第12讲 简单机械及机械效率-【王睿中考】2024年河南中考总复习一本通物理

第 12 讲　简单机械及机械效率 　 　 　 　 　 杠杆（★必考） 1. 定义:如图所示,在 　 力 　 的作用下能绕 　 固定点　 转动的硬棒,叫做杠杆. 2. 五要素 (1)支点:杠杆可以　 绕其转动　 的点,如图 中　 O 点　 . (2)动力:使杠杆转动的力,如图中　 F1 　 . (3)阻力: 　 阻碍 　 杠杆转动的力,如图 中 　 F2 　 . (4)动力臂:从　 支点 O　 到　 动力作用线　 的距离,如图中　 l1 　 . (5)阻力臂:从　 支点 O　 到　 阻力作用线　 的距离,如图中　 l2 　 . 力臂是点到线的距离,不是点到点的距 离,力的作用线是沿力的方向所作的一条直 线,用　 虚线　 表示. 3. 杠杆的平衡条件 阿基米德首先发现了杠杆的平衡条件,也叫 杠杆原理,是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 . 用 F1、F2、l1、l2 分别表示动力、阻力、动力臂和阻力 臂,杠杆的平衡条件可以写作:　 F1l1 =F2l2　 . 4. 杠杆的分类(以下 F1 为动力,F2 为阻力) 杠杆 类型 力臂 关系 力的 特点 杠杆 特点 应用 举例 省力 杠杆 l1 > l2 F1 < F2 省 力, 但 费距离　 撬 棒、 羊 角 锤、起子、钢 丝钳 续表 杠杆 类型 力臂 关系 力的 特点 杠杆 特点 应用 举例 费力 杠杆 l1 < l2 F1 > F2 费 力, 但 省距离　 理 发 剪 刀、 钓 鱼 竿、 镊 子、筷子 等臂 杠杆 l1 = l2 F1 =F2 不改变力 的 大 小, 可以改变 力的方向 天 平、 跷 跷 板、定滑轮 1. 判断下列说法的正误. (1)作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力 方向相反. ( ✕ ) (2)力臂就是力的作用点到支点的距离. ( ✕ ) (3)用船桨划水会省力. ( ✕ ) (4)用筷子夹取食物时费力,但是省距离. ( √ ) (5)自行车手闸工作时动力臂大于阻力臂. ( √ ) 2. (2023 商丘一模)如图所示为工 人师傅用笤帚扫地的情景,若把 左手握处视作支点,笤帚是　 费 力　 (填“省力” “费力”或“等臂”)杠杆,就 扫地的过程分析,使用这样的杠杆的好处是 　 省距离　 . 3.【教材图片拓展】如图 是自行车手刹闸示意 图,它相当于 　 省力 　 (填“省力”“费力”或“等 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 411 臂”)杠杆.当图中手对手刹闸的作用力F =10 N 时,刹车拉线受到力的大小为　 40　 N. 4. 如图所示的甲、乙两个 M 形硬质轻杆可绕中 间转轴 O 灵活转动,杆两端分别用细绳悬挂 两个质量相等的重物,现保持平衡状态. 若用 手使两个右端的重物略微下降一小段距离后 再松手,能恢复到原来平衡位置的是 ( B ) A. 只有甲　 　 　 　 　 　 　 B. 只有乙 C. 甲和乙都能　 　 　 D. 都不能 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　 　 　 　 　 滑轮、滑轮组、其他简单机械（★10 年 6 考） 1. 定滑轮、动滑轮、滑轮组比较 对比 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 定义 轴固定不 动的滑轮 随物体一 起运动的 滑轮 把定滑轮和动滑 轮组合一起构成 滑轮组 力臂 关系 l1 = l2(轴 心 为 支 点) l1 = 2l2(左 边绳与轮 子切线处 为支点) 类似于 l1 = nl2 动力 情况 F = G(不 计摩擦) F = 　 　 ( 不 计 摩 擦和动滑 轮重) F1 = 　 　 　 ,F2 = 　 　 　 (不计摩擦 和动滑轮重) 特点 不省力但 可以改变 力的方向 省力但不 能改变力 的方向 既能省力又能改 变力的方向 绳子自 由端移 动距离 s = h s = 2h s = nh(n 为吊着物 体的绳子段数) 实质 等臂杠杆 省力杠杆 类似于组合的省 力杠杆 2. 其他简单机械 (1)斜面:斜面是一种省力、　 费距离　 的简 单机械. 如:盘山公路、螺丝钉、楼梯. (2)轮轴:由具有公共转轴的轮和轴组成,轮 轴也可以看成是杠杆的变形. 如:门把手、方 向盘、扳手. 1. 生活中,简单机械的应用非常 广泛,请完成下列填空. (1)【教材图片拓展】如图甲所示是　 定　 滑轮,其优点是　 能改变力的方向　 ;如图乙 所示是　 动　 滑轮,其优点是　 省力　 ,缺点 是多费一倍的距离. (2)【教材图片拓展】盘山公路是在高山上 修建的公路,弯弯曲曲,如图丙所示. 要研究 汽车在它上面运动时的做功和受力情况,物理 学中把它抽象为一种模型,此模型是　 斜面　 , 虽然汽车从山底行驶到山顶,所走的路程变长, 但有一个好处:　 可以省力　 . 丙 丁 (3)(2023 湖北咸宁二模)体重 是600 N 的人站在重为200 N 的 木板上,如图丁所示. 则站在木 板上的人要用　 200　 N 的拉力 才能使木板水平静止,此时人对 木板的压力为　 400　 N. (不计 滑轮重和绳与滑轮的摩擦) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 511 　 　 　 　 　 机械效率（10 年 4 考） 1.概念:　 有用功　 跟　 总功　 的比值,用符号 　 η　 表示. 2. 公式:η = 　 　 　 　 　 　 = W有 W有 +W额 . 3. 特点:使用任何机械都不可避免地要做额外 功,总有 W有 　 < 　 W总,所以机械效率总是 　 小于　 1(机械效率通常用百分数表示). 因此使用任何一种机械都不能省功. 使用机 械的目的:要么省力,要么省距离,要么改变 力的方向,统称为:为了做功方便. 4. 常见简单机械的机械效率 机械 类型 有用功 总功 机械 效率 提高效 率的 方法 W有 = Gh 　 , G 为物重, h 是 物 体 上 升 的高度 W总 = Fs = Fnh 　 , F 是拉 力, s 为拉力移 动的距离, s = nh　 ,n 为承担物 重的绳子 段数 η = W有 W总 = 　 　 = GnF 增加物 重; 减 小动滑 轮的重 力; 减 小绳子 与滑轮 间的摩 擦等 W有 = Gh 　 , G 为物重, h 是 物 体 上 升 的高度 W总 = Fs, F 是拉力, s 为 拉 力 移 动 的 距离 η = W有 W总 = GhFs 增大斜 面倾斜 程 度; 减小摩 擦等 W有 = fas　 ,f 为木块 受到的 摩擦力, s 是木 块前进 的距离 W总 =Fns, F 是 拉 力, ns 为 拉力移动 的 距 离, n 为与动 滑轮连接 的绳子的 段数 η = W有 W总 = fs Fns = 　 　 减小滑 轮与绳 子之间 的摩擦 1. 判断下列说法的正误. (1)机械效率越高的机械,做功就越多. ( ✕ ) (2)功率小的机械,其机械效率越低. ( ✕ ) (3)省力多的机械,机械效率高. ( ✕ ) (4)机械做的有用功越多,机械效率就越高. ( ✕ ) (5)机械效率总是小于 1. ( √ ) (6)两种机械所做的有用功相等时,它们的 机械效率一定相等. ( ✕ ) (7)减小了额外功,就能提高机械效率. ( ✕ ) (8)增大斜面的倾斜程度,斜面的机械效率 不变. ( ✕ ) (9)同一滑轮组,当所提升重物的质量增大 时,该滑轮组的机械效率将增大. ( √ ) 2.【教材图片拓展】如图所示,斜面长 1. 2 m, 高 0. 3 m,某同学用绳子在 6 s 内将重 4. 5 N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端, 拉力是 1. 8 N(忽略绳子的重力),此时斜面 的机械效率为　 62. 5% 　 　 . 如果增大斜面 的倾角,斜面的机械效率将　 增大　 　 . 若只 增大匀速拉动物体的速度,则拉力的大小将 　 不变　 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 611 　命题点一 杠杆的理解和类型判断（热点） 1. (2021 河南,8)如图所示,工人师傅正在使用 一根硬棒撬动石头,使用此硬棒 ( B ) A. 省力且省距离 B. 省力但费距离 C. 费力且费距离 D. 费力但省距离 2. (2020 河南,8)如图所示的工具中,使用时属 于费力杠杆的是 ( B ) 　 A. 瓶盖起子 　 　 　 　 　 　 B. 食品夹 　 C. 起钉锤 　 D. 核桃夹 　命题点二 杠杆作图（易错点） 3. (2023 四川成都二模)如图甲是晾衣服用的 夹子,其简化示意图如图乙所示,其中 AOB 可以看成杠杆,O 点是支点,A 点是动力的作 用点,B 点是阻力的作用点. 请在图乙中画出 捏夹子时,动力 F1 的动力臂 l1 以及阻力 F2 的阻力臂 l2 . 