内容正文:
第十一章 简单机械
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 杠杆】
1.杠杆:在力的作用下能绕着 固定点 转动的硬棒叫杠杆。
2.杠杆的五要素:
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母 O 表示;
(2)动力:使杠杆转动的力叫 动力 ,用“F1”表示;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫 阻力 ,用“F2”表示;
(4)动力臂:从支点到动力作用线的 垂直距离 ,用“l1”表示;
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的 垂直距离 ,用“l2”表示。
3.杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下 静止 时,我们就说杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1l1=F2l2。
4.探究杠杆的平衡条件
1. 实验步骤:
(l)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,其目的是 使杠杆的重心落在支点上 ,从而消除杠杆的重力对平衡的影响。在实验过程中,不允许再 旋动两端的螺母 。
(2)在已调节平衡的杠杆两端挂上 不同 数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆 平衡 。支点两边的钩码重力分别是动力F1和阻力F2,用 刻度尺 量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2。改变力和力臂的数值,多次实验,并将实验数据填入表格。
2. 注意事项:实验中使杠杆在水平位置平衡是为了 方便测力臂 。
3. 实验结论:杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂 ,可写作 F1L1=F2L2 。
5.杠杆的分类
(1)省力杠杆:动力臂l1>阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可 省力 ,但却费了 距离 。
(2)费力杠杆:动力臂l1<阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做 费力 杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却 省了距离 。
(3)等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不 省力 ,也不 费力 ,即不省距离也不费距离。
【考点2 滑轮】
1.定滑轮
(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
(2)特点:不 省 力,但可改变力的 方向 。
2.动滑轮
(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
(2)特点:省 一半 力,但 不能 改变力的方向。
3. 滑轮的实质
(1)定滑轮的实质是 等臂 杠杆,其动力臂和阻力臂长度 相等 ,因此不能省力,也不费距离。
(2)动滑轮的实质是动力臂等于 2 倍阻力臂的杠杆,动力移动的距离是重物移动距离的 2 倍,省力。
4.滑轮组
(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
(2)特点:可以 省力 ,也可以改变力的 方向 。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的 几分之一 ,即(条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。
注意:如果不忽略动滑轮的重量则:
(3)动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,即 s=nh 。
(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系: v绳=nv物 。
【考点3 机械效率】
1.功的原理
(1)使用任何机械时,人们所做的功,都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都 不 省功.这个结论叫做功的原理.
(2)功的原理是任何机械都遵循的原理,它表明使用任何机械,能 省力 或省距离或改变力的方向,但都不能 省功 。
2.机械效率
(1)有用功:对人们有用的 功 ,有用功是必须要做的功。
有用功的公式是 W有用=Gh (提升重物)=W总﹣W额=ηW总
(2)额外功:并非我们需要但又不得不做的 功 。
额外功的公式是 W额=W总–W有=W总*(1﹣η) 。
(3)总功:有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。
公式: W总=W有用+W额
(3)机械概念:有用功跟总功的 比值 叫做机械效率,通常用百分数表示。
(2)计算公式:用W总表示总功,用W有用表示有用功,用η表示机械效率,则: η。
由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总 小于 1。
3.测量滑轮组的机械效率的实验
(1)实验目的:测量滑轮组的机械效率
(2)实验原理: η
(3)实验器材:滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、 刻度尺
(4)实验步骤:
①用弹簧测力计测量出钩码的重力G;
②按装置图把滑轮组和刻度尺安装好,并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置;
③竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升,读出其示数F,并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s;
④分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η,将各项数据填入表格;
⑤增加被提升钩码的个数,重复步骤②③④;
(5)实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物 越重 ,滑轮组的机械效率越 大 。
03 素养提升
易错点辨析 简单机械常考易错分析
易错一:不能正确判断杠杆是否平衡
判断杠杆是否平衡不能只比较F1和F2的大小,也不能只比较L1和L2的大小,更不能把F1和F2的大小与L1和L2的大小分开比较。因为判断杠杆是否平衡的依据是“力和力臂的乘积大小”,乘积相等则杠杆平衡,乘积不等则杠杆乘积大的一端下沉。
易错二:滑轮中拉力方向对拉力大小的影响混淆
(1)定滑轮:利用定滑轮拉起一个重为G的物体时,不管拉力的方向如何,所用力的大小不变,始终等于物体重力G。
(2)动滑轮:使用动滑轮时,若拉力F不沿竖直方向,此时动滑轮将不能省一半力,如果再加上动滑轮的自身重力,甚至会更费力。
易错三:在解题时容易忽略机械效率的变化
对于同一机械,机械效率并不是固定不变的,它反映的是机械在某次做功过程中有用功跟总功的比值。同一机械在不同的做功过程中,提起的物重不同,机械效率往往不同。在解题时要注意下一问和上一问之间提升的物重是否发生变化,若提升的物重发生变化,则机械效率就要发生变化。计算时就不能再用原来的机械效率了。
易错四:误认为机械效率与做功多少、快慢有关
机械效率与做功多少、功率大小没有必然的联系。机械效率越高,说明这个机械的性能越好,但这个机械做的功不一定多,也不一定快(功率不一定大)。
错题纠正
【例题1】筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是( )
A.用托盘天平称质量 B.用核桃夹夹核桃
C.用瓶盖起子开瓶盖 D.用食品夹夹鸡蛋
【答案】D
【解析】A.用托盘天平称质量的过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不能省距离,故A不符合题意;
B.用核桃夹夹核桃的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故B不符合题意;
C.用瓶盖起子开瓶盖的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故C不符合题意;
D. 用食品夹夹鸡蛋的过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离,故D符合题意。
故选D。
【例题2】【例2】【杠杆的动态分析】如图所示,轻质杠杆的B点处悬挂一重物,在杠杆的A端施加动力F,忽略阻力,以下说法正确的是( )
①若保持杠杆静止,将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中,F逐渐变大
②若F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,F逐渐变大
③若F始终保持竖直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,F逐渐变大
④若F始终保持水平,将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中,F逐渐变大
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】D
【解析】①若保持杠杆静止,将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中,对应的力臂先变大后变小,而阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知先变小后变大;
②若F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,对应的力臂不变,阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件可知F逐渐变大;
③若F始终保持竖直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,阻力不变,根据数学相似知识可知力臂之比不变,根据杠杆平衡条件可知不变;
④若F始终保持水平,将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中,对应的力臂变小,阻力不变,阻力不变,根据杠杆平衡条件可知F逐渐变大。
故ABC错误,D正确。
故选D。
【例题3】利用如图所示的滑轮分别缓慢提起同一个重物,不计摩擦、绳重及滑轮自重,甲、乙、丙和丁中绳子的拉力分别为F1、F2、F3和F4,这四个拉力的大小关系正确的是( )
A..F2>F1>F3=F4 B.F4>F1=F2>F3
C..F3>F2>F1>F4 D.F3>F1=F2>F4
【答案】D
【解析】:甲、乙两图为定滑轮,使用定滑轮可以改变力的方向但是不能改变力的大小(即不能省力),不计绳重和摩擦,因此F1=F2=G;
丙、丁两图为动滑轮,使用动滑轮可以省一半力,因此F3=2G,F4G,所以F3>F1=F2>F4,D正确,ABC错误。故选:D。
【例题4】(2024·山东枣庄)如图所示,小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m,小明对绳子的拉力为250N,不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为50N B.滑轮组做的有用功为500J
C.拉力F做功的功率为25W D.滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A.由图可知,n=2,由可知,动滑轮的重力为G动=nF-G=2×250N-400N=100N
