内容正文:
第十二章复习
重点实验突破
第十二章 简单机械
类型一 探究杠杆的平衡条件
1. (2024·安庆大观期末)小明用如图甲所示的器材“探究杠杆的平衡条件”。
甲
乙
丙
丁
第1题
1
2
3
4
(1) 实验前,杠杆静止在图甲(a)所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 调。
(2) 如图甲(b),将弹簧测力计从竖直位置移动到图中位置时,始终保持杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
右
变大
甲
1
2
3
4
② 如图丙所示,人的头部、颈椎和颈部肌肉可当成一个杠杆(支点在颈椎O2处),当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,当低头时,颈部肌肉会产生一定的拉力,B2点为肌肉拉力的作用点,拉力的方向始终垂直于O2B2,低头过程中,重力的力臂
逐渐 增大 ,拉力逐渐 增大 ,所以
长时间低头会产生疲劳。(填“增大”
“减小”或“不变”)
增大
增
大
(3) 小明发现人体也有很多杠杆:
① 踮脚时主要靠腓肠肌收缩,骨骼和腓肠肌状况如图乙所示,身体重力的作用点在B1点,腓肠肌的动力作用点在A1点,则踮着的脚可以看作是 省力 杠杆。
省力
乙
丙
1
2
3
4
③ 如图丁(c)为举哑铃时的前臂骨骼,可将其视为图丁(d)所示杠杆,不计前臂自重,若肱二头肌能施加的最大拉力F1=500N,O3A3∶O3B3=1∶10,则锻炼时最多能举起质量为 5 kg的哑铃。(g取10N/kg)
5
丁
1
2
3
4
类型二 研究定滑轮和动滑轮的特点
2. 小明通过实验探究滑轮的特点。(1) 小明研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示;据此可证明:使用定滑轮不省力,但可以改变 力的方向 。他通过进一步分析还发现,定滑轮本质上是一个 等臂 杠杆。
第2题
力的方向
等臂
1
2
3
4
(2) 研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速缓慢竖直提升不同的重物,如图乙所示。记录的数据如表。通过比较测量结果,可得初步结论:使用动滑轮 可以省力 ;用动滑轮匀速竖
直提起同一重物时,不考虑动滑轮和绳
的重力、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹
簧测力计的示数等于提升重物重力的 一半 。
可以省力
一半
第2题
实验序号 重物/N 弹簧测力计示数/N
1 4 约2.0
2 6 约3.0
3 7 约3.5
1
2
3
4
(3) 小明组装了滑轮组(如图丙)。通过多次实验分析数据发现,利用滑轮组提升重物时,若动滑轮重绳重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是重物重力的 几分之一 。
几分之一
第2题
1
2
3
4
类型三 探究滑轮组机械效率的影响因素
3. (2024·滁州全椒期末)某小组在“测滑轮组
机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实
验装置如图所示。
实验次序 钩码重
力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 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 80%
第3题
1
2
3
4
9
(1) 实验中应沿竖直方向 匀速 缓慢拉动弹簧测力计,某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2) 通过比较 1、2 (填实验次序的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;比较2、3两次实验数据得出结论:同一
滑轮组, 物重 越大,滑轮组的机械效率越高。
匀速
变小
1、2
物重
第3题
1
2
3
4
(3) 表格中第4次实验空格中数值:绳端移动距离
s= 0.4 m;通过比较3、4两次实验数据可得出结
论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮
组的机械效率越 低 (填“高”或“低”)。
0.4
低
第3题
实验次序 钩码重
力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 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 80%
1
2
3
4
(4) 若每个滑轮的质量为100g,则第3次实验中
克服摩擦做的额外功为 0.03 J(不计绳重,
g取10N/kg)。
0.03
第3题
实验次序 钩码重
力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 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 80%
1
2
3
4
类型四 测量其他机械的机械效率
4. 《墨经》中记录了一种斜面引重车,如图甲所示,该车前轮矮小,后轮高大,前后轮之间装上木板,在后轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉到一定高度。
第4题
(1) 图乙是斜面引重车后轮示意图,当人手沿后轮边缘推车将重物拉高时,可以 省力 (填“省力”或“省距离”),后轮这部分装置相当于 杠杆 (填“滑轮”“杠杆”或“斜面”)。
省力
杠杆
1
2
3
4
(2) 为了研究斜面相关问题,探究小组用图丙所示装置,用力F沿斜面M匀速拉动同一物体,改变斜面M的倾斜程度,多次实验,记录如下数据。分析数据可知,其他条件一定时,斜面越平缓,所需拉力
越 小 (填“大”或“小”),机械效率越 低 (填“高”或“低”)。
小
低
第4题
1
2
3
4
实验次序 1 2 3
倾斜程度 较缓 较陡 最陡
物重G/N 5 5 5
斜面高度h/m 0.2 0.5 0.8
拉力F/N 2.4 3.2 4.3
斜面长度s/m 1.0 1.0 1.0
机械效率η 41.7% 78.1% 93.0%
1
2
3
4
(3) 假如要你来设计该车,为了拉动质量更大的重物时比较省力,图甲中的斜面引重车的前轮应该向 右 (填“左”或“右”)移动。
(4) 第3次实验中,物体受到斜面的摩擦力为 0.3 N。
右
0.3
第4题
1
2
3
4
$$