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1、第13讲简单机械物理四川地区命题点1)简单机械的特点1. (2017乐山)如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( )A2. (2017宜宾)指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是( )A. 一个省力杠杆，两个费力杠杆B. 一个费力杠杆，两个省力杠杆C. 三个都是省力杠杆D. 三个都是费力杠杆A3. (2016成都A卷)如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起使用定滑轮可以_(选填“省力”“省距离”或“改变动力方向”)；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小_(选填 “变大”“变小”或“不变”)
2、(导学号31054046)改变动力的方向变小命题点2)杠杆平衡条件的应用1. (2017自贡)如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将( )(导学号31054047)A. 还继续处于水平平衡B. 右端上升，左端下降C. 右端下降，左端上升D. 无法确定杠杆的运动状态C2. (2016遂宁)如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将( )A. 不变B. 变小C. 变大 D. 先变大后变小 C3. (2016达州)如图所示，杠杆处于平衡状态，且每个钩码的质量相同，若将两边的钩码分别向支
3、点移动相同的距离后，则杠杆_(选填“A”或“B”)端会下沉B命题点3)杠杆作图类型一杠杆的力臂作图1. (2017南充)如图所示，已知轻质杠杆AB在水平位置静止，作出物体C所受重力的示意图以及拉力F的力臂L.2. (2015成都A卷节选)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆，使杠杆平衡，如图所示请画出：弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；F的力臂类型二杠杆最小力作图3. (2017广元)如图所示，工人用一根硬棒以O为支点，想在A点施加最小的力撬动石头，请画出最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂L2.4. (2016巴中节选)在如图所示中作出拔钉子时施加的最小力F的示意图和它
4、的动力臂L.【方法指导】1. 画杠杆力臂的方法：(1)确定支点：一定认清“不动”的点，找出支点后最好加以验证，看杠杆是否可以绕着这个点转动(如图甲)(2) _：从动力、阻力作用点沿力的方向分别作一条带箭头的线段即为力的作用线(如图乙)；(3) _：从支点向力的作用线作垂线段，支点到垂足之间的距离为力臂，力臂用带箭头的线段(或大括号)标明，在旁边标上字母L1、L2，分别表示动力臂或阻力臂(如图丙，阻力臂画法同L1)确定阻、动力作用线作力臂2. 画杠杆最小动力的方法：(1) _(找最小力的作用点)：在杠杆上找出离支点最远的点，就是最小力的作用点；(2) _：过作用点作动力臂的垂线段(即最大力臂)；
5、(3) _：根据动力与阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向定点定向连线 3. 杠杆作图规范：(1)作图必须用直尺、铅笔，所作线要直；(2)在作力或力臂时，_(3)注意：画杠杆的动力或阻力示意图时，力的作用点一定在杠杆上，不能将阻力和重物所受的重力或其他力混淆(4)画力臂时可用双向箭头(如图甲)或大括号(如图乙)表示要画出垂足直角符号命题点4)功、功率、机械效率的相关计算1. (2017成都B卷)(多选)如图所示，小王通过滑轮组向高处提升重210 N的物体，动滑轮重10 N，定滑轮重15 N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.8 s内物体匀速上升4 m，则该8 s内( )A. 小王做的有用功为8
6、40 JB. 小王做的额外功为100 JC. 小王做功的功率为110 WD. 小王对绳子的拉力为70 NAC2. (2017南充)将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)，斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体大小可忽略)则下列说法正确的是( )A. 沿斜面向上的拉力0.3 NB. 有用功0.36 J，机械效率20%C. 有用功1.8 J，机械效率20%D. 总功2.16 J，机械效率83.3%D3. (2017宜宾)(多选)如图所示，动滑轮下面挂着重为5.4 N的物体，现用2.4 N的拉力，把物体匀速提升10 cm，不计一切摩擦和绳重，下列
7、说法正确的是( )(导学号31054048)A. 动滑轮的重力为3 NB. 拉力所做功为0.24 JC. 滑轮组机械效率为75%D. 若使用该滑轮组把物体从水中匀速提升到水面以上，则其机械效率将增大CD4. (2015达州)用如图的甲、乙两滑轮组分别把相同的物体匀速提升相同的高度，两装置的机械效率分别为甲、乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，若滑轮规格相同，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A. W甲W乙甲乙B. W甲W乙甲乙C. W甲W乙甲乙D. W甲W乙甲乙C5. (2015宜宾)(多选)如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m、5 m，高度相同两个工人分别用沿斜
8、面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率 分 别 为 P甲、 P乙， 机 械 效 率 分 别 为 甲、 乙 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )F甲F乙54W甲W乙54C. P甲P乙54 D. 甲乙54AC6. (2017泸州)如图所示，将一个重10 N的物体用沿斜面向上的拉力F7.5 N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升的高度h为3 m，则人对物体做的有用功是_J，斜面的机械效率为_在高度相同时，斜面越长越_(选填“省力”或“费力”)(导学号31054049)3080%省力7.
