第12章 简单机械-【一本】初中物理基础知识大盘点

W=Gh=mgh=100 kgX10 N/kgX1 m=1 000 J, P116 B正确。叉车水平行驶过程中，叉车的质量不变， 1.C 高度也没有变化，因此叉车的重力势能没有变化， 2.C由题图可知，OA=AB,阻力臂OA为动力臂 所以叉车的重力势能没有转化为货物的动能，C错 OB的一半，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F的 误。叉车匀速提升货物的过程中，货物的质量不 大小为物重的二分之一，A错误。若物重增加 变，高度升高，速度不变，故货物的重力势能增大， 5N,根据杠杆的平衡条件可知，F增加2.5N,B错 动能不变，所以货物的动能没有转化为它的重力势 误。当物体悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力 能，D错误。 臂变大，则拉力F将增大，C正确。杠杆在水平位 P105 置保持平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力F的 3.B 力臂变小，由杠杆的平衡条件可知，拉力F将增 4.【解析】小勇在水平路面上行走时，对书包没有做 大，D错误。 功，在爬楼时，对书包做功W=G书包h=360J。小勇 3.【解析】重物对杠杆的拉力即阻力，过支点O作 在爬楼时，所受的总重力G=G以十G书包=600N十 阻力作用线的垂线，即阻力臂；在阻力和阻力臂 40N=640N,他克服总重力所做的功W=Gh= 不变时，动力臂越长越省力；OA为动力臂时，动力 640N×9m=5760J,总时间t=1min=60s,则 臂最长，连接OA,过A点作OA的垂线，为使杠杆 他克服总重力所做功的功率P=W盖=5760』 平衡，力的方向应垂直于OA斜向上。 60s 【答案】如图所示。 96W。 【答案】36096 5.【解析】(1)做引体向上时需要克服重力做功，已 知小明重G=500N,每次上升的距离h=0.6m,小 明完成1次引体向上所做的功 W=Gh=500N×0.6m=300J (2)小明10s内做的总功 W总=4W=4×300J=1200J 4.【解析】(1)由题图甲可知，杠杆左端下沉，应将平 小明做功的功率 衡螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡。(2)当 P=W&=-1200J-120W 拉力的方向竖直向下时，动力臂最长，拉力最小；在 t 10s 【答案】(1)300J(2)120W A点悬挂3个钩码，由杠杆的平衡条件得3GX 6.【解析】(1)从O点到A点的过程中，运动员自 4l=FBX3l,解得最小的拉力Fa=4G=4X 由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻 0.5N=2N。(3)根据杠杆的平衡条件Fl1= 力，所以运动员的机械能不变。(2)从A点到C F2l2,设每枚硬币所受的重力为G,则由题图丙可 ,点的过程中，运动员的动能和重力势能转化为弹 得2G弘=4G2,则(：l2=2:1;若两边同时各取 性绳的弹性势能，所以弹性绳的弹性势能增大。 走一枚硬币，则左边力X力臂=G孔1，右边力X力 从A点到B点的过程中，运动员受到的重力大于 臂=3G孔2，由L1：L2=2:1可知GL1<3GL2,所以杠 弹性绳对运动员的拉力，因此运动员的速度越来 杆的右端将下沉。 参 越大，动能越来越大，到达B点时动能达到最大。 【答案】(1)右(2)竖直向下2 考 从B点到C点的过程中，运动员受到的重力小于 (3)2:1右 弹性绳对运动员的拉力，因此运动员的速度越来 案 P117 越小，动能越来越小，到达C点时动能变为0，即 5.动50 从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后 6.【解析】滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向。 减小。 _W有用=E5生一 【答案】(1)不变(2)增大先增大后减小 由题图可知n=2,机械效率刀=W多=F ◆213◆ F FX2率2F=2X1000N=80%,故汽车受到的 间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分 子之间存在相互作用的引力，向上拉玻璃板时，弹 摩擦力F=1600N。 簧测力计的示数将变大。 【答案】改变力的方向1600 【答案】变大分子间存在引力 7.【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子 3.B 段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的 4.C 定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定 5.