甲 　 　 　 乙 4. (2023 江苏苏州二模)如图所示,用一根钢棒 撬动地面上的一块大石头,请在图中作出最 省力时的动力 F1 . 画力臂的方法: (1)找支点:首先在杠杆上确定支点 O; (2)画力臂:从支点 O 向力的作用线引垂 线,标出垂足,则从支点到垂足的距离就是 力臂,标上符号. 画最小动力的方法: (1)确定最大力臂:杠杆上与支点距离最大 的点即为作用点,支点和作用点的连线即为 最大力臂; (2)画最小动力:过力的作用点作力臂的垂 线,根据动力与阻力使杠杆转动方向相反判 断动力方向,最后标上箭头和符号. 　命题点三 探究杠杆的平衡条件及其应用 5. (2022 河南,18)在探究杠杆平衡条件的实 验中: (1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲 所示. 为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡 螺母向　 右　 (填“左”或“右”)调节. 　 　 　 甲　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 乙 丙 (2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩 码,第 1、2 次杠杆平衡时的数据已填入表. 图乙是第 3 次杠杆平衡时的情景,此次杠 杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 　 1 　 , ②为　 0. 15　 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 711 实验 次数 动力 F1 / N 动力臂 l1 / m 阻力 F2 / N 阻力臂 l2 / m 1 2. 5 0. 2 2 0. 25 2 2 0. 15 1. 5 0. 2 3 1. 5 0. 1 ① ② (3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条 件:　 动力 ×动力臂 =阻力 ×阻力臂　 . (4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图丙 所示又进行了实验. 老师肯定了他们的做法, 并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍 性,因为这样做改变了　 拉力的方向　 . 在测 量拉力 F 的力臂时,小组内有不同的意见,你 认为拉力的力臂应为　 OB　 (填“OA”“OB” 或“AB”). 　命题点四 滑轮、滑轮组的特点及简单计算 6. (2022 河南,12)为了将一物块送到高处,小 杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置. 用 力 F 拉动绳端,物块沿斜面匀速向上运动,下 列说法正确的是 ( C ) A. 该装置使用滑轮是为了更加省力 B. 此过程中物块的动能转化为重力势能 C. 物块所受摩擦力的方向沿斜面向下 D. 若绳子突然断开,物块将立即下滑 7. (2023 驻马店一模)如图(绳子和滑轮重不 计),重为 60 N 的木块,在 10 N 的拉力 F 作 用下,在水平路面上以 1 m / s 的速度匀速运 动了 6 s,则 ( B ) A. 木块与水平路面间的摩擦力为 120 N B. 木块与水平路面间的摩擦力为 20 N C. 在 6 s 内绳子自由端移动了 6 m D. 在 6 s 内绳子自由端移动了 18 m 承担物重的绳子段数的判断 如图所示,在定滑轮和动滑轮之间画一条水 平的虚线,将定滑轮和动滑轮隔开,然后数 出与动滑轮相连的绳子的段数即为滑轮组 承担物重的绳子的段数 n. 　命题点五 与机械效率相关的概念和计算 8. (2023 河南,12)如图所示,在 200 N 的拉力 F 作用下,用滑轮组将重为 300 N 的货物匀速 提升,在 20 s 内货物竖直上升了 2 m. 不计绳 重及滑轮上的摩擦,下列说法正确的是 (　 　 ) A. 滑轮组做的有用功为 400 J B. 拉力 F 做功的功率为 30 W C. 滑轮组的机械效率为 75% D. 此滑轮组提升的货物越轻,机械效率越大 第 8 题图 　 　 　 　 第 9 题图 9. (2019 河南,13,双选)工人用如图所示的滑 轮组,在时间 t 内,将重为 G 的货物匀速提升 了 h,工人对绳子竖直向下的拉力恒为 F. 