9、 (2017广元)用如图所示的滑轮组在5 s内将重G240 N的物体匀速向上提起3 m，拉力F150 N，这个滑轮组的机械效率是_如果忽略绳重和摩擦，动滑轮自重为_N.80%608. (2017内江)用一个动滑轮把重80 N的沙袋从地面提到6 m高的脚手架上，所用的力是50 N，这一过程所做的有用功是_J，这个动滑轮的机械效率是_48080%9. (2015南充)如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.2 m，高0.3 m，拉力做功为2.16 J，则这个斜面的机械效率是_%，物体受到的摩擦力是_N.62.50.67510. (2017攀枝花)如图所示，放在水平桌面上
10、的正方体物块A的密度为2.5103 kg/m3，边长为0.2 m；物体B所受的重力为18 N用水平向左的拉力F匀速拉动物块A，使物体B在2 s内竖直向上移动了0.4 m物块A受到的摩擦力为它的重力的0.1倍，动滑轮所受重力为4 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g10 N/kg.求：(1)物块A的质量；(2)物块A对桌面的压强；(3)利用动滑轮提升物体B的机械效率；(4)拉力F的功率11. (2016雅安)工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg.(1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的
11、重力是多少？(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率；(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？命题点5)探究杠杆的平衡条件1. (2017成都A卷)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀甲 乙 (1)平衡时，应该让杠杆静止在_位置(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为：动力F11.5 N，动力臂L10.1 m，阻力F21 N，则阻力臂L2_m.(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是_A. 铁架台自身的重力足够大B. 单个钩码的重力不完全相等C.
12、悬挂钩码的绳套重力偏大D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大水平0.15A(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1_(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)F3L3F2L22. (2016宜宾)如图所示，探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力计(单位：N)等实验器材探究杠杆的平衡条件，在探究实验中(1)在挂钩码前，小组发现杠杆左端高右端低(如图甲)，应将杠杆两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)端
13、调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了方便读出_；(2)接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙)，这时杠杆两侧受到的作用力大小_(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小，若在A、B下方再增挂一个相同的钩码，则杠杆 _(选填“左”或“右”)端将下沉；左力臂等于左(3)如图丙是已经调节平衡的杠杆，用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉，在A处挂上适当的钩码，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计读数为_，钩码总质量为_kg.(g取10 N/kg)3.0_N0.2命题点6)测量滑轮组的机械效率1. (2016自贡)某班同学在探究滑轮组的机
14、械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C等多个，要研究其与B因素的关系，需要运用控制变量法，即先控制其他因素不变，而改变_因素，从而进行研究B(2)经过讨论，同学们提出两个猜想：猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细绳的绕法有关猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关为了验证猜想，同学们分成两个小组分别按图1、图2、图3和图4所示的滑轮组进行对比实验验证猜想一的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若测得两滑轮组的机械效率大小_(选填“相等”或“不等”)，则可初步判断猜想一是错误的验证猜想二的小组应
15、按图_所示的两个滑轮组进行实验，若测得两滑轮组的机械效率大小不等，则可初步判断猜想二是_(选填“正确”或“错误”)的(3)请 你 为 该 班 同 学 提 出 一 种 提 高 滑 轮 组 机 械 效 率 的 方 法 ：_1、3或2、4相等1、2或3、4正确尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等实验一)探究杠杆的平衡条件命题点1. 支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆自重对实验的影响)2. 实验前杠杆的调平(左高左调，右高右调注意：实验中不能调节平衡螺母)3. 调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂)4. 多次实验的目的(使实验结论更具有普遍性
16、)实验结论动力动力臂阻力阻力臂(或F1l1F2l2)【例1】(2017黔西南州)利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”(1)实 验 前 应 先 调 节 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 ， 这 样 做 的 目 的 是_，若出现图(甲)所示情况，应将杠杆的螺母向_(选填“左”或“右”)调(2)如图(乙)所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据根据这一次实验数据，小明立 即 分 析 得 出 杠 杆 的 平 衡 条 件 ， 他 这 种 做 法 的 不 足 是_经老师提醒后，小明继续进行实验，如图(乙)，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆_(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”
