浙教版九年级上册 34 简单机械 学案

1、 简单机械适用学科科学适用年级九年级适用区域浙教版课时时长（分钟）120知识点1.杠杆：杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂杠杆的平衡条件省力杠杆,费力杠杆和等臂杠杆人体中的杠杆。2.滑轮：定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构和特点滑轮组的组装方法。3.机械效率：有用功，额外功，总功机械效率的测量计算，提高机械效率的方法斜面的机械效率，探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关。学习目标1.杠杆：指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示概述杠杆的平衡条件应用杠杆平衡条件解决简单的问题举例说出人体中的杠杆物体的内能。2.滑轮：辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组知道定滑轮和动滑轮的特点.

2、知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组）使用滑轮组（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题。3.机械效率：判断有用功，额外功，总功机械效率的计算，提高机械效率的方法斜面的机械效率，探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关。学习重点杠杆的五要素以及杠杆的平衡条件；定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构和特点；机械效率的测量和分析计算，提高机械效率的方法；斜面的机械效率与哪些因素有关。学习难点运用杠杆的平衡条件解决问题，机械效率的分析和计算。一、复习预习1.杠杆的五要素是什么？2.杠杆的平衡条件是什么？3.定滑轮、动滑轮和滑轮组有什么结构和特点，滑轮组的绕线方式？4.什么是有用功、额外功和总功？5.机械效率的表达

3、式表示的意义是什么，影响机械效率的因素有哪些？6.影响斜面机械效率的因素有哪些？二、知识讲解考点/易错点1 杠杆杠杆作用力与力的方向1. 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。2. 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反OF1l1l2F2杠杆的平衡条件杠杆平衡条件（探究实验、中考实验操作考试题、考点）杠杆平衡条件：公式：杠杆平衡条件的应用解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才

4、能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。考点/易错点2 滑轮动滑轮、定滑轮的实质与作用验证使用定滑轮时不省力的结论，我们进行实验探究时通过比较匀速提起钩码时绳端弹簧测力计的示数F和钩码的重力G的大小；验证使用定滑轮时能改变力的方向的结论，是通过比较匀速提起钩码时绳端拉力的方向何不用时提起钩码力的方向。滑轮组的作用、绕线与组装用滑轮组提起重物时，重物由几股绳子吊着，每股绳子承担物重的几分之一(不考虑绳重、摩擦和动滑轮的重），则,如不考虑绳重和摩擦，且绳端移动距离S和重物上升高度h间满足S=nh考点/易错点3 机械效率1、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh

5、（提升重物）=W总W额=W总斜面：W有用= Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用W额=FS= W有用斜面：W总= fL+Gh=FL4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮：有用=滑轮组： 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量： 原 理：应测物理量：钩码重力G、钩码

6、提升的高度h、拉力F、绳自由端移动的距离S器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。6、探究活动测滑轮组机械效率：W有=( h为重物提升高度）W总=F S ( S为绳子自由端的伸长）W额=S=n h (n为吊着动滑轮的绳子段数）（1）实验器材：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳、

7、刻度尺。（2）要测的物理量：物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S（3）操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计（4）相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：（5）滑轮组的机械效率：= （/ ）100=/(1007、机械效率（1）有用功：为达到目的必须做的功；额外功：为了达到目的并非需要又不得不做的功；总功：有用功和额外功的总和。（2）机械效率的可变性：由公式可知，如果该机械的额外功一定时，有用功越大，机械效率越大。提高机械效率的方法：由公式可知，当有用功一定

8、时，额外功越小，机械效率越高，因此设法减小额外功可以提高机械效率。如减轻动滑轮本身的重量，加润滑油可以减小摩擦等；当额外功一定时，有用功越大，机械效率越高，因此增大有用功可以提高机械效率，如增加物重可以提高机械效率。8、功、机械效率和功率的综合应用（1）三者之间的关系（2）解题步骤一般为：认真审题，剖析题意，确定各物理量之间的关系；根据已知和待求量的关系，结合相应的公式或物理规律建立关系式;逐步分析、计算中间的物理量，直至导出所求量。三、例题精析【例题1】【题干】如图所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出F1的动力臂L1，鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂L2【

9、答案】【解析】力臂的画法是先找到支点，然后画支点到力的作用线的垂直距离。【例题2】 【题干】如图所示，把物体A、B分别放在杠杆两端，杠杆左端下沉则使杠杆转动 的力（）A物体A的重力 B物体B的重力C杠杆对物体B的支持力 D物体A对杠杆的压力【答案】D 【解析】杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂，动力或阻力都是对杠杆施加的力，在图中所示位置是竖直向下的，AB、物体A、B受到重力的作用，不是对杠杆的作用此两选项均不符合题意；C、杠杆对B的支持力是不变的不符合题意；D、A对杠杆的压力等于其重力，A端压力与力臂的乘积大于B端力和力臂的乘积，所以左端下沉符合题意【例题3】 【题干】如图甲所示，长1.