故A错误;
B.滑轮组做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J
故B错误;
C.拉力F做功为W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J
功率为
故C错误;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
【例题5】(2024·江苏苏州)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取。求
(1)克服钢板重力做的功;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
【答案】(1);(2);(3)84.7%
【解析】(1)克服钢板重力做的功为
(2)起重机的滑轮组做的总功为
由图可知,有四段绳子承重,则钢丝绳的拉力为
(3)起重机的滑轮组做的额外功为
动滑轮的重力为
滑轮组满载时的机械效率为
答:(1)克服钢板重力做的功为3.6×105J;
(2)钢丝绳的拉力为1.125×104N;
(3)滑轮组满载时的机械效率为84.7%。
举一反三
【强化1】(2024春•东城区期末)如图所示,正在使用的四种工具中属于费力杠杆的是( )
A.电线钳 B.核桃夹
C.园艺剪 D.食品夹
【答案】D
【解析】A、电线钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不合题意;
B、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不合题意;
C、园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不合题意;
D、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。故选:D。
【强化2】(2024春•海淀区期末)图甲中小明做俯卧撑时的情境可抽象成图乙所示的杠杆。小明的重心在A点,地面对脚的力作用在O点,栏杆对手的力F作用在B点且始终与身体垂直。在小明的手臂逐渐伸直的过程中,下列说法正确的是( )
A.力F始终小于小明所受重力 B.力F可能等于小明所受重力
C.力F先增大,再减小 D.力F先减小,再增大
【答案】A
【解析】小明的重心在A点,重力是阻力,地面对脚的力作用在O点,是支点,栏杆对手的力F作用在B点且始终与身体垂直,则动力臂始终等于OB的长。在小明的手臂逐渐伸直的过程中,阻力臂会减小,而动力臂和阻力大小不变,根据杠杆的平衡条件知,动力变小,且动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故动力小于阻力,小于人体的重力。故选:A。
【强化3】用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题知,不计机械自重及摩擦;A、动滑轮可以省一半力,即;
B、不计摩擦,根据功的原理可知:FL=Gh,则;
C、根据题图可知:此时的动力臂为:;阻力臂为:;;
杠杆的动力臂是阻力臂的1.5倍,所以;
D、使用定滑轮不省力,即F=G;综上可知:最省力的是斜面,故B符合题意,ACD不符合题意。故选:B。
【强化4】(2024·黑龙江哈尔滨)小聪想搬起地面上重350N的石块,但未搬起;小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m,如图所示(不计绳重和滑轮摩擦),下列说法不正确的是( )
A.搬石块时,小聪没有对石块做功
B.绳子自由端的拉力为200N
C.动滑轮的机械效率为87.5%
D.拉力的功率为100W
【答案】D
【解析】A.搬石块时,但未搬起,有力无距离,所以小聪没有对石块做功,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,n=2,绳子自由端的拉力为
故B正确,不符合题意;
C动滑轮的机械效率为
故C正确,不符合题意;
D.拉力的功率为
故D错误,符合题意。
故选D。
【强化5】(2024·四川巴中)图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备,其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg,在绳子自由端施加1250N拉力,物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求:
(1)绳子拉力端移动的距离;
(2)拉力的功率;
(3)在此过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1)15m (2)1875W (3)80%
【解析】(1)图中绳子股数n=3,绳子拉力端移动的速度
移动的距离
(2)拉力F的功率
(3)拉力所做的功
有用功为
机械效率
04 单元小结
一、考点考向
1.力和力臂的画法
力臂的画法,判断是什么力臂都是命题方向。
2.探究杠杆的平衡条件
考查究杠杆的平衡条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
3.杠杆的分类
考查杠杆在生活中应用。
4.滑轮
考查定滑轮实质及不省力,常以概念考查。
5.滑轮组
利用滑轮组的特点解题是命题一个方面。
6.滑轮、滑轮组机械效率的计算
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
二、常考题型
1. 杠杆及分类主要以选择题、填空题为主,也会以计算形式考查,杠杆分类在实际生活中应用。
2.杠杆平衡会以综合计算为主,也会与其他知识点综合计算。
3.探究探究杠杆的平衡条件以选择题、实验探究形式考查。
4.定滑轮和动滑轮以选择、填空题考查。
5.滑轮组:以选择题和填空题考查;滑轮组也会作图,综合计算。
6.测量滑轮组的机械效率:以选择题和实验探究考查。
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第十一章 简单机械