17、或“右端下沉”)(3)如图(丙)所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将_便于测量力臂的大小右一次实验具有偶然性左端下沉变大(4)实验中，用如图装置的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡(杠杆的每格等距)，但老师建议同学不宜采用这种方式，该方式的不足主要的是因为( )A. 一个人无法独立操作B. 力臂与杠杆不重合C. 力和力臂数目过多，不易得出结论D. 杠杆受力不平衡C(5)如图甲所示，实验时若用弹簧测力计在C处竖直向上拉，改为逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(选 填 “变 大
18、 ”“变 小 ”或 “不 变 ”)， 其 原 因 是_；(6)实验结束后，如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置时，若每个钩码重0.5 N，则弹簧测力计的示数应大于_ N. 变大拉力的力臂变短36. 控制变量法的应用：(1)探究滑轮组的机械效率与所吊重物重力大小的关系(控制滑轮组的绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量)(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系(控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变滑轮组的数量或换用重力不同的动滑轮)7. 提高机械效率的方法(采用减轻机械本身的重量和加润滑油减小摩擦的办法减少额外功；当额外功一定时，在机械能
19、够承受的范围内尽可能增加每次提起的物重)实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越低；在其他条件相同时，所挂重物越重，机械效率越高【例2】(2017齐齐哈尔)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(1)实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数你认为他的想法_(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整匀速(或匀速直线)不正确摩擦力(或摩擦)实验实验次数次数钩码重钩码重G G/N/
20、N钩码上升钩码上升高度高度h h/m/m绳端拉力绳端拉力F F/N/N绳端移动绳端移动距离距离s s/m/m机械效率机械效率 1 14 40.10.12.72.70.20.274%74%2 24 40.10.11.81.80.30.374%74%3 38 80.10.13.13.10.30.386%86%4 48 80.10.12.52.5_0.480%(4)通过比较_两次实验数据可得出结论：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(填实验次数的序号)(5)通过比较_两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)(6)通过比较
21、3、4两次实验数据可得出结论_1、22、3不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低) (7)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”分析表中数据，你认为这句话是_(选填“正确”或“错误”) 的(8)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比_(选 填 “偏 大 ”“偏 小 ”或 “不 变 ”)， 测 得 机 械 效 率_(选填“偏高”“偏低”或“不变”)，说明滑轮组的机械效率还与_有关 错误偏小偏高运动状态(9)有两个小组所用的动滑轮重力
22、相同，提升的物体也相同，测得机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的_不同而影响了测量结果所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了_，提高它的机械效率(10)通 过 实 验 ， 请 你 提 出 提 升 滑 轮 组 机 械 效 率 的 两 种 方 法 ：_；_摩擦减小摩擦增加重物的重力减轻动滑轮的重力(或减小绳子与滑轮组间的摩擦力)4. 实验中控制变量法的应用探究机械效率与斜面倾斜程度的关系(控制斜面的粗糙程度与物体的重力相同，改变斜面的倾斜程度)探究机械效率与斜面粗糙程度的关系(控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同，改变斜面的粗糙程度)探究机械效率与物重的关系(控制斜面的倾斜程
23、度与物体的倾斜程度相同，改变物体的重力)5. 分析数据，得出结论：在其他条件一定时，斜面越光滑，机械效率越高；在其他条件一定时，斜面越倾斜，机械效率越高；斜面的机械效率与提升物体的重力无关6. 斜面在生活中应用(如：楼梯、盘山公路等)【例3】(2017淮安)小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示)，测得的实验数据如表中所示：实验实验次数次数斜面斜面倾倾斜程斜程度度物体物体重重力力G G/N/N物体物体上上升高升高度度h h/m/m沿斜沿斜面拉面拉力力F F/N/N物体物体移移动距动距离
24、离s s/m/m有用有用功功WW有有/J /J总功总功WW总总/J /J机械机械效效率率 (%)(%)1 1较缓较缓5.05.00.100.101.61.60.500.500.500.500.800.8063632 2较陡较陡5.05.00.150.152.22.20.500.500.750.751.101.1068683 3最陡最陡5.05.00.250.253.13.10.500.501.551.55(1)沿斜面拉动物体时，应使其做_运动(2)根 据 表 中 的 数 据 可 求 出 第 次 实 验 中 拉 力 所 做 的 有 用 功 为_J，机械效率是_(3)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越_(4)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，_匀速直线1.2580.6%省力斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高(5)若要探究斜面机械效率与物重的关系，简述实验方案_(6)请你举出一个生产和生活中利用斜面的实例_保持斜面粗糙程度和倾斜程度不变，只改变物体的重力进行实验即可盘山公路