10、6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转 动，一拉力-位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡该 传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示据图可知 金属杆重（）A5N B10N C20ND40N【答案】B【解析】金属杆重心在中心上，力臂为L1=0.8m，取图象上的一点F=20N，L2=0.4m，根据杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂 GL1=FL2 G0.8m=20N0.4m解得：G=10N故选B【例题4】 【题干】在轻质的杠杆两端AB各挂有体积相同的铜块和铝块（铜铝）。支点O在如图13所示的位置时，杠杆在水平位置保持平衡，在下列情况下杠杆仍能 在水平

11、位置保持平衡的是（ ）A在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体B将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分C将铜块和铝块同时向支点移动一段相同的距离D将铜块和铝块同时浸没在水中【答案】B【解析】两金属块的体积相同，但密度不同，故铜块重力大于铝块，由力矩平衡铜V铜L铜=铝V铝L铝知，铜块力臂小由此可判：A、在上面各加质量相等的物体时，由于铝块力臂大，故铝块增加的力矩多，平衡被打破，A错B、由铜V铜L铜=铝V铝L铝知：只要铜的体积和铝的体积比值不变，平衡关系就会依然成立，B对C、将两金属块向里移动时，力臂同时减小，由于铜的重力大，故铜力矩减小的多，剩下的力矩不再相等，不能平衡，C错D、由于体积相同，浸入水

12、中，受浮力相同，但力臂不同，故减小的力矩不同，力矩不再平衡，D错故选B【例题5】 【题干】汽车超载是当前发生交通事故的重要根源为了加强监控，各地均设置超载监测站如图所示，已知某汽车的自重为2吨，其载重量为10吨现让该汽车前轮开上电子地磅秤，其读数为5吨，后轮开上电子地磅秤读数6吨，且前后轮与地面的接触面积相等问： （1）该汽车的前后轮对地面的压强是否相同？为什么？（2）该汽车是否超载，通过分析计算说明理由【答案】（1）前轮对地面的压强小于后轮对地面的压强，因前后轮对地面的受力面积相同，前轮对地面的压力小于后轮对地面的压力；（2）该汽车不超载【解析】（1）前后轮对地面的受力面积相同，前轮对地面的

13、压力小于后轮对地面的压力，所以前轮对地面的压强小于后轮对地面的压强（2）方法一：以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲根据杠杆平衡条件得：F后L=G L1以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙根据杠杆平衡条件得：F前L=G L2 解得：G=F前+F后=（5000kg+6000kg）10N/kg（2019kg+10000kg） 10N/kg所以，该汽车不超载。方法二：以汽车整体为研究对象，汽车保持静止状态受到平衡力, 设地面对汽车的支持力为F，作用G总=F汽车对地面的总压力F总=F前+F后。因为力的作用是相互的，所以地面对汽车的支持力等于汽车对地面的总压力，所以G总=F=F前+F后， =

14、（5000kg+6000kg）10N/kg（2019kg+10000kg） 10N/kg所以，该汽车不超载。【例题6】 【题干】如图所示，质量不计的光滑木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球，若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零（取g=10N/kg，绳的重力不计）【答案】【解析】做出拉力的力臂，如图所示：根据杠杆平衡条件得：F绳1/2AO=GBO即：8N1/2（1.6m-0.4m）=

15、G10N/kg=5N当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，则根据杠杆平衡条件得：G球L球=GBO即：5NL球=12N0.4m，L球=0.96m=96cm运动时间t=L球/v球=96cm/20cm/s=4.8s【例题7】 【题干】如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（）A甲是动滑轮，使用时不能省力B乙是动滑轮，使用时可以省力C甲是定滑轮，使用时可以省力D乙是定滑轮，使用时不能省力【答案】B【解析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，根据定滑轮和动滑轮的特点可知定滑轮可以改变的力的方向但不省力，动滑轮可以省力但不能改变力的方向。故选：C【例题8】 【题干】如图甲所示，重为80N的物体在大小为10