不 计绳重和摩擦,以下说法正确的是 ( AB ) A. 拉力 F 的功率为2Fht B. 额外功为(2F - G)h C. 滑轮组的机械效率为 G3F D. 滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大 10. (2023 广东广州一模)如图所示,甲工人用 水平推力 F甲 推动重为 200 N 的货物,从 A 处水平路面上匀速移动 2 m 至仓库门口 B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 811 处,用时 10 s,此过程中甲工人做功的功率 P甲 = 300 W;乙工人接着使用滑轮组拉动该 货物在竖直方向上匀速移动 3 m 到达指定 位置 C,拉力 F乙 为 100 N. 问: (1)甲工人做的功是多少? (2)甲工人的推力 F甲 是多少? (3)利用滑轮组做的总功与机械效率分别 是多少? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验探究 实验一　探究杠杆的平衡条件 1. 调节杠杆在水平位置平衡的目的:①便于测􀪍􀪍􀪍 量力臂􀪍􀪍􀪍;②避免杠杆自重对实验的影响􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍. 2.调节杠杆平衡时平衡螺母的调节:左高左调, 右高右调. 3. 实验步骤 (1)调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在不挂 钩码时保持水平并静止,达到平衡状态. (2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码并移动 钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这 时杠杆两侧受到的作用力等于各侧钩码所受 的重力. (3)设右侧钩码对杠杆的力为动力 F1,左侧 钩码对杠杆的力为阻力 F2,测出杠杆平衡时 的动力臂 l1 和阻力臂 l2 . 把 F1、F2、l1、l2 的数 值填入表格中. (4)改变动力 F1 和动力臂 l1 的大小,相应调节 阻力 F2 和阻力臂 l2 再做几次实验. 4. 若将一端钩码换成用弹簧测力计拉,当弹簧 测力计由竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时,弹簧 测力计的示数会变大􀪍􀪍,因为拉力的力臂变小􀪍􀪍􀪍􀪍. 5. 结论:F1 l1 = F2 l2􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 . 6. 将一端钩码换成弹簧测力计的好处:能直接 测出拉力的大小,实验操作更方便. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 911 7.多次实验的目的:避免偶然性,使得出的结论􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 更具有普遍性􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍. 8. 杠杆平衡后,两边同时增减钩码或左右移动 钩码,判断杠杆是否平衡的方法:只需看两边 的力和力臂的乘积是否相等,若不相等,则哪 边的乘积大,哪端下沉. 9. 杠杆一端多处悬挂钩码进行实验,来探究杠 杆平衡条件. 请评价这样的设计方案:能探􀪍􀪍 究,但力臂过多,实验操作不够简便􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍. 典例 1　 小红和小明利用如图所示的装置探究 杠杆的平衡条件. 　 　 　 甲　 　 　 　 　 　 乙　 　 　 　 　 　 　 丙 (1)当杠杆静止在如图甲所示的位置时,杠杆 处于　 平衡　 (填“平衡”或“不平衡”)状态;此 时,要使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡 螺母向　 右　 (填“左”或“右”)调节,这样做的 好处是　 便于测量力臂　 　 　 　 　 　 　 　 　 . (2)在杠杆两端加挂钩码并移动钩码,使杠杆 在水平位置平衡,测出力臂,得出的实验数据如 下表,则杠杆平衡的条件是　 F1 l1 = F2 l2 　 . 动力 F1 / N 动力臂 l1 / cm 阻力 F2 / N 阻力臂 l2 / cm 0. 