【解析】封闭的空气被推杆压缩的过程中，推杆对 滑轮。 空气做功，所以空气的内能增大，温度升高，达到艾 【答案】 如图所示。 绒的着火点。 【答案】做功增大 6.A 7.D比热容是物质的一种特性，与物质的质量无 关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变， A错误。由△=Q整可知，放出相同的热量时，物 cm 8.【解析】快递员用力将货物沿斜面匀速推上车厢 时，摩擦力与物体运动方向相反，所以摩擦力的方 体降低的温度还与物体的质量有关，质量未知，不 向是沿斜面向下；由于斜面与水平地面夹角为30°， 能比较物体降低的温度，B错误。水的比热容为 W有思一 4.2×103J/(kg·℃)，表示质量为1kg的水温度 由几何关系可知，=2h,斜面的机械效率刀W号 升高1℃吸收的热量是4.2×103J,C错误。由 -80%。斜面的机械戴率与斜面的领斜程度和 Q吸=cm△t可知，水和煤油的质量、吸收的热量相 等时，因为煤油的比热容小，所以煤油的温度升高 粗糙程度有关，在不改变斜面与地面夹角和货物质 得较多，D正确。 量时，采用减小斜面粗糙程度的方法可以提高斜面 8.【解析】质量相同的铜和铅吸收相同的热量，由 的机械效率。 【答案】下80%减小斜面粗糙程度 Q=cm△可知，△t=9,因为铜的比热容大于铅的 cm 9.【解析】(1)物体在10s内上升的高度 比热容，所以铜的温度比铅的温度升高得少；质量 h=ut=0.2 m/sX10 s=2 m 相同的铜和铅升高相同的温度，因为铜的比热容 (2)工人使用的是动滑轮，承担物重的绳子段数 大于铅的比热容，由Q=cm△t可知，铜吸收的热 W有甩_Gh=G =2,由？厂w号-一示可得，工人对绳端的拉 量多。 力F=G=800N 【答案】少铜 nn 2X809 =500N 9.【解析】 相同体积的沙石和水，由=晋可得，质 (3)不计绳重和摩擦，由F=上(G+G)可得，动滑 量之比运=四光-=3 m水 P水V 之，由Qa=cm△t可 轮重G动=nF-G=2×500N-800N=200N 得，沙石和水吸收相同的热量时，升高的温度之比 当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的 拉力 Q △t沙五_C沙石m分五 8 参 F-0cG+Ga)=号×10N+2000- 1 △t水 Q C沙石m纱石 3 C水m水 答案 600N 【答案】8：3 【答案】 (1)2m(2)500N(3)600N P132 P124 1.【解析】将水加热至沸腾后，塞子被冲出，在此过 1.c 程中内能转化为机械能，汽油机的做功冲程也是把 P125 内能转化为机械能，飞轮转速为1200r/min 2.【解析】 玻璃板和水接触，并且玻璃分子和水分子 20r/s,表示飞轮每秒转动20圈，完成10个工作循 ◆214◆第十二章 简单机械 定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒 杠杆 支点、动力、阻力 五要素 动力臂、阻力臂 探究实验 杠杆的平衡条件 杠杆 条件：Fl=F2 省力杠杆：F<F2,I> 杠杆的分类 费力杠杆：F>F2,1< 等臂杠杆：F=F2,=l, 实质：等臂杠杆 定滑轮 特点：不省力，但可以改变力的方向 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆 简单机械 动滑轮 特点：可以省力，但不改变力的方向，且费距离 滑轮 特点：既可以省力，又可以改变力的方向 G+G动 滑轮组 n为动滑轮上承担物重 的绳子的段数 奇动偶定 有用功、额外功和总功 定义：有用功跟总功的比值 机械效率 机械效率 W用 公式：1Fw是 提高机械效率的方法 ◆106◆ 第1节 杠杆 3年488考 基础知识 知识点31杠杆39考 知识点2杠杆的分类409考 1.定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固 种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 定点转动，这根硬棒就是杠杆，如图所示。 12 0 F 49b 示意图 支点O F2 力 F 动力臂11 B 力臂 l1>l2 h<h 11=l2 阻力F√阻力臂 关系 力的 2.