16、N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）A物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30WB物体与地面之间的摩擦力f=10NC物体向右运动时，拉力F2=10ND物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=40J【答案】D【解析】A、物体向左运动时，F1的功率P1=F1v=10N23m/s=60W，故A错误；B、图甲中是一只动滑轮，用2段绳子拉动物体，匀速运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，故摩擦力为2F1=210N=20N，所以B错误；C、由于物体G和地面没有改

17、变，故所受摩擦力没有改变，仍为20N，方向向左，同时物体向左还受两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为10N，物体右侧滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，因此，2F2=2F1+f=40N，所以F2=20N；故C错误；D、在滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计的情况下，拉力F2做的功W=F22s=20N21m=40J，所以D正确故选D【例题9】 【题干】如图甲所示为小科设计的滑轮组装置。其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上，重物B的重力GB可改变（动滑轮重不计）。小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据，并绘制成曲线，即重物B的重力GB、滑块A的运动速度v、滑块A在水平面上通过的距离s随

18、时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示。若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。（1）由图丙可知，重物B在_时间段内匀速下降。（2）求出在46 s内，水平绳对A的拉力做的功。（3）求出在24 s内，重力GB做功的功率。（4）求出在24 s内，A受到的摩擦力大小。【答案】【解析】（1）由图丙知物体B在4-6秒做匀速直线运动，故重物B在4-6秒时间段匀速下降。（2）在4-6秒物体A移动的距离是20m，物体B的重力为27N则作用在A上的拉力为13.5N由W=FS=13.5NX20m=270J。（3）2-4秒内物体B的重力为50N，物体A移动的

19、距离为20m则物体B移动的距离为10m，由P=W/t=50Nx10m/2s=250w。（4）2-4秒物体A已经滑动，则由丁图中可知4-6秒物体A做匀速直线运动此时作用在A上的拉力为13.5N，所以2-4秒物体A所受的滑动摩擦力为13.5N。【例题10】 【题干】某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2回答下列问题：（

20、1）杠杆机械效率的表达式为=_ （用已知或测量物理量符号表示）（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，请说出提高该杠杆机械效率的一种方法?（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】（1）Gh1/Fh2100%；（2）减小杠杆的自重；（3）变大【解析】（1）由机械效率的公式可得=W有用/W总x100%= Gh1/Fh2100%（2）影响杠杆机械效率的因素有杠杆的自重和摩擦。（3）由机械效率的公式可知=W有用/W总x100%= Gh1/Fh2100%=(G/F)X(h1/h2)x100%由相似三角形比例

21、可得h1/h2=LOA/LOB，当物体从A移动至C点时，LOA LOC所以机械效率变大。【例题11】 【题干】湖北省第十四届运动会将于2019年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2019N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力F做功的功率是多少？【答案】（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是400N；（2）该滑轮组的机械效率是80%；（3）拉力F做功

22、的功率是200W【解析】（1）由题意得物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，则物体受到的滑动摩擦力f=0.2G=0.2x2019N=400N；（2）=W有用/W总x100%= fs/F2s100%=400Nxs/250Nx2s=80%；（3）P=FV拉=250Nx0.4m/sx2=200w。【例题12】 【题干】2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m，此时该滑轮组的机械效率为80%，求：（不计绳重及摩擦）（1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；（2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大；（3）使用该滑轮组，这个工人最多能提起多

23、重的物体。【答案】（1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为500N；（2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为2103Pa；（3）使用该滑轮组，这个工人最多能提起重1000N的物体【解析】（1）W有用=Gh=800Nx0.5m=400J，=W有用/W总x100%所以W总= W有用/=400J/80%=500J，又W总=FS，所以F=W总/S=500J/1m=500N，（2）P=F/S=(G人2=2103Pa，（3）人最多能够提供的拉力就是人所受到的重力大小即F=600N，由前一次物重800N时拉力为500N得动滑轮的重力大小为200N，所以2F= G物+ G动，所以G物=2F-

24、G动=1200N-200N=1000N。【例题13】 【题干】如图容器中盛有某种液体，轻质水平薄挡板P可绕转轴O旋转，下方有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球T被挡住，小球T与挡板P的接触点为N，滑轮一边用轻质细绳竖直与挡板连接在R点，另一边挂一个200 g的钩码，整个装置处于平衡状态，摩擦均不计。求：若容器中液体是水，求NO与RO的长度关系？挡板对小球的压力？【答案】【解析】（1）G钩码=mg=0.2kgx10N/kg=2N，R端绳子向上的拉力F拉=G钩码=2N，小球T受到的浮力为F浮=水gV排=1x103kg/m3x10N/kgx10-3m3=10N，又G球=，所以小球对挡板

