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1、教材基础复习第十二章 简单机械简单机械杠杆杠杆五要素杠杆平衡条件分类滑轮定滑轮动滑轮滑轮组斜面 力，的距离机械效率定义表达式滑轮组机械效率的影响因素省 不省杠杆 杠杆五要素：、。杠杆平衡条件：。分类 省力杠杆:动力臂 助力臂 费力杠杆:动力臂 助力臂 动力杠杆:动力臂 助力臂支点 动力 阻力动力臂 阻力臂动力臂 动力=阻力臂 阻力=滑轮 定滑轮：不省力，不费，但是可以改变力的，实质是 杠杆 动滑轮：省，费距离，但是 改变力的方向，实质是 杠杆 滑轮组：既可以，也可以改变力的。距离方向 等臂力 不能省力省力方向机械效率 定义：功与 的比值 表达式：，滑轮组机械效率的影响因素：，。有用 总被提物体
2、的质量滑轮自重 滑轮与绳之间的摩擦必备知识精析(2020 北京）下列正在使用的四种工具中，属于费力杠杆的是（）。A.羊角锤 B.核桃夹 C.园艺剪 D.食品夹知识点一 功和功率的理解D必备知识精析 解析 羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。答案 D同步练一练1.图 1 甲是水果店给百香果配的多功能小勺子。把 A 点压在百香果上固定，B 处的“刺刀”刺进果壳，用力使勺子绕 A 点转动一周，“刺刀”就能把果壳切开（如图 1 乙所示）。关
3、于勺子的构造和使用的说法中，正确的是（）。A.勺子转动切果时可作省力杠杆用 B.勺柄表面有花纹是为了减小摩擦 C.“刺刀”很尖利是为了增大压力 D.勺子绕着果转动时运动状态不变 必备知识精析A 1.杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态，不一定是在水平位置静止。2.应用杠杆平衡条件解题的三步骤：依题意找出杠杆的五要素，支点、动力、阻力、动力臂、阻力 臂。明确题目给出的已知条件。根据平衡条件 F1L1二F2L2列式求解。必备知识精析知识点二 杠忏平衡条件的应用(2020 北部湾经济区）墨经最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。如图 2 所示，杆秤在水平位置平衡，下列
4、说法正确的是（）。A.“重”增大时，N 端上扬 B.“权”增大时，M 端上扬 C.“权”向右移时，N 端下沉 D.提纽向右移时，M 端上扬必备知识精析C 解析 杆秤实际是以提纽为支点的杠杆，利 用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的来积，N 端下沉，故 A 选项错误；“权”增大时，左侧力与力臂的来积大于右侧力与力臂的来积，M 端下沉，故 B 选项错误；“权”向右移时，左侧力与力臂的来积小于右侧力与力臂的来积，N 端下沉，故 C 选项正确；提纽向右移时，左侧力与力臂的来积大于右侧力与力臂的乘积，M 端下沉，故 D 选项错误。答案 C必备知识精析同步练
5、一练 2.(2020河池）如图 3 所示，轻质木杆 AC 可以绕 O 点转动，AB:OB=4:1,A 端挂着重为 300 N 的物体G，为了使木杆保持水平位置平衡，且物体 G 对水平地面的压力为 100N，需要在 B 点施加竖直向下的力的大小为（）。A.400N B.600N C.800N D.1 200N 必备知识精析B 1.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物体与动滑轮总重的几分之一，绳子自由端移动的距离就是物体升高高度的几倍。2.承担总重的“几段绳子”的确定：看直接与动滑轮接触的（包括拴在动滑轮杠的）总共有几段。必备知识精析知识点三 滑轮、滑轮组(2020乐山）如图 4 所示
6、，利用滑轮组在 4 s 内将一重为 9 N 的物体匀速向上提升了10 cm，拉力为 4 N，不计一切摩擦和绳重（g 取 10 N/kg）。下列说法中正确的是（）。A.动滑轮重为 5 N B.滑轮组的机械效率为 75%C.拉力所做的功为 0.4 J D.拉力的功率为 0.4 W必备知识精析C必备知识精析同步练一练 3.如图 5 所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（）。A.省力，不改变施力的方向 B.既省力，也改变施力的方向 C.不省力，改变施力的方向 D.既不省力，也不改变施力的方向必备知识精析A 4.(2020 贵港）如图 6 所示，在 3N 的拉力F 作用下，重为 20N的物体 A 以
7、0.2m/s的速度匀速移动了 0.4m，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力所做的功是 J，功率是 W。必备知识精析2.4 1.2(2020鄂州）如图 7 所示，图甲是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，图乙是上半部分杠杆的示意图。请在 A 点画出最小动力 F1 的示意图，在 B 点画出阻力 F2的示意图及其力臂 l2。必备知识精析知识点四 简单机械作图 解析 由杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接 OA 两点，OA 即为最长动力臂，当动力 F1 与动力臂垂直时，动力最小，据此可作出最小动力 F1；而阻力 F2 应垂直于核桃的接触面向上，然后
8、过 0 点作力 F2 的垂线，即阻力臂l2。答案 如图 8 所示。必备知识精析同步练一练 5.(2020 丹东）图 9 的 O 点是轻质杠杆 AOB 的支点，杠杆上的 C 点受到阻力 F2 的作用。若使杠杆在图中所示位置静止，请在杠杆上画出所要施加的最小动力 F1 的示意图，并画出动力臂 l1 和阻力臂 l2。必备知识精析 6.如图10所示，某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起，请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法。必备知识精析 有用功和总功在具体的实例中可以从这个角度区分：有用功就是不用任何机械，而直接对物体所做的功；总功就是使用了机械之后，动力所做的功。如用滑轮组提起货物