杠杆的五要素 F2>F F<F F2=F 第十 关系 章 要素 物理含义 既不省力，也 支点(O) 杠杆可以绕其转动的点 特点 省力，费距离 省距离，费力 不省距离 简 动力(F) 使杠杆转动的力 手推车、瓶 阻力(F2) 阻碍杠杆转动的力 钓鱼竿、镊 械 盖起子、钢 天平、定滑 动力臂(l1) 从支点到动力作用线的距离 应用 子、起重机、 丝钳、羊角 轮等 阻力臂(2) 从支点到阻力作用线的距离 筷子等 锤等 知识点3实验：探究杠杆的平衡条件40考 H■ 实验装置 实验过程中，不允许再调 平衡螺母 钩码 节杠杆两端的平衡螺母 (1)安装好杠杆，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)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置 实验步骤 使杠杆重新在水平位置平衡。测出杠杆平衡时动力臂1 和阻力臂2，把F,、F、4、的数值填入表格中； 探究杠 (3)改变动力F,和动力臂1，的大小，相应调节阻力F和阻 杆的平 力臂2，再做几次实验 衡条件 实验 次序 动力F/N 动力臂1，/m阻力FN阻力臂/血 实验数据 1 2 3 杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂 实验结论 用字母表示可写为Fl=F ◆107◆ 典型考法 考法1 作出杠杆的力臂 例2创新考法科学探究如图所示，小勇利 用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧 2解题通法 测力计、钩码若干（每个钩码的质量相同）等 3.作垂线： 由支点向力的作用线作 实验器材，探究杠杆的平衡条件。 1.找，点： 垂线，垂线段的长度即动 先找到杠杆的支点 力臂或阻力臂 A nO B nO B 力臂 作图 2画力的作用线： 4标注： 确定力的作用线，需要延 最后标出力臂 长的部分用虚线表示 (1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则 第十二章 例1 如图所示，一个老人用撬棒撬起石块的 此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非 情景中，O是支点，请画出动力F的力臂1。 平衡”)状态 简 (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 械 将平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 解析从支点O向动力F的作用线作垂线， 调节。 O到垂足的线段就是动力F的力臂1。 (3)将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所 答案如图所示。 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1个钩码，杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。 (4)小勇用弹簧测力计替代钩码，在B点竖 考法2 探究杠杆的平衡条件 直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针 雪关键点拨 旋转一小段至图丙所示的位置。在旋转过 程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹 实验操作 目的 簧测力计的示数将逐渐 (选填“变 实验前调节两侧的平衡 使杠杆在水平位置 螺母：左低右调，右低 大”“变小”或“不变”)，原因是 平衡 左调 使杠杆静止或匀速转动 使杠杆平衡 (5)实验结果表明，杠杆的平衡条件是动 使杠杆在水平位置平衡 便于测量力臂 力× ×阻力臂。 改变所挂钩码的数目和 多次测量，得出普遍 答案(1)平衡(2)力臂左(3)2左 位置 规律 (4)变大阻力和阻力臂不变，动力臂变小， 动力变大(5)动力臂阻力 ◆108◆ 考法3辨识杠杆的类型 考法4杠杆的平衡条件的应用 2解题通法 解题通法(1)根据杠杆的平衡条件的 确定支点 变形公式求力、力臂。 俅动力 F=- F22 h 确定动力、阻力的方向，及动力臂、阻力臂 求阻力 Fh=Ek 宋动力臂 F22 比较动力臂和阻力臂的大小 1= 求阻力臂 Fh F2 动力臂>阻力臂 动力臂<阻力臂) (2)根据F动= ,判断动力大小的变化。 省力杠杆 费力杠杆 (3)作最小动力。 例3 创新考法跨学科实践肱二头肌收缩产 第 连线：连接动力作用，点和支点，该线段就是力臂 生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂 章 定向：根据杠杆的状态，结合阻力的方向确定动 骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠 力的方向 简 杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的 画力：过动力作用点，作出垂直于力臂的动力示 意图，并标上字母 械 分析错误的是 肱二头肌 角度1利用杠杆的平衡条件进行计算 桡骨 例4创新考法日常生活生活中常见的杆秤 如图所示。