5 4 1 2 1 6 1. 5 4 1. 5 2 0. 5 6 1 4 0. 5 8 (3)小明改变钩码的个数和位置进行了多次实 验,其目的是　 使实验结论更具有普遍性　 . (4)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的 A 点挂 4 个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在 B 点挂　 6 　 个相同的钩码. 当杠杆平衡后,将 A 点和 B 点下方所挂的钩码同时向支点 O 靠近 一格,杠杆会　 左侧下降　 (填“左侧下降”“右 侧下降”或“仍水平平衡”). (5)如图丙所示,用弹簧测力计在 C 处竖直向 上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在 原位置逐渐向左倾斜时,使杠杆仍然在水平位 置平衡,则弹簧测力计的示数将　 变大　 ,拉力 与力臂的乘积　 不变　 . (两空均填“变大”“变 小”或“不变”) (6)小红调节杠杆平衡后,在杠杆两边挂上钩 码,杠杆的状态如图丁所示,为此,小红又调节 两端的平衡螺母,使杠杆重新回到水平位置平 衡. 小红的做法是否正确,为什么? 　 不正确, 杠杆挂上钩码后,不能再调节平衡螺母了　 . 丁 (7)小明在做完实验后思考,是不是杠杆只能 在水平位置平衡呢? 如果把此时已经平衡的杠 杆 ( 如 图 戊 所 示) 旋 转 一 个 角 度, 杠 杆 还 　 会　 　 (填“会”或“不会”)平衡,请说明理 由:　 把此时的杠杆旋转一定角度后,动力臂和 阻力臂的比值不变,因此杠杆仍然平衡　 . 戊 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 021 实验二　探究滑轮组的机械效率 1. 实验原理:η = W有 W总 = GhFs 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 . 2. 实验所用测量器材:弹簧测力计􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍和刻度尺􀪍􀪍􀪍. 3. 控制变量法的应用 (1)探究滑轮组的机械效率与物体重力大小 的关系:用同一滑轮组提升不同数量的钩码. (2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的 关系:控制滑轮组提升钩码的数量相同,换用 重力不同的动滑轮. 4. 实验时要沿竖直􀪍􀪍方向缓慢匀速􀪍􀪍拉动弹簧测 力计. 5. 滑轮组的机械效率与物重􀪍􀪍、动滑轮重􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍、绳重及􀪍􀪍􀪍 摩擦􀪍􀪍有关. (其他条件相同的情况下,动滑轮 越重,额外功越多,机械效率越低;物体越重, 有用功越多,机械效率越高) 6. 提高滑轮组机械效率的方法:增大物体的重􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 力􀪍、减小动滑轮的重力􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍、减小摩擦等􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍. 7. 不可以在弹簧测力计静止时读数:因为静止 时弹簧测力计示数会偏小,这样做忽略了摩 擦力对滑轮组机械效率的影响. 典例 2　 在“测量滑轮组机械效率”的实验中, 某组同学选择了如图甲、乙所示的两种滑轮组 进行多次实验,记录的实验数据如下表: 实验 次数 钩码 重 G / N 钩码上升 高度 h / cm 拉力 F / N 绳端移动 距离 s / cm 机械 效率 1 0. 5 10 30 2 1. 5 10 0. 8 30 62. 5% 3 0. 5 10 0. 5 40 25. 0% 4 1. 5 10 0. 7 40 53. 6% (1)该实验用到的测量工具有　 弹簧测力计　 和　 刻度尺　 . (2)根据表中数据可以判断出第一次实验所选 择的是　 甲　 (填“甲”或“乙”)滑轮组. (3)实验中要分别记下物体和弹簧测力计的起 始位置,是为了　 测量物体和弹簧测力计移动 的距离,从而计算有用功和总功　 . (4)在第 1 次实验中,当竖直向上匀速拉动滑 轮组时,弹簧测力计示数如图丙所示,拉力 F 为 　 0. 