9、的过程，有用功就是不用滑轮组，直接提起物体所做的功，即 Gh；而用滑轮组拉绳子的自由端所做的功 Fs 就是总功。必备知识精析知识点五 滑轮组机械效率的相关计算必备知识精析必备知识精析同步练一练必备知识精析（1）若汽车运动的速度为 1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）必备知识精析（3）汽车的牵引力是多少？（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？必备知识精析 汽车运动的距离 s车=s 绳=3h=3 10 m=30 m，牵引力做功 W牵=F牵s车=3 500 N 30 m=1.05 105 J实验一 探究杠忏的平衡条件(2
10、020 广安）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、每个重为 0.5 N 的钩码若干个。（1）实验前将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是：和消除杠杆自重对实验的影响。（2）如图13甲所示，杠杆处于平衡状态。若从 杠杆的两侧同时减掉一个钩码，那么杠杆的（填“左”或“右”）端下沉。便于测量力量右（3）在图 13 乙中，将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向，如果要继续保持杠杆在水平方向静止，弹簧测力计的示数要（填“变大”“变小”或“不变”）。（4）如果忽略杠杆自重对实验的影响，则在图丙中要使杠杆在水平位置保持平衡
11、，弹簧测力计对杠杆的最小拉力为 N。变大1.2 解析 实验前要先调节杠杆在水平位直平衡，这是为使杠杆所受的重力通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响，实验中杠杆在水平位直平衡，便于测量力臂；根据题意，求出两边的力和力臂的乘积，若力与力臂乘积相等，杠杆仍平衡；若不相等，杠杆将向力和力臂来积大的那边倾斜。据此分析答题。（1）实验前将杠杆中点直于支架上，调节平衡 螺母使杠杆在水平位直静止的目的是便于测量力臂和消除杠杆自重对实验的影响。（2）设一个钩码的重为 G，一个格为 l，支点两侧同时各减掉一个钩码，支点左端力与力臂的乘积为 左端 力与力臂的来积小于右端力与力臂的来积，则杠杆右端将下沉。
12、（3）弹簧测力计斜拉时，阻力及阻力臂不变，拉力力臂变小，根据杠杆平衡条件可知拉力变大。（4）弹簧测力计若在杠杆上施加最小的力 F，使杠杆在水平位直平衡，该力在杠杆的最左侧，力的方向应该垂直杠杆向下，使动力臂最长，在阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力，根据杠杆的平衡条件可得 F lOl=4G 6l,解得 F=2.4G=2.4 0.5 N=l.2 N。答案(1）便于测量力臂(2）右(3）变大(4)1.2 1.(2020 广元）如图 14 所示是小王做“探究杠杆的平衡条件”实验的装置，每个钩码重为 0.5 N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为 05 N。同步练一练（1）将该装置置于水平桌面上，静
13、止时处于图甲所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向（填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直接测量。（2）图 14 乙中杠杆恰好处于水平平衡，若在 A 点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将 B 点的钩码向右移动 格。左力臂1（3）图 4 丙中杠杆每个小格长度均为 5 cm,I；在 C 点竖直悬挂 4 个重为 0.5 N 的钩码，当在 D 点用如图丙所示动力 F 拉杠杆时，为使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为 cm，动力 F 为 N。102实验二 测量滑轮组的机械效率(2020 遂宁）在“测量滑轮组机械效”的实验中，某组同学选择了如图 15 所示 的两
14、种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表所示。必备知识精析（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是（填“甲”或“乙”）滑轮组。必备知识精析甲（2）在第一次实验中，当 拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图 15 丙所示，拉力 F 为 N；该次实验骨轮组的机械效率是（计算结果精确到 0.1%）。必备知识精析竖直向上匀速0.4 41.7%（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志。结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是（填字母序号）。A.增加所提物重 B.减轻机械自重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 必备知识精析D 2.(2019 丹东）小明在做测量滑轮组的机