25、向上的压力F压= F浮- G球=5N，根据杠杆平衡条件F1XL1=F2XL2得F拉XRO=F压XNO所以NO:RO=2:5。【例题14】 【题干】如图所示，重600N的人站在重5400N的船上，通过滑轮把船匀速拉向岸边人拉绳的力为500N，人和船相对静止不计绳重和滑轮处摩擦，船受到水的阻力为（）A500NB1000NC2500ND3000N【答案】B【解析】 因为船做匀速直线运动，所以，船受平衡力的作用，而人和船相对静止，因为F=500N，人的摩擦力是500N，方向向右，并且作用在船上，而该滑轮为定滑轮，绳子对船的拉力为500N，方向向右，而向右的拉力和船受到水的阻力是一对平衡力，所以，船受到

26、水的阻力f=1000N故选B【例题15】 【题干】如图所示，动滑轮重及摩擦均不计，重540N的人在重60N的吊篮内拉绕过滑轮的绳子使吊篮匀速上升则人拉绳的力是（）A300 N B200 N C180 N D30 N【答案】B【解析】将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡则人的拉力F=1/3（G人+G吊篮）=1/3（540N+60N）=200N故选B【例题16】 【题干】10-2m210-2m2，（不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg）问：（1）配重A自由放置时对地面的压力是多大？（2）当人将配重A匀速提升0.2m时，人做功340J，动滑轮重为多少？（3）当配重A和人

27、对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为多大？【答案】（1）配重A自由放置时对地面的压力是1400N；（2）动滑轮重为300N；（3）当配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为250N 【解析】（1）配重A自由放置时对地面的压力：F=G=mg=140kg10N/kg=1400N；（2）根据题意可知，W总=GAh+G动h，即340J=1400N0.2m+G动0.2m，则G动=300N；（3）设配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为F；人对地面的压力：F人=600N-F；由FOH=FEOE可得，FE=OH/OExF=2F；则对D分析可

28、知，2FE=G动+F即F=4F-300N，故配重A对地面的压力为FA：1400N-F=1400N-4F+300N=1700N-4F；因为配重A和人对地面的压强相等，则P人=PA，F人/S人=FA/SA （600N-F）/2210-2m210-2m2 所以F=250N【例题17】 【题干】用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为1；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M

29、2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为2已知：G1-G2=30N，2-1=5%，P1/P2=16/15，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为410-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计求：（1）物体M1受到的浮力F浮；（2）拉力F1与F2之比；（3）物体M1受到的重力G1【答案】（1）物体M1受到的浮力F浮为400N；（2）拉力F1与F2之比为16：15；（3）物体M1受到的重力G为760N【解析】（1）根据F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg410-2

30、m3=400N；（2）P=W/ t =Fs /t =F P1=F1绳=2 F1P2=F2绳=2 F2 F1 /F2 =P1/P2 =16:15 （3）在匀速提升水中物体M1的过程中，以动滑轮A和物体M1为研究对象，受力分析如左图所示；在匀速提升水中物体M2的过程中，以动滑轮B和物体M2为研究对象，受力分析如右图所示由图可知：2F1+F浮=G+G1 2F2+F浮=G+G2G1-G2=30N 由得：F1-F2=15N 由解得：F1=240N F2=225N=W有/W总2-1=5%(GF浮)/2F2 (GF浮)/2F1 =5%(G400N)/2225N (G400N)/2240N =5%解得：G=7

31、60N；【例题18】 【题干】在装修房屋时，一个质量为85kg的人，用图所示的装置（包括滑轮组及装货物的框架）提升地板砖运到房间中已知装货物的框架重100N，每块地板砖重100N，滑轮与轴的摩擦和绳重均忽略不计，当提升8块地板砖时，人对框架底的压力为F1；当提升11块地板砖时人对框架底的压力为F2，且F1：F2=5：3（取g=10N/kg）求：（1）动滑轮的质量；（2）此装置提升整块地板砖时的最高机械效率【答案】（1）动滑轮的质量为5kg；（2）此装置提升整块地板砖时的最高机械效率为60%【解析】（1）人的重力：G人=m人g=85kg10N/kg=850N，提升8块地板砖时，地板砖的重力：G砖

