内容正文:
第十二章简单机械
章末复习
硬棒
支点O
动力F1
阻力F2
动力臂l1
阻力臂l2
F1l1=F2l2
能改变力的方向
等臂
省一半的力
n
增大物重
G动h
fs
实验1 探究杠杆的平衡条件
【典题1】如图所示,小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
甲 乙 丙
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,则此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡,为此,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(3)将杠杆在水平位置调平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。
平衡
力臂
左
2
左
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 .
。
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是动力× = ×阻力臂。
[拓展延伸]
(6)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 .
。
变大
阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力慢慢变大
动力臂
阻力
避免偶然性,寻找普遍规律
(7)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用如图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是 (选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2,其原因可能是 。
丁
2.3
大于
杠杆自重对杠杆平衡有影响
(8)下列四个因素中,不会带来实验误差的是 。
A.铁架台自身的重力足够大
B.单个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大
D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
实验二 测量滑轮组的机械效率
【典题2】涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图所示,实验数据记录如表所示。
A
实验
次数 钩码重
量G/N 钩码上升
高度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动
距离s/m 机械
效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图 装置来完成的。
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重 物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 。
(4)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率 。
匀速
丙
无关
1、3
越低
(6)为提高滑轮组机械效率,节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有 (多选)。
A.减轻动滑轮重
B.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
ABC
>
测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功
杠杆
1.(2022聊城)下列工具在使用的过程中,属于费力杠杆的是( )
A
A.用镊子取砝码 B.用核桃钳捏核桃
C.用剪刀剪绳子 D.用开瓶器开瓶盖
2.(2021温州)停放自行车时,若要从如图所示的四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,其中最省力的点是( )
A.a
B.b
C.c
D.d
D
3.(2022绍兴)如图所示,小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是 ( )
A
A.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动
B.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动
C.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动
D.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动
甲 乙
4.(2022枣庄)如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡,被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05 m、0.2 m,秤砣的质量为0.1 kg,秤杆的质量忽略不计,则被测物体的质量为 kg。若秤砣有缺损,则杆秤所测物体的质量会 (选填“偏大”或“偏小”)。
0.4
偏大
5.(2022扬州)某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力。
答案:(1)如图所示
(1)以O为支点,请在图中作出动力F的力臂l1。
(2)该同学质量为50 kg,则墙壁对人的支撑力约为 N。(g取10 N/kg)
(3)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力F将
,并说明理由: .
。
187.5
变大
动力臂减小,阻力臂增大,阻力(人的重力)大小不变,根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大
滑轮
6.(2021盐城)旗杆顶端装有定滑轮,升旗时,旗手向下拉绳子,旗子冉冉升起。下列说法正确的是( )
A.旗手对绳的拉力一定等于旗子的重力
B.旗手对绳的拉力等于旗子重力的一半
C.旗子上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.旗子上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
C
7. (2022柳州)如图甲所示,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩握住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,下列做法最有可能使女孩获胜的是 ( )
A
A.仅将绳在两木棍上多绕1圈
B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
C.仅增加绳的总长
D.仅减小绳的总长
甲 乙
8.(2021恩施州)如图所示,有人利用该滑轮将G=100 N的物体匀速提升了20 cm,此过程克服物体重力做的功为 J,若动滑轮重10 N,则F= N。(不计绳重和摩擦)
20
210
机械效率
9.(2022常德)如图所示,用两滑轮采用不同的绕绳方法,将同一重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是( )
A.F1>F2,F1移动距离多
B.F1<F2,F2移动距离多
C.F1所做的额外功多
D.两装置的机械效率相同
D
10.(2021乐山)如图所示,在斜面上将一个重4.5 N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8 N,斜面长s=1.2 m、高h=0.3 m。把重物直接提升h所做的功为有用功,则( )
A.有用功为1.35 J,机械效率为75%
B.有用功为2.16 J,机械效率为62.5%
C.有用功为1.35 J,机械效率为62.5%
D.有用功为1.35 J,机械效率为100%
C
11.(2022达州)如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动物体A,物体A 5 s内移动了100 cm,且物体A在与水平地面的摩擦力大小为12 N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( )
A.拉力F大小为4 N
B.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s
C.拉力F做功的功率为3 W
D.拉力F在5 s内对滑轮组做的额外功为3 J
A
12.(2021安徽)如图所示,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2 m,所用拉力F=100 N。若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为 J。
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[拓展延伸]
(7)图甲、乙中,按照正确的测量方法,测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F (选填“>”“<”或“=”)G。
(8)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了
。
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