4　 N,该次实验滑轮组的机械效率是 　 41 . 7% 　 (计算结果精确到 0 . 1% ) . (5)对比第 2、4 次实验可知,在所挂钩码重相同 时,动滑轮越　 重　 ,滑轮组的机械效率越低. (6)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　 D　 (填字母). A. 增加所提物重　 　 　 B. 减轻机械自重 C. 给机械加润滑油 D. 增加重物提升高度 (7)实验中边匀速拉动边读数,弹簧测力计示数 不易读取,有同学认为可以静止时读数,但这样测 出的机械效率与边拉动边读数相比会　 偏大　 (填“偏大” “偏小”或“不变”),因为他没有考 虑到　 摩擦力　 对滑轮组机械效率的影响. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　对应配套练习见进阶训练卷 P133 121 ２．（１）将平衡螺母向左端调节，使天平平衡　 ｍＶ２－Ｖ１ 　（２）浸没　 ＧＧ－Ｆρ水　 （３）偏大　使小石块吸足水 ３．（１）４　（２）丙　铁块没有浸没在白酒中　（３） Ｆ１－Ｆ４ Ｆ１－Ｆ２ ρ水 ４．（１）零刻度线　右　（２）３２．４　（３）平齐（相平）　１０　（４）３．２４×１０３　（５）偏大 ５．（１）右　（２）１．１×１０３　（３）①ｍ０　②测出烧杯和水的总质量为ｍ１　③用另 一个空烧杯装酱油至同样标记处，测出烧杯和酱油的总质量为ｍ２　 ｍ２－ｍ０ ｍ１－ｍ０ ρ水 ! １１ "# ;MIJT !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．这个力的方向　２．力　这个力的方向　４．Ｆｓ　Ｇｈ　５．焦耳　Ｊ　１ 进阶巩固练： １．Ａ　２．２×１０５　０ 考点二　进阶过基础： １．功　时间　２．做功快慢　３．Ｗｔ　４．瓦特　Ｗ　１０００　５．Ｆｖ 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．（１）　（２）√　（３）√　（４）　２．Ｃ　３．１．８×１０７　３０００ 考点三　进阶过基础： １．对外做功　焦耳 ２．运动　弹性形变　质量　速度　大　质量　大　大 ３．（１）重力　弹性　（２）不变　守恒　减少　（３）机械　动（或机械） 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．不一定　有　没有　２．增大　 静止 ３．等于　大于　是 ()*+,-. １．Ｄ ２．解：经１０ｍｉｎ清扫车行驶的路程 ｓ＝ｖｔ＝５ｍ／ｓ×１０×６０ｓ＝３×１０３ｍ 清扫车匀速行驶时受力平衡，牵引力Ｆ牵 ＝ｆ＝４００Ｎ 牵引力做的功Ｗ＝Ｆ牵ｓ＝４００Ｎ×３×１０ ３ｍ＝１．２×１０６Ｊ ３．解：（１）由Ｇ＝ｍｇ知道，展品的重力 Ｇ＝ｍｇ＝１２ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１２０Ｎ 把此展品搬上展台做的功为 Ｗ＝Ｇｈ＝１２０Ｎ×１．２ｍ＝１４４Ｊ ４．Ｂ　５．ＡＢ ６．（１）让钢球从高处摆下　木块滑行的距离　（２）速度　质量　（３）甲 （４）速度一定时，物体的质量越大，动能越大 实验探究 一题过实验： （１）Ｂ　（２）速度　（３）没有控制小球到达水平面时的速度相同　（４）不能　这 样木块受到的摩擦力会不同，木块运动的距离大小不能再准确反映小球动能的 大小　（５）木块的质量太大（或水平面太粗糙）　（６）不需要必须相同 ! １２ "# UVIJWIJX< !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．力　固定点 ２．（１）绕其转动　Ｏ点　（２）Ｆ１　（３）阻碍　Ｆ２ （４）支点Ｏ　动力作用线　ｌ１　（５）支点Ｏ　阻力作用线　ｌ２　虚线 ３．动力×动力臂＝阻力×阻力臂　Ｆ１ｌ１＝Ｆ２ｌ２ ４．＞　距离　＜　距离　＝ 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．（１）　（２）　（３）　（４）√　（５）√ ２．费力　省距离　３．省力　４０　４．Ｂ 考点二　进阶过基础： １．Ｇ２　 Ｇ ３　 Ｇ ２　等臂杠杆　省力杠杆　２．费距离 进阶巩固练： １．（１）定　能改变力的方向　动　省力　（２）斜面　可以省力　（３）２００　４００ 考点三　进阶过基础： １．有用功　总功　η　２． Ｗ有 Ｗ总 　３．＜　小于 ４．Ｇｈ　Ｆｎｈ　ｎｈ　ＧｈＦｎｈ　Ｇｈ　ｆｓ　Ｆｎｓ　 ｆ ｎＦ 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．