内容正文:
第十一章 简单机械
大单元整体复习
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大单元整体复习
主题情境串联——人体中的杠杆
1. 认识人体中的杠杆。
(1)如图为向上踮起脚后跟的过程及其杠杆
结构示意图,支点位于______(填“脚跟”或
“脚尖”),踮着的脚可视为动力臂______
脚尖
大于
省力
(填“大于”“小于”或“等于”)阻力臂的_______杠杆。
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(2)举哑铃时曲臂的情景如图所示,下列能
正确描述该过程的杠杆模型是___。
B
A. B.
C. D.
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(3)人的头部、颈椎和颈部肌肉可当成一个杠杆(支点在颈椎
处),当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,如图a所示。
①如图b,抬头过程中动力方向向____(填“上”或“下”)。
下
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②如图c,当低头时,颈部肌肉会产生一定的拉力, 点为肌
肉拉力的作用点,拉力的方向始终垂直于 ,低头过程中,
重力的力臂逐渐______,拉力逐渐______。(均填“增大”“减
小”或“不变”)
增大
增大
a
b
c
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2.[立德树人·五育并举]利用杠杆原理来高效运动。
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(1)在做俯卧撑时,如图a所示,为重心, 为支点,支撑点
是 。此时,人体相当于一个______(填“省力”“费力”或“等
臂”)杠杆;若此人的质量是 ,双手与地面的接触面积
为,则此时人的双手对地面的压强为__________ 。
(取 )
a
b
省力
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(2)如图b所示的仰卧起坐运动中:
①做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后
半段是上半身完全离开地面,运动时先将头向前抬起,可以
减小____力臂。在平躺至坐起的过程中,运动员肌肉所施加
的动力______(填“变小”“不变”或“变大”)。
阻
变小
②同学们可以通过改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的
效果。从物理学角度分析,其实质是改变______(填“功率”或
“机械效率”)的大小。
功率
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(3) 有经验的人常说,拔河时要降低
乙
阻力臂更大
重心,降低重心可以将双腿弯曲,也可以将身体后仰,如图
所示,究竟哪种方法更有助于赢得拔河比赛呢?对此,可将
人体看作一个杠杆,绳对人的拉力看作动力 ,人自身重力
看作阻力 ,由杠杆的平衡条件可知,下图中____的做法更
不容易被对方拉动,原因是____________。
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生活中的斜面
3.[2024·自贡中考] 如图所示,把重为
的物体从斜面底端匀速推到斜面
顶端,斜面长,高 ,沿斜面
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的推力为。那么,此过程中有用功是____ ,斜面的机
械效率是______。
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4.[立德树人·五育并举]如图所示,现在很多地
方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。
它实际上就是一种简单机械。使用这种简单机械
是为了( )
A
A.省力 B.省距离
C.省功 D.节省能量
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5.道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图
所示的模型,钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为 ,将
重为的小车 沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。已知
斜面高为,斜面长为。在小车 从水平路面被拖上救
援车的过程中,说法正确的是( )
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A.该模型中的斜面和滑轮都可以
省力
B.拉力所做的功是
C.斜面的机械效率为
D.小车受到斜面的摩擦力为
√
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滑轮
6.如图所示,拉力、 相等,滑轮重、绳
重和摩擦不计,匀速提升重物和,已知
重,则重为_____ 。
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7.如图装置,物体在水平拉力 的作用下,水平向左做匀速
直线运动。若物体在水平面滑动时所受摩擦力大小为重力的
0.4倍,绳子所能承受的最大拉力为 ,不计滑轮与绳的
重力及绳与滑轮的摩擦,则可以拉动物体的最大质量为___
。(取 )
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8.[2024·淮北期末] 由于热胀冷缩,户
外的导线在夏天会变得松弛,冬天又
拉得很紧。在电气化铁路的线路上用
如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮
的拉力为,配重水泥块(重力为)被匀速拉升的高度为
(不考虑滑轮自重、绳重及摩擦)。
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(1) 是____滑轮,它的作用是_______
_______。
定
改变力的方向
(2)拉力___;拉力做的功
____。(用题目中的已知量来表示)
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9. [2024·广州三模] 如图1所
示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮
组分别将物体、匀速提升 ,拉力分
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别为、 。做功的数据如图2所示。则甲滑轮组中绳子自
由端移动的距离为___,的大小是_____ ;乙滑轮组
的机械效率为______;两物体质量___ (填“ ”“ ”或“
”) 。
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相同,提升物体的高度 相同,
则重力相同。
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10.[2024·郑州期末] 如图,放在水平桌面上
的物体重,通过滑轮与一个重
的物体连接在一起,滑轮重,物体
匀速下落,若不计细绳重及轮轴间摩擦,则
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物体与水平桌面间的摩擦力大小为____。若想物体 匀速
上升,至少需要_____的外力水平向左拉动物体 。
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11.如图所示,利用滑轮组将质量为 的物
体以的速度匀速提升了 ,在此过程
中,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
,则动滑轮重为 ____ ,拉力的功率为
_____ 。
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12. [2024·北京中考改编] 用某滑轮组
提升重物时,绳子自由端拉力做功随时间变
化的关系如图所示,在 内绳子自由端竖
直匀速移动,重物竖直匀速上升 。
已知动滑轮总重,提升的物体重 。关于该过程,
下列说法正确的是( )
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A.绳子自由端拉力的功率为
B.额外功为
C.绳子自由端拉力的大小为
D.滑轮组的机械效率约为
√
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题图为绳子自由端拉力做功随时间
变化的关系,即与的关系,由 可得
功率 ;有用功为提起重物做的功,即
,,可得 和机械效
率。此处摩擦及绳重等因素不
能忽略,,因此 ,
可应用计算 。
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13.[2024·福州期末] 如图所示是某工作队用滑轮组从
水中打捞正方体物体的情景。物体的棱长为 ,
密度为,用的拉力 将物体
以的速度匀速提升 ,物体未露出水面。
已知。取 ,求:
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(1)物体 的重力;
解:
物体 的质量
,
(2)物体 受到的浮力;
则物体 的重力
;
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物体 受到的浮力
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(3)此滑轮组的机械效率。
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物体 受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力,
根据力的平衡条件,物体 受到的拉力
,
由图可知,有效绳子段数 ,则此滑轮组的机械
效率为
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