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 杠杆】
1.杠杆:在力的作用下能绕着 转动的硬棒叫杠杆。
2.杠杆的五要素:
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母 表示;
(2)动力:使杠杆转动的力叫 ,用“F1”表示;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫 ,用“F2”表示;
(4)动力臂:从支点到动力作用线的 ,用“l1”表示;
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的 ,用“l2”表示。
3.杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下 时,我们就说杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件: 。
4.探究杠杆的平衡条件
1. 实验步骤:
(l)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,其目的是 ,从而消除杠杆的重力对平衡的影响。在实验过程中,不允许再 。
(2)在已调节平衡的杠杆两端挂上 数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆 。支点两边的钩码重力分别是动力F1和阻力F2,用 量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2。改变力和力臂的数值,多次实验,并将实验数据填入表格。
2. 注意事项:实验中使杠杆在水平位置平衡是为了 。
3. 实验结论:杠杆的平衡条件是: ,可写作 。
5.杠杆的分类
(1)省力杠杆:动力臂l1>阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可 ,但却费了 。
(2)费力杠杆:动力臂l1<阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做 杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却 。
(3)等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不 ,也不 ,即不省距离也不费距离。
【考点2 滑轮】
1.定滑轮
(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
(2)特点:不 力,但可改变力的 。
2.动滑轮
(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
(2)特点:省 力,但 改变力的方向。
3. 滑轮的实质
(1)定滑轮的实质是 杠杆,其动力臂和阻力臂长度 ,因此不能省力,也不费距离。
(2)动滑轮的实质是动力臂等于 倍阻力臂的杠杆,动力移动的距离是重物移动距离的 倍,省力。
4.滑轮组
(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
(2)特点:可以 ,也可以改变力的 。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的 ,即(条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。
注意:如果不忽略动滑轮的重量则:
(3)动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,即 。
(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系: 。
【考点3 机械效率】
1.功的原理
(1)使用任何机械时,人们所做的功,都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都 省功.这个结论叫做功的原理.
(2)功的原理是任何机械都遵循的原理,它表明使用任何机械,能 或省距离或改变力的方向,但都不能 。
2.机械效率
(1)有用功:对人们有用的 ,有用功是必须要做的功。
有用功的公式是 (提升重物)=W总﹣W额=ηW总
(2)额外功:并非我们需要但又不得不做的 。
额外功的公式是 。
(3)总功:有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。
公式:
(3)机械概念:有用功跟总功的 叫做机械效率,通常用百分数表示。
(2)计算公式:用W总表示总功,用W有用表示有用功,用η表示机械效率,则: 。
由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总 1。
3.测量滑轮组的机械效率的实验
(1)实验目的:测量滑轮组的机械效率
(2)实验原理:
(3)实验器材:滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、
(4)实验步骤:
①用弹簧测力计测量出钩码的重力G;
②按装置图把滑轮组和刻度尺安装好,并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置;
③竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升,读出其示数F,并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s;
④分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η,将各项数据填入表格;
⑤增加被提升钩码的个数,重复步骤②③④;
(5)实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物 ,滑轮组的机械效率越 。
03 素养提升
易错点辨析 简单机械常考易错分析
易错一:不能正确判断杠杆是否平衡
判断杠杆是否平衡不能只比较F1和F2的大小,也不能只比较L1和L2的大小,更不能把F1和F2的大小与L1和L2的大小分开比较。因为判断杠杆是否平衡的依据是“力和力臂的乘积大小”,乘积相等则杠杆平衡,乘积不等则杠杆乘积大的一端下沉。
易错二:滑轮中拉力方向对拉力大小的影响混淆
(1)定滑轮:利用定滑轮拉起一个重为G的物体时,不管拉力的方向如何,所用力的大小不变,始终等于物体重力G。
(2)动滑轮:使用动滑轮时,若拉力F不沿竖直方向,此时动滑轮将不能省一半力,如果再加上动滑轮的自身重力,甚至会更费力。
易错三:在解题时容易忽略机械效率的变化
对于同一机械,机械效率并不是固定不变的,它反映的是机械在某次做功过程中有用功跟总功的比值。同一机械在不同的做功过程中,提起的物重不同,机械效率往往不同。在解题时要注意下一问和上一问之间提升的物重是否发生变化,若提升的物重发生变化,则机械效率就要发生变化。计算时就不能再用原来的机械效率了。
易错四:误认为机械效率与做功多少、快慢有关
机械效率与做功多少、功率大小没有必然的联系。机械效率越高,说明这个机械的性能越好,但这个机械做的功不一定多,也不一定快(功率不一定大)。
错题纠正
【例题1】筷子发源于中国,是华夏饮食文化的标志之一。如图所示,使用筷子时虽然费力但省距离,下列工具在使用中也能省距离的是( )
A.用托盘天平称质量 B.用核桃夹夹核桃
C.用瓶盖起子开瓶盖 D.用食品夹夹鸡蛋
【例题2】【例2】【杠杆的动态分析】如图所示,轻质杠杆的B点处悬挂一重物,在杠杆的A端施加动力F,忽略阻力,以下说法正确的是( )
①若保持杠杆静止,将F从竖直方向顺时针缓慢转动至水平方向过程中,F逐渐变大
②若F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,F逐渐变大
③若F始终保持竖直,将杠杆缓慢拉至水平位置过程中,F逐渐变大
④若F始终保持水平,将杠杆缓慢拉至接近水平位置过程中,F逐渐变大
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【例题3】利用如图所示的滑轮分别缓慢提起同一个重物,不计摩擦、绳重及滑轮自重,甲、乙、丙和丁中绳子的拉力分别为F1、F2、F3和F4,这四个拉力的大小关系正确的是( )
A..F2>F1>F3=F4 B.F4>F1=F2>F3
C..F3>F2>F1>F4 D.F3>F1=F2>F4
【例题4】(2024·山东枣庄)如图所示,小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m,小明对绳子的拉力为250N,不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为50N B.滑轮组做的有用功为500J
C.拉力F做功的功率为25W D.滑轮组的机械效率为80%
【例题5】(2024·江苏苏州)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取。求
(1)克服钢板重力做的功;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
举一反三
【强化1】(2024春•东城区期末)如图所示,正在使用的四种工具中属于费力杠杆的是( )
A.电线钳 B.核桃夹
C.园艺剪 D.食品夹
【强化2】(2024春•海淀区期末)图甲中小明做俯卧撑时的情境可抽象成图乙所示的杠杆。小明的重心在A点,地面对脚的力作用在O点,栏杆对手的力F作用在B点且始终与身体垂直。在小明的手臂逐渐伸直的过程中,下列说法正确的是( )
A.力F始终小于小明所受重力
B.力F可能等于小明所受重力
C.力F先增大,再减小
D.力F先减小,再增大
【强化3】用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
A. B. C. D.
【强化4】(2024·黑龙江哈尔滨)小聪想搬起地面上重350N的石块,但未搬起;小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m,如图所示(不计绳重和滑轮摩擦),下列说法不正确的是( )
A.搬石块时,小聪没有对石块做功
B.绳子自由端的拉力为200N
C.动滑轮的机械效率为87.5%
D.拉力的功率为100W
【强化5】(2024·四川巴中)图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备,其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg,在绳子自由端施加1250N拉力,物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求:
(1)绳子拉力端移动的距离;
(2)拉力的功率;
(3)在此过程中滑轮组的机械效率。
04 单元小结
一、考点考向
1.力和力臂的画法
力臂的画法,判断是什么力臂都是命题方向。
2.探究杠杆的平衡条件
考查究杠杆的平衡条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
3.杠杆的分类
考查杠杆在生活中应用。
4.滑轮
考查定滑轮实质及不省力,常以概念考查。
5.滑轮组
利用滑轮组的特点解题是命题一个方面。
6.滑轮、滑轮组机械效率的计算
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
二、常考题型
1. 杠杆及分类主要以选择题、填空题为主,也会以计算形式考查,杠杆分类在实际生活中应用。
2.杠杆平衡会以综合计算为主,也会与其他知识点综合计算。
3.探究探究杠杆的平衡条件以选择题、实验探究形式考查。
4.定滑轮和动滑轮以选择、填空题考查。
5.滑轮组:以选择题和填空题考查;滑轮组也会作图,综合计算。
6.测量滑轮组的机械效率:以选择题和实验探究考查。
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