（１）　（２）　（３）　（４）　（５）√　（６）　（７）　（８）　（９）√ ２．６２．５％　增大　不变 ()*+,-. １．Ｂ　２．Ｂ ３． 　４． ５．（１）右　（２）１　０．１５　（３）动力×动力臂＝阻力×阻力臂　（４）拉力的方向　ＯＢ ６．Ｃ　【解析】Ａ．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故Ａ错 误；Ｂ．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力 Ｆ做功 增加的，故Ｂ错误；Ｃ．物块相对斜面向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对 运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故Ｃ正确；Ｄ．若绳子突然断开，物块 由于惯性会先继续向上运动一段距离，故Ｄ错误．故选Ｃ． ７．Ｂ　８．Ｃ　９．ＡＢ １０．解：（１）由题意及做功公式Ｐ＝Ｗｔ可得 Ｗ甲 ＝Ｐ甲 ｔ＝３００Ｗ×１０ｓ＝３０００Ｊ （２）由Ｗ＝Ｆｓ可得，甲工人的推力为 Ｆ甲 ＝ Ｗ甲 ｓ＝ ３０００Ｊ ２ｍ ＝１５００Ｎ （３）由题意可得，滑轮组的有用功为 Ｗ有 ＝Ｇｈ＝２００Ｎ×３ｍ＝６００Ｊ 动滑轮上有三段绳，则滑轮组的总功为 Ｗ总 ＝Ｆ乙 ×３ｈ＝１００Ｎ×３×３ｍ＝９００Ｊ 则机械效率为 η＝ Ｗ有 Ｗ总 ×１００％＝６００Ｊ９００Ｊ×１００％≈６６．７％ 实验探究　实验一 一题过实验： 典例１　（１）平衡　右　清除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂　 （２）Ｆ１ｌ１＝Ｆ２ｌ２　（３）使实验结论更具有普遍性　（４）６　左侧下降　（５）变大　 不变　（６）不正确，杠杆挂上钩码后，不能再调节平衡螺母了　（７）会　把此时 的杠杆旋转一定角度后，动力臂和阻力臂的比值不变，因此杠杆仍然平衡 实验探究　实验二 一题过实验： 典例２　（１）弹簧测力计　刻度尺　（２）甲　（３）测量物体和弹簧测力计移动 的距离，从而计算有用功和总功　（４）０．４　４１．７％　（５）重　（６）Ｄ　（７）偏大 摩擦力 ! １３ "# YZ[ !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．振动　振动 ２．（１）声波（波）　（２）介质　不能　（３）ａ．种类　ｖ固 ＞ｖ液 ＞ｖ气　ｂ．温度　３４０ｍ／ｓ 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．（１）×　（２）√　（３）× ２．振动　空气　相同 考点二　进阶过基础： 高低　强弱（大小）　频率　频率越高　幅度　振幅越大　近 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．ａｆｎ　ｄｅｋｍ　ｂｃｇｈｉｊｌ　２．音色　音调　响度 考点三　进阶过基础： １．回声定位 进阶巩固练： １．超声波　信息　２．能量　次声波 考点四　进阶过基础： １．无规则　２．分贝（ｄＢ） ３．（１）声源处　（２）传播过程中　（３）人耳处 进阶巩固练： １．传播过程中　人耳处　声源处 ()*+,-. １．振动　信息　２．传播过程中　音色 ３．空气柱　右 【解析】声音是由物体的振动产生的，从瓶口向瓶内吹气，声音是由瓶内空气 柱振动产生的．由图知道，从左往右瓶空气柱长度逐渐减小，所以声音的音调 会变高，则最右边水瓶发出声音的音调最高． ４．振动　Ｂ　５．振动　音调　６．Ｃ　７．Ａ ! １４ "# \Z[ !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．发光　２．并不存在　３．３×１０８　３×１０５　４．长度 进阶避“坑”练： １．不能　不是 考点二　进阶过基础： １．反射　偏折 ２．入射　反射　同一平面内　两侧　等于　增大　入射 折射　同一平面内　法线　小于　增大　不变　可逆 ３．仍然平行　四面八方　反射 进阶避“坑”练、进阶巩固练： １．ＡＢＣＧＫＮ　ＤＦＨＭＯ　ＥＩＪＬ ２．鱼的下方　折射　浅 ３．                                                                                                                                         漫反射 —８—