内容正文:
物 理
九年级上册 SK
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第十一章 简单机械和功
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跨学科实践
调查机械并制作机械模型
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刷实践
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实践
1.【2026江苏无锡模拟,中】机械手臂能够接受指令,完成抓取、伸缩、旋转和升
降等动作。某实验小组制作了如图甲所示的机械手臂模型,并安装在一辆小车上,
其结构简图如图乙所示,工作时安装在小车上的底座可以在水平面内自由旋转,产
柱和横臂可以在竖直面内自由旋转,手爪可以抓取不同方向、不同高度的物体。
取
甲
乙
丙
丁
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(1)图丙为手爪的示意图,按箭头所示方向拉动上方的细线,弯曲件可绕
点转动,弯曲件 此时为______杠杆,其好处是________。
费力
省距离
【解析】根据图丙知,弯曲件 的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,可以省距离。
(2)手爪按图甲所示的方式抓住物体向上运动时,利用 点产生的______力将物体
举高。为防止手爪在夹物体时给物体造成伤害,可以增大 点处的__________。
摩擦
接触面积
【解析】手爪按图甲所示的方式抓住物体向上运动时,利用 点产生的摩擦力,物
体可以被举高。为防止手爪在夹物体时给物体造成伤害,可以增大 点处的接触面
积,通过增大受力面积来减小压强。
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(3)电控组件的质量为 ,忽略小车、底座、产柱、横臂和手爪的重力,相关
参数如图丁所示(单位: ),当机械手臂产柱竖直、横臂水平、没有抓取物体时,
为防止小车轮子脱离地面,所加配重至少为___ 。
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【解析】电控组件的质量 ,忽略小车、底座、产柱、横臂和手
爪的重力,为防止小车轮子脱离地面,由杠杆平衡条件得,以左侧车轮为支点,此
时配重重力最小,所加配重至少为 。
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2.【2025江苏南通质检,中】在跨学科实践活动中,同学们以我国古代的“龙骨水
车”为主题开展研究。
【项目分解】
①查阅资料,了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。
②制造简易“龙骨水车”。
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【项目实施】
图(a)
(1)“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种
历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,其构造如图(a)所示。
图(b)
《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”
的记载。如图(b)所示,将水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。
使用时摇动长柄摇杆,使轮轴转动,带动嵌满刮水板的链条运动,槽内
叶板刮水上行,倾灌于地势较高的田中。
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①使用时,人对摇杆施加力的作用使轮轴转动,相当于在使用一个______
(填“省力”或“费力”)杠杆。
省力
【解析】摇杆在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
②写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法:_______________________________
_____________。
在各部件之间加润滑油来减小摩擦
(合理即可)
【解析】增大提水效率,即增大机械效率,可以增大提升的物重,或减小摩擦等,
因此要提高“龙骨水车”提水效率,可以增大槽内叶板刮水的质量或在各部件之间
加润滑油来减小摩擦等。
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(2)制造简易“龙骨水车”。
①“龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度
(材料的弹性模量越大,强度越大),以保证水车稳固、联动和耐久;其次考虑材
料的密度,以方便搬运。同学们查阅到几种木材的特性如表所示。
木材种类 端面硬度/ 弹性模量/ 密度/
湿地松木
水曲柳木
槐木
柞木
“龙骨水车”最好选用______来制作。
②老师为同学们提供“龙骨水车”模型组件,按照说明书组装“龙骨水车”。
柞木
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【解析】①“龙骨水车”的制作首要是选材;优先考虑的是提高材料的端面硬度和
强度(材料的弹性模量越大,强度越大),以保证水车稳固、联动和耐久;其次考
虑材料的密度,为了搬运方便,密度要尽量小。根据表中数据可知,最好选用柞木
来制作。
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关键点拨
(1)①判断杠杆的类型时,需分析其在使用过程中动力臂和阻力臂的大小关系。②
增大机械效率的方法:一是增大提升的物重,二是减小摩擦。(2)①根据制作“龙
骨水车”的要求结合表中数据分析回答。
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