32、1=8100N=800N，人对绳的拉力：T1=1/3（G人+G砖1+G架+G动）=1/3（1750N+G动）人对框架底的压力：F1=G人-T1=850N-1/3（1750N+G动）提升11块地板砖时，地板砖的重力G砖2=11100N=1100N 人对绳的拉力T2=1/3（G人+G砖2+G架+G动）=1/3（2050N+G动）人对框架底的压力F2=G人-T2=850N-1/3（2050N+G动）已知F1：F2=5：3则，850N-1/3（1750N+G动）：850N-1/3（2050N+G动）=5：3解得，动滑轮重G动=50N动滑轮的质量m动=G动 g =50N 10N/kg =5kg，（2）此

33、装置的机械效率最高时，人对绳的拉力等于人的重力，即T=G人=850N，地板砖、人、动滑轮和框架的总重应为G总=3T=2550N，地板砖的最大重力G砖=G总-G人-G架-G动=2550N-850N-100N-50N=1550N因为题目要求提升整块砖，每块地板砖的重力为100N，15块，15块地板砖的重力G砖=15100N=1500N，提升15块砖时，人对绳的实际拉力：T=1/3（G人+G砖+G架+G动）=1/3（850N+1500N+100N+50N）=2500N/3 ，设地板砖被提升的高度为h则，装置的最高机械效率=W有/W总100%=G砖h/T3h100%=1500N/(2500N/3)31

34、00%=60%【例题19】 【题干】如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具-“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”它的上半部分是由固定在一起半径分别为r和R的两个齿轮组成，下半部分是一个动滑轮，封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着质量为P的重物，不计摩擦和绳重，当匀速提起重为P的物体时，所用的拉力F是（）AP(Rr)/2R BP(Rr)/R CP(R+r)/2R DP(R+r)/R【答案】A【解析】当两个定滑轮转动一周时，大轮使铁链上升高度h1=2R，小轮使铁链下降h2=2r，下半部分是一个动滑轮，所以重物上升的高度h=(h1h2)/2 =(2R2r)/2 =（R-r），不计摩擦，根据功的原理

35、可知，Fh1=Ph，所以拉力F=Ph/h1=P(Rr)/2R =P(Rr)/2R 故选A【例题20】 【题干】在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上如图所示，一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置（1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中_ A轴心正下方的某一位置B轴心左侧的某一位置C轴心右侧的某一位置（2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m=0.4kg的金属后，

36、再用力推动飞轮，当观察到的现象时_，说明飞轮的重心已调整到轴心上了（3）请在图中标出E的位置（4）试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l（提示：利用杠杆平衡条件）【答案】（1）A；（2）每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置；（3）位置如图；（4）重心到轴心的距离为3mm【解析】：（1）重心在最低点时，飞轮才能静止，因每次F都与转轴在同一水平面上，则说明重心应在轴心的正下方，故选A；（2）如果重心在轴心处，则停止时，飞轮可以停在任意位置，即F可能出现在任意位置，故答案为：每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置；（3）焊接金属块的目的是为了让重心上移，则应焊在重心与轴心的连

37、线上，并且在重心的另一侧，故E点位置如图所示；（4）考虑到调整后，飞轮可以停在任意位置，那么当飞轮的重心P和焊接点E转动到同一水平线上时（如图所示），根据杠杆平衡条件：Mgl=mgR，10-3m=3mm；四、课堂运用1如图所示，试画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图并画出该力的力臂2. 如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的 压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所 用的最小的力应不小于（）A600N B400N C200N D150N 3. 三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详如图所示，甲图和尚们商量出

38、 新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以 下说法中正确的是（）A乙图中水桶向后倾，胖和尚可以将他的肩往前移动一点距离B乙图中水桶向后倾，胖和尚可以将后面水桶往后移动一点距离C丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离D丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离4. 如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）C5N 0.4m/sD5N 0.1 m/s5. 质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用

39、图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（）A作用在绳端的拉力F为6NB水平桌面对物体a的摩擦力是2N6.如图所示，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动（不计滑轮与细绳的摩擦及重力），若A物体与桌面间的摩擦力为1N（g取10N/kg），下列说法正确的是（）A拉力F做功的功率是1WDA物体被拉动1s的过程中，B物体克服重力做功3J7. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示 （1）表格内的

40、第4次实验中应补充的数据是_（结果精确到0.1%）这次数据是用图中_（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该_在第1次实验中，拉力F所做的额外功为_J（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：_ _次数物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率12166.7%2371.4%3474.1%428. 如图所示是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置，实验时他用弹簧测力计拉着