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0.05m、 肘关节 0.2m,秤砣的质量为0.1kg,秤杆的质量忽 A.前臂杠杆是省力杠杆 略不计，则被测物体的质量为 kg。 B.肘关节处可以视为支点 若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会 (选填“偏大”或“偏小”)。 C.肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 提纽 D.前臂保持水平时，阻力臂最长 解析用手提起物体时，人的前臂相当于一 品秤砣 白 个杠杆，肱二头肌给桡骨的牵引力F1是动 解析 设被测物体的质量为m1,秤砣的质 力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘 量为2，物体到提纽的距离为1，秤砣到提 关节转动，因此肘关节处可以视为支点O。 纽的距离为2，由杠杆的平衡条件可知， 手提重物时，动力臂小于阻力臂，因此前臂 m1gh=m2gl2,所以m=0.1kgX0.2m 0.05m 杠杆是一个费力杠杆，A错误，符合题意，B、 0.4kg。若秤砣有缺损，m2减小，而m1gl1不 C正确，不符合题意。前臂保持水平时，阻 变，所以L2变大，即杆秤所测物体的质量会 力F2的作用线到支点的距离最远，即阻力 偏大。 臂最长，D正确，不符合题意。选A。 答案0.4偏大 ◆109◆ 角度2判断动力大小的变化 角度3杠杆的最小动力 例5如图所示，一根质地 F 例6图中利用羊角锤撬钉 均匀的木杆可绕O点自由 AB 子，在锤柄A点处画出所施 转动，在木杆的右端施加一 加的最小动力F和其力臂。 个始终垂直于木杆的作用 解析连接支点O与动力作 9 力F,使木杆从OA位置匀 A 用点A,得到最大动力臂1，然 速转到OB位置的过程中，力F的大小将 后过动力作用点A作出垂直于动力臂的作 () 用力F即可。 A.先变大，后变小 B.先变小，后变大 答案如图所示。 F C.一直是变大的 D.一直是变小的 解析将木杆匀速地由OA位置拉到水平 位置时，动力臂不变，阻力（木杆所受的重 第十一 力》不变，阻力臂变大，根据F,=业，可知 套 动力变大。同理，当木杆从水平位置匀速转 (易错动力和阻力使杠杆的旋转方向相反， 到OB位置时，动力变小，所以力F先变大 支点、力的作用点一定在杠杆上，力臂不一 简 后变小。选A。 定在杠杆上。 械 第2节 滑轮 3年419考 盘 基础知识 知识点31定滑轮和动滑轮08考 知识点2滑轮组277考 种类 定滑轮 动滑轮 定义 由定滑轮和动滑轮组合而成的装置 概念 轴可以随物体一起 轴固定不动的滑轮 运动的滑轮 图示 图示 G G d 特点 既可以改变力的方向，又可以省力 实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2 倍的省力杠杆 s和h 的关系 s=nh(n表示承担物重的绳子段数) 特点 可以改变力的方向， 不能改变力的方 但不能省力 向，但能省力 F和G F-Ga十C(Ga表示动滑轮所受的重 的关系 E'=号(G+Ga) 力，不计绳重及摩擦) F和G F=G (G动为动滑轮的重 (拓展确定承担物重的绳子段数的方法：在 的关系 (不计绳重及摩擦) 力，不计绳重及 动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔 摩擦) 离开，只算绕在动滑轮上的绳子段数。图甲 s和h s=h(s为绳端移动距 中动滑轮上有4段绳子，n=4;图乙中动滑 的关系离，h为物体移动距离) s=2h 轮上有5段绳子，n=5。 ◆110◆ 3.斜面的计算：如图所示，如果不计物体与 斜面之间的摩擦，用力F沿斜面把物体匀 速拉到高为h处所做的功，等于直接将物 体举高h所做的功，即FL=Gh,所以F= ■ F-i(Gx+Ga) F=写(Gs+G) 2G。由此可知，斜面是一种可以省力但 多 乙 费距离的简单机械。 知识点33 轮轴和斜面34考 1.由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机 械，叫轮轴。门把手是轮轴，汽车的方向 盘也是轮轴。 2.利用斜面可以省力，但费距离。盘山公路 利用斜面，在高度不变的情况下，增大了 (警示利用斜面或轮轴等任何机械都不 第 路程，从而更省力。 省功。 章 简 盘 典型考法 机 械 考法1 定滑轮的判断和计算 考法2动滑轮或滑轮组的计算 2解题通法 解题通法(1)根据平衡法，确定力之间 改变力的方向 的关系。