15、械效率的实验中，用同一滑轮组进行了 3 次实验，如图 16 所示，实验数据记录如下表。同步练一练（1）第 2 次实验中滑轮组的机械效率为（结果保留一位小数）。必备知识精析88.9%（2）如图 16 丙所示，第 3 次实验中弹簧测力计的示数为 N。（3）分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组。（4）在第 2 次实验时，如果拉力方向与竖直方向有夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会（填“变大”“变小”或“不变”）。必备知识精析2.2提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高变小1.(2020 河南）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（）。A.瓶盖起子 B.食品夹 C.起钉锤 D.核桃夹B2.下列各项为
16、切纸刀切纸的示意图，F1 为动力，F2 为阻力，其中正确的是（）。A.B.C.D.B3.下列四幅图中，力 F 的力臂画法错误的是（）。A.B.C.D.D4.(2020宜昌）如图 17 为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆。关于这个杠杆下列说法正确的是（）。A.手握的位置靠近把手末端时更费力 B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力 C.轮子的中心是杠杆的支点 D.图中拉力 F 大于重力 GC5.如图 18 所示，水平桌面上有一铁块，由绕过定滑轮的细绳与重 6 N 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（）。A.使用定滑轮是为了省力 B.铁块受到绳子的
17、拉力为 6 N C.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B6.下图是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦，其中最省力的是（）。.D7.如图 19 所示，每个滑轮受到的重力相等，不计绳重和摩擦，G1=60 N,G2=38 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力 F作用下静止。每个动滑轮受到的重力为（）。A.3 N B.6 N C.11 N D.22 NB8.如图 20 所示，用一个始终水平向右的力 F，把杠杆 OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力 F 的大小将(）。A.变小 B.变大 C.不变 D.不能确定B9.(2020 聊城）如图 21 所示
18、，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别将M、N两物体匀速向上提的升。若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是(）。A.两物体上升的速度相同 B.两种装置的机械效率相等 C.两次提升物体所做的有用 功相等 D.两种装置中拉力做功的功 率相等D10.如图 22 所示是吊车吊起货物的示意图，已知 AB=4 m,BC=6 m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着 2 t 的货物处于静止状态时，杠杆的支点是（填“A”“B”或“C”）点，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为 N。A510411.如图 23 所示，物体重为 20 N，某人在 5 s 内用 4 N的拉力匀速将该
19、物体在水平方向移动了 lm，则绳子自由端移动的速度为 m/s,拉力做功为 J，此物体受到的摩擦力为 N。（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）。0.48812.(2020宁夏）如图 24 是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力捆住 C 点打开该夹子时，可把 点看作支点，此时夹子可近似看作（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。B等臂14.(2020岳阳）“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表所示。（1）实验时，应沿竖直向上的方向 拉动弹簧测力计。（2）第 2 次实验中弹簧测力计的示数如图 26 所示，为 N。（3）第 3 次实验滑轮组的机械效率是%。（保留一位小数）（4）如果用这个
20、滑轮组提升 7 N 的重物，则它的机械效率可能是（填字母序号）。A.60%B.70%C.80%匀速缓慢2.476.9C15.(2020雄坊）新冠肺炎疫情期间，大壮同学坚持锻炼身体，他自制了如图 27 所示的健身器材。用细绳系在轻杆的 0 点将轻杆悬挂起来，在杆的 A 端悬挂质量 m1=10 kg 的重物，在 B 端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。己知 AO 长 1.5 m,OB 长 0.5 m，大壮质量 m2=56 kg。g 取 10 N/kg。（1）求此时大壮对杆的拉力大小。杠杆在水平位置平衡，O 是杠杆指点，AO 是助力臂，阻力 FA 大小等于重物 G1，FA=G1=m1g=10 kg 10 N/kg=100 N，根据杠杆平衡条件可得 FA OA=FB OB，100 N 1.5 m=FB 0.5 m，解得 FB=300 N（2）求此时地面对大壮的支持力大小。