41、同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动，实验的部分数据如下表：（1）小明探究的是斜面的机械效率跟_的关系在第1次实验中，斜面的机械效率为_（2）当弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力_物块所受的摩擦力（大于/小于/等于）（3）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越陡，机械效率越_进一步分析表中数据，产生这一现象的原因是：斜面越陡，_试验次数斜面的倾斜程度物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率1较缓512较陡5178.1%3最陡5187.5%9. 如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）

42、；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F=500N，则此杠杆的机械效率为 ?请提出一个提高该装置机械效率的方法?9. 如图实验装置，斜面长2m，高0.5m，秒表每格1s重为1N的小车在沿斜面方向、大小是0.3N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）求：（1）拉力所做的功；（2）拉力的功率；（3）斜面的机械效率10.斜面上有一个重为100 N的箱子A，通过定滑轮与重60 N的重物B相连，在3 s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5 m，此重物B落地，箱子A又经过0.2 s向前滑动了20 cm停下来。若斜面长5米，高2米，则箱子与斜面间的滑

43、动摩擦力是_牛；在箱子滑动过程中重物B共对箱子做了_焦的功；重物B对箱子A做功的功率是_瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)11.在一些建筑工地、港口常见到各种大型起重机如图所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=10m，OB=5m，起重机功率为30kW，若不考虑起重机本身重力的影响求：（1）要使起重机吊起6103kg的货物时不会绕支点O翻倒，右边的配重m0的质量至少为多少？（2）如果机械效率为80%，那么，把5103kg的货物沿竖直方向匀速提高15m，需要多少时间？12.如图所示，四个轮轴的截面图，左边两个轮轴的轮半径与轴半径之比为3：2，右边

44、两个轮轴的轮半径与轴半径之比为2：1，根据图中所示情况，要提起相同的重物，所用的力最小的是（）AF1BF2CF3DF4五、课程小结一、在解决杠杆问题中，要注意以下三点：1.确定杠杆支点位置；2.确定杠杆平衡时动力臂和阻力臂；3. 根据杠杆平衡条件“动力动力臂=阻力阻力臂”解答杠杆平衡问题。二、针对滑轮以及滑轮组需要学生解题时具备较强的滑轮以及滑轮组受力分析能力和综合应用能力。三、1功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离。2功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上 通过的距离(s)的乘积。（功=力距离）3. 功的公式：W=Fs；单位：W焦；F牛顿；s米。

45、(1焦=1牛米).4功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。5斜面：FL=Gh 斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。（螺丝、盘山公路也是斜面）6机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。 计算公式：W有/W总=7功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。 计算公式：。单位：P瓦特；W焦；t秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）六、课后作业【基础】1. 在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题如图所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套

46、管上用力，棉杆就拔出来了将该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）A转轴虎口套管B小铲套管虎口C小铲虎口套管D虎口转轴套管 2. 如图为某种吊车的工作示意图利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）A吊臂是一个省力杠杆B使用这种吊车，好处是可以少做功C匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变D匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小3. 如图所示，在轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示

47、位置的过程中，下列叙述中错误的是（）A拉力F逐渐变大B拉力F始终小于1/2GC拉力F跟它力臂的乘积不变D重物M对杠杆拉力的力臂逐渐变大 4.乒乓球、保龄球等表面都是光滑的，为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢？经有关科学家研究发现：两个等大的球，一个表面布满小坑，另一个光滑，在空中高速飞行时，表面布满小坑的球受到的空气阻力较小现将质量与体积均相等的两个小球A（表面布满小坑）与B（表面光滑）分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端，使杠杆水平平衡，如图所示当从两球正下方同时以相同速度（足够大）的风对准它们竖直向上吹时，则以下的说法中正确的是（）A杠杆左端下降B杠杆右端下降C杠杆仍然在水平方向处于平衡状态D无

48、法判断杠杆的转动情况5.如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，AO=OB在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2，则（）AF1F2BF1F2CF1=F2D无法比较 6.如图所示，重物A放在水平地面上，重物B通过细绳与重物A相连，定滑轮固定在天花板上的O点，重物A所受重力为GA，重物A对地面的压力为FA，重物B所受重力为GB，重物B所受绳子向上的拉力为FB，定滑轮装置所受总重力为G定，且GAGB，不计绳重及滑轮摩擦当整个装置处于静止平衡状态时，下列说法正确的是（）AFA与GA是一对相互作用力BFA大小等于GA与GB之差CFB和GB是一对平衡力D天花板上的O点受到的向下拉力大小等于2GB+G定7.如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动