（其中F是绳子自由端的拉力， 定滑轮 的特点 不省力 -F=G F:是物体受到水平面的摩擦力，不计绳重 不省距离 8=h 及机械内部摩擦) 例1如图所示的滑轮是 (选填“定”或“动”)滑轮，它的实质 匀速 2F=G物十G动 是 (选填“省力”或“等臂”)团 拉动 平衡力 G 物体 杠杆，若重10N的物体A在力F作用下匀 速上升2m,此过程中拉力F做的功为 ⊙A 2F=F J。 (2)根据推理法，确定各部分移动距离之 解析当拉动绳子自由端时，滑轮不随物体 间关系。 向上移动，所以该滑轮是定滑轮，定滑轮的 实质是等臂杠杆。使用该滑轮提升物体时， 物体移动距离s 不省力、不省距离，所以拉力F=G=10N; 动滑轮移动距离s】 物体匀速通过的距离s=h=2m;拉力F做 n:段与动滑轮相连的绳子都缩短s 的功W=Fs=10NX2m=20J。 绳子自由端把缩短的绳子拉出总长5 答案定等臂20 ◆111◆ 角度1用滑轮组竖直提升重物 F:=FA=2FB=2X10N=20N,物体A受 例2如图所示，重500N的小 到的摩擦力的方向与物体A受到拉力的方 强站在水平地面上，用205N的 向相反，水平向左。 拉力拉动绳子使重600N的物 答案20水平向左20 体10s内匀速上升2m,若不计 考法3滑轮组的绕绳方法 绳重及摩擦，他拉绳子的速度为 m/s;动滑轮所受的重力为 解题通法(1)把绳子固定端分别连接 N,他用此滑轮组能提升重物的最 定滑轮自由端和动滑轮自由端，看哪种绕 大重力为 N。 法与动滑轮相连的绳子段数多，哪种绕法 s=兰-g=0.2m/s,与动济轮 就最省力。 解析 (2)当承担动滑轮绳子的段数为奇数时， 第十一 相连的绳子有3段，所以绳子自由端移动距 绳子的起点系在动滑轮钩子上；当承担动 草 离是物体移动距离的3倍，运动时间相同， 滑轮绳子的段数为偶数时，绳子的起点系 简 所以他拉绳子的速度是物体移动速度的 在定滑轮钩子上。 3倍，即v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s;根 (3)依次从内到外，先绕小轮后绕大轮。 械 据平衡力知识可知，3F=G十G动，所以G动 3F-G=3×205N-600N=15N;小强施 例4创新考法模型建构若用一个定滑轮和 加的最大拉力等于他所受的重力，F最大 两个动滑轮组成滑轮组提升重物，请你用笔 G人=500N,根据3F=G十G动，可得G最大 画线代替绳子，画出最省力的绕线方法。 3F最大-G动=3×500N-15N=1485N。 答案0.6151485 角度2用滑轮组水平拉动物体 例3如图所示，物体A置于水平桌面上， 装置保持静止，物体A重100N,物体B重 10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，此时物 a 体A受到的拉力为 N;物体A受到 解析 假设把绳子一端固 的摩擦力方向 (选填“水平向 定在动滑轮挂钩端，则绕线 左”或“水平向右”)，大小为 N。 方法如图甲所示，有3根绳 子承担重物；假设把绳子一 端固定在定滑轮挂钩端，则 G 绕线方法如图乙所示，有4 甲 解析由题图可知，n=2,不计绳重和滑轮 根绳子承担重物；所以图乙的绕线方法最省 自重及摩擦，物体B受到的拉力FB=GB 力，符合题意。 10N,根据平衡力知识可知，2FB=F,所以 答案如图乙所示。 ◆112◆ 第3节 机械效率 3年676考 基础知识 知识点1有用功、{ 额外功和总功338考 5.机械效率与功率的比较 分类 定义 实例及分析 公式 名称 机械效率 功率 有用 对人有用 提水上楼时对 有用功跟总功的功与做功所用时间 W有用=G水h 定义 功W有用 的功 水所做的功 比值 之比 对人没用但 忽略摩擦 表达 额外 提水上楼时对 W里 P W 不得不做 时，W额外 式 t 功W额外 桶所做的功 的功 G福h 有用功W有用，总功 功W,做功所用的 提水上楼时对 因素 Wa =Fs, W总（额外功W额外） 时间t 有用功与额 水和桶所做的 章 总功W总 Wa=W用十 外功之和 功（拉力所做 W领外 无单位，用百分数 单位 的功) 瓦(W) 简 表示 机 (警示工作目的不同时，有用功和额外功可 物理 表示机械性能的 表示物体做功的 能不同。 意义 好坏 快慢 知识点2机械效率47考 1.定义：有用功和总功的比值叫作机械效 知识点3不同机械的机械效率计算☑8考 率，用)表示。 模型 有用功 总功 机械效率 W有用 2.公式：一W总 W有啦一 1一W总 3.影响机械效率的因素：有用功和额外功。 W总=Fs W有用=Gh GhGh 其中额外功主要有：(1)克服机械自重做 (s=nh) Fs Fnh 的功；(2)克服机械摩擦做的功。 是 4.提高机械效率的办法：(1)增大有用功在 总功中所占的比例；(2)减小额外功在总 W通一 W总=Fs= 功中占的比例；(3)改进结构，使机械设备 W总 Fns物 E徵=E 更合理，更轻巧；(4)在使用中按照技术规 Fns物 nF 程经常保养。 (警示计算机械的机械效率时，注意正确分 1= W有啦一 W点 析额外功。例如，我们在计算竖直方向上 W有用=Gh W总=Fs Gh 滑轮组的机械效率时，若不考虑机械内部 Fs 摩擦，W颜外=G动h。 ◆113◆ 知识点4实验：测量滑轮组的机械效率3考 Gh Gh G 实验原理 实验装置 竖直向上匀速拉 动弹簧测力计 测量滑轮组 的机械效率 (1)把滑轮组安装好，分别记下钩码和绳端的位置； (2)匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的数值，用刻度 实验步骤 尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s; 3)计算出有用功W有用、总功W总、机械效率： (4)改变钩码的数量，重复上面的实验 第十二章 实验结论 1)用相同装置提升不同的钩码，钩码越重，机械效率越高； 2)用不同装置提升相同的钩码，动滑轮越重，机械效率越低 单 械 @ 盘 典型考法 考法1 计算有用功、额外功和总功、 斜面的摩擦力为 解题通法 总功 W&=F网 有用功 额外功 直接拉动物 克服机械自重 解析工人做的有用功W有用=Gh=600NX 体所做的功 与机械间摩擦 所做的功 0.6m=360J,工人做的总功W总=Fs= 提升 水平拉动 150NX3m=450J,额外功W颜外=W总 物体 物体 W有用=450J一360J=90J,由W题外=F5, W防用=G动W用=王物 得F,=W=90】=30N。 竖直提升 用斜面提 s 3m 滑轮组 升物体 答案36030 W颜外=G动h W氯外FS (不计绳重 考法2机械效率的计算 及摩擦时) 解题通法 例1 如图所示，斜面长3m,高0.6m。工 直接拉动物体所做 人在6s内将重600N的物体从底端沿斜面 W有用 的功 向上匀速拉到顶端，拉力为150N。此过程 W总 通过机械拉动物体 中工人做的有用功为 J,物体受到 时，拉力所做的功 ◆114◆ 角度1滑轮组竖直提升物体 的距离s=n5物=W物t=3X0.1m/sX10s= 例2如图所示，工人用300N的 3m;拉力F的功率P=Fu=2N×0.3m/s= 拉力，把一重500N的货物G用滑 _W有用_FS拖 轮组提升了3m(不计绳重和摩 0.6W;滑轮组的机械效率)一W器= 擦)。求： FnS物 F3x28=0.7=70%。 Fs物=F:=4.2N (1)工人做的有用功； 答案30.6 70% (2)滑轮组的机械效率（百分号前保留一位 考法3测量滑轮组的机械效率 小数)； (3)动滑轮所受的重力。 會关键点拨测量拉力时，注意： 解析(1)工人做的有用功 (1)不能测量滑轮组静止时的机械效率； W有用=Gh=500NX3m=1500J (2)不能测量滑轮组加速或减速时的机械 第 (2)与动滑轮相连的绳子有2段，则绳子自 效率。 章 由端移动的距离 s=nh=2X3 m=6 m 例4◆小琪同学用如图所示的实验装置测量 单 绳子自由端的拉力做的功 滑轮组的机械效率，相关数据记录在下 械 W总=Fs=300NX6m=1800J 表中。 滑轮组的机械效率 重物 绳端 机械 7%-}28a.8a3-8a% 实验 物重 上升 拉力移动的 效率 次序 G/N 高度 FN 距离 (3)动滑轮所受的重力 h/cm s/cm G动=nF-G=2×300N-500N=100N 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 答案(1)1500J(2)83.3% (3)100N 2.0 10 1.0 30 角度2滑轮组水平拉动物体 3 4.0 10 1.6 30 83.3% 例3如图所示的滑轮组，在拉力F的作用 (1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直 下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动 向上 拉动弹簧测力计。 了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N,弹 (2)第2次实验中，滑轮组的机械效率为 簧测力计的示数为2N,则绳子自由端移动 。(百分号前保留一位小数) 的距离为 m,拉力F的功率为 (3)分析1、2、3次实验数据可知，使用同一 W,滑轮组的机械效率为 滑轮组提升重物时，重物越 (选填 (不计绳、弹簧测力计和滑轮重) “重”或“轻”)，滑轮组的机械效率越高。 (4)小琪同学在仅改变提升重物速度的情况 下，又做了上述第3次实验，结果发现滑轮 组的机械效率 (选填“变大”“变小” 解析由题图可知，n=3,绳子自由端移动 或“不变”)。 ◆115◆