD.ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆nC测试n9.一个杠杆已处于平衡状态，如果在这个杠杆上再加上一个作用力，则（）nA.杠杆仍可能平衡，只要这力加在阻力一边nB.杠杆仍可能平衡，只要这力加在动力作用点与阻力作用点中间nC.杠杆不可能平衡，因为多了一个力nD.杠杆
20、仍可能平衡，只要这力作用线通过支点nD测试n10.如图69所示，杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平静止状态，杠杆的自重不计，O为杠杆的支点，FB的方向与OA垂直，则下列关系式中一定正确的是（）nD测试n11.一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点挂一重物G，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F，如图610所示，力F使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力F和它的力臂LF、重力G和它的力臂LG的变化情况是（）nA.F增大，LF减小nB.F减小，LF增大nC.G不变，LG变小nD.G不变，LG增大nAD测试n12.杠杆在F1和F2的作用下处于平衡状态，已知，F1作用在杠杆的右端，F2
21、作用在杠杆的左端，若F1和F2的大小和方向都不变，将它们的作用点同时远离支点相同的距离，那么（）n A.杠杆的左端向下斜B.杠杆的右端向下斜n C.杠杆仍保持平衡D.条件不足，无法判断nA测试n13.如图611所示，杠杆上分别站着大人和小孩（），且在水平位置平衡，杠杆自重不计。如果两人同时以大小相等的速度向支点移动，则杠杆将（）nA.仍能平衡nB.不能平衡，大人那端下沉nC.不能平衡，小孩那端下沉nD.条件不够，无法判断nC测试n14.下列说法正确的是（）nA.使用定滑轮可以改变力的方向，也可以省力nB.使用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，不考虑动滑轮的质量和滑轮的摩擦阻力，最多可以省一半的
22、力nC.使用两个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组，不考虑动滑轮的质量和滑轮的摩擦阻力，最少可以省3/4的力nD.省力杠杆必定费距离nCD测试n15.图612中所示的需要施加的哪个力最小（）nA.滑轮组（1）nB.滑轮组（2）nC.滑轮组（3）nD.滑轮组（4）nC测试n16.用图613所示的装置先后匀速提升同一物体G，若不考虑滑轮重力及摩擦，则作用于绳子自由端的拉力F1、F2和F3的大小是（）nA.F1较大nB.F2较大nC.F3较大nD.F1=F2=F3nA测试n17.桌子上放着一根均匀的米尺和一个质量为100g的砝码，不用其他工具，你能否近似地测出这根尺的质量？n以桌角为支点，如图可测出米尺质
23、量。测试n18.通过实验研究杠杆平衡条件得出结论后，一同学又设计了一套装置来验证杠杆平衡条件（见图614），所用的钩码每一只质量都是50g。n（1）安装杠杆之初，如果右端偏低，可将其右端可调节的螺母向 旋动，使杠杆变为水平。n（2）按图示装置实验，杠杆水平后要读取数据验证杠杆平衡条件，还缺少一件器材，这件器材是 。n（3）再在杠杆左端的钩码下增加一只钩码，如果杠杆所受的拉力的作用点不变，弹簧秤读数也不变，要将杠杆再次调节到水平，必须将弹簧秤的下端向 方向移动。n（1）左 （2）刻度尺 （3）右测试n19.要求用一个最小的力F，使图615中的杠杆处于平衡状态，请画出这个力的示意图，并标明它的力臂。测试n20.在图616中，按照题目要求，画出滑轮组绳子的绕法（滑轮的重力、摩擦不计）。测试n21.如图17，一均匀木板重300N，长6m，A端着地，它可绕通过O的水平轴转动，OA=4m，一个重200N的小孩从A端沿木板向B端走去，求当小孩离木板B端多远时，地面对A端支持力恰好为零？n提示：小孩走过O点，才有可能木板对地压力为0，求得小孩走到离B端1.5m处。测试n22.如图618OA为一直棒，每米长受重力30N，O是转动轴，重物G质量为150千克挂于B处，OB=1m，拉力F加在A且方向竖直向上g取，为保持直棒平衡，论证当棒长10米时拉力最小且等于300牛。