2020人教版物理八年级下册第12章简单机械精讲精练

1、2020 中考专题12.1杠杆课前预习.一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 ,叫做 杠杆。一根硬棒能成为杠杆要具 备两个条件：有力的作用；能绕某固定点转动。两个条件缺一不可，杠杆的形状可以是直的, 也可以是弯的，但必须是硬的，支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆上的其它位置处。.杠杆的五要素(1)杠杆绕着固定转动的点，称为 一支点，用字母 O表示。(2)促使杠杆转动的力，叫做 动力,常用字母“F 1”表示。(3)阻碍杠杆转动的力，叫做 阻力，常用字母“F 2”表示。(4)动力臂：支点到动力作用线的距离，叫做动力臂,常用字母“L 1”表示。(5)阻力臂：支点到阻力作用线的距离，叫做阻力臂,常用字

2、母“L 2”表示。3.杠杆分类量杠杆力 臂力特点应用举例省力杠杆L1 L2F1VF2省力费距离撬棒费力杠杆L1V L2F1 F2费力省距离船桨等臂杠杆L1 = L2F1 = F 2不省力也不费距离天平4.杠杆的平衡条件(1)杠杆的平衡是指杠杆静止不动或 匀速转动。(2)杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力x阻力臂，即数学表达式为 FL= F2L2(3)从杠杆的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力就越小；力臂越短,力就越 大。计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位也要统一。知识点解读与例题突破知识点1:杠杆1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

3、.杠杆的五要素：支点：杠杆绕着转动的固定点（ Q;动力：使杠杆转动的力（Fi）;阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）;动力臂：从支点到动力作用线的距离 （Li）;阻力臂： 从支点到阻力作用线的距离（L。.力臂的画法：找出支点，画出力的作用线，过支点作力的作用线的垂线。用大括号把垂线段括起来，并标上力臂的符号。【例题1】（2019山东威海）如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB是一个杠杆，杠杆在动力Fi的作用下绕。点匀速转动，请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和 Fi的力臂。【答案】如图所示:【解析】由图知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕。点顺时针转动，则 B点会受到下面连杆向上的支持力

4、，即阻力的方向竖直向上，过 B点作竖直向上的阻力 F2；反向延长力 Fi 画出力的作用线，过支点 。作动力作用线的垂线段，即动力臂 Li.知识点2:杠杆的平衡条件.杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我们说杠杆平衡。.杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即公式：FiLi=F2L2【例题2】（20i9四川南充）如图，用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力 F的大小将（）C.变小D.不能确定【解析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件FlLl=F2L2分析，力F始终水平向右，即动力臂不断变

5、小，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力变大。如图，用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G）,阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件 FlLl=F2L2可知， 动力将变大。【例题3】（2019湖北荆州）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图，杠杆上相邻刻线间的距离相等。甲乙（1）杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节。（3）如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在 A点挂两个钩码，每个钩码重 0

6、.5N,在B点竖直 向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N.当弹簧 测力计改为斜拉时， 再次使杠杆水平位置平衡， 则弹簧测力计的示数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 。【答案】（1）是；（2）右；（3） 1.5;变大；（4）使实验结论更具有普遍性，避免实验结 论的偶然性。【解析】（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图甲中杠杆处于静止状态，因而杠杆处于平衡状态；（2）图甲知，杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，说明杠杆的重心在左端，平衡螺母应向较高的右端调节；（3）每个钩码重 0.5N,由图

7、可知 OR OA 2: 3,根据杠杆的平衡条件可得，FX。氏 2Gx OA测力计的示数：f2GKOA 2OSNX3=1.5N ；0B2斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将大于 1.5N;（4）本实验中进行多次测量的目的是：使实验结论更具有普遍性，避免实验结论的偶然性。知识点3:生活中的杠杆（分类）.省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。.费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。.等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。【例题4】（2019山东临沂）各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是（）【解析】由图可知

8、选项 A、C D中的剪刀动力臂都小于阻力臂，都是费力杠杆，不能省力,所以选项A、G都不正确。 由图可知选项B中的剪刀动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能更容易地剪开较硬的物体，所以选项B正确。习题精练一、选择题1.如图所示的四种情景中，所使用的杠杆为省力杠杆的是（）A.用餐工具筷子 B.茶道中使用的镣子C.用起子起瓶盖 D.托盘天平【答案】C.【解析】结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆.A.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B.镣子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠

9、杆；C.起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D.托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆.2. （2019陕西省）下图所示的简单机械一定省力的是（）A.撬石头用的木棒B.划赛艇用的船桨C.理发用的剪刀D.升旗用的定滑轮【答案】A【解析】A用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B.用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；C.用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；D.定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。3.如图甲是吊车起吊贷物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕 O点缓慢转动，从而将货物提起.图

10、乙杠杆受力及其力臂图示。下列说法正确的是（）A.吊臂是一省力杠杆，但要费距离B.吊臂是一个费力杠杆，但可以省功C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小【答案】D【解析】根据杠杆平衡条件，FiX 1产F2X 12,根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆.根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化.A.如图画出动力臂和阻力臂，动力臂Li小于阻力臂L2,根据杠杆平衡条件，动力大于阻力， 吊臂是费力杠杆.故 A错误；B.吊臂是费力杠杆，费力但可以省距离，但不省功，故 B

11、错；由题知，吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，根据FiXl产F2XI2可知动力减小，所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小.故C错、D正确.点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键，吊车吊起货物时，确定变化量和不变量，根据杠杆平衡条件解决问题（2019湖南郴州）材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA【解析】由题知，甲、乙两物体的密度相同,C.仍保持平衡D.无法确定OB,如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将OX OR即甲的力臂要小于乙的力臂;根据杠杆的平衡条件可知，G甲XL甲=6甲*1乙

12、,即：p gV甲L甲=p gV乙L乙,所以：V甲L甲= VzX乙，如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，此时甲乙都要受到浮力的作用，根据阿基米德原理可知甲乙受到的浮力分别为：F浮甲=p 水gV甲,F浮乙=p 水gV乙,此时左边拉力与力臂的乘积为：（G甲p水gV甲）XL甲=6甲*1甲p水gV甲X L甲此时右边拉力与力臂的乘积为：（G乙一p水gV乙）XL乙=6乙*乙一p水gV乙XL乙一 由于V甲L甲= VzX乙，所以：p水gV甲 X L甲=p水gV乙X L乙,则由两式可知，此时左右两边拉力与力臂的乘积相同，故杠杆仍然会保持平衡。（2019四川达州）如图所示，轻质杠杆 AB可绕。点转动，当物体 C

13、浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是边长为20cn质量为20kg的正方体，OA OB= 2: 1,圆柱形容器的底面 积为400cm2 （g=10N/kg）,则下列结果不正确的是（）物体C.D对地面的压强为 1.5 x 103PaD.物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2X 103PaA物体C的质量:meGc80N10N/kg= 8kg；物体C的密度:SkgVC LX10-3m3= 8x103kg/m3,故 A正确;B.物体C排开水的体积:V排=茏=1X10 3n3,受到的浮力:5浮=p 水gV排=1x

14、i03kg/m3xi0N/kgX1xi0 3m3= 10N;杠杆A端受到的拉力:Fa=0 F 浮=80N 10N= 70N,故 B 正确;C.由杠杆平衡条件Fi Li = F2L2得:FaXOA= FbX OB则杠杆B端受到细线的拉力:Fb =0AOBXFa：X70N= 140N,由于力的作用是相互的，杠杆B端对D的拉力:F 拉=58=140、D对地面的压力: 5压=3 FB=mtg- F拉=20kgX 10N/kg 140N= 60N,D对地面的压强:= 1.5 xi0 3Pa,故 C正确;D物体C浸没在水中前后，水的深度变化: h =院=2.5cm = 0.025m, S 400c ri1

15、水对容器底的压强增大值： p= p 水g4h=1xi03kg/m3xi0N/kgX0.025m= 2.5X10 2Pa,故 D错。二、填空题. （2019湖北宜昌）如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支 力杠杆, 手移动的距离 （选填：大于、小于）桨在水中移动的距离。【答案】费；小于。【解析】根据杠杆的结构特点以及杠杆分类的方法可判断其类型由桨的结构可知，赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；费了力，省了距离, 划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。. （2019福建省）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于 杠杆（选填“省力”

16、“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了 对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。【答案】省力；减小。【解析】由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆；支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。. （2019安徽省）如图，一轻杆AB悬于。点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30。的力F,此时轻杆水平平衡。若重物质量m= 3kg, B0= 3AQ g 取 10N/kg。贝U力 F 的【解析】【解答】解：反向延长力 F的作用线，过支点 0作力F作用线的垂线即为 F的力臂因为右端施加一个与水平方向成30的力F,则由

17、几何知识可知Li = 0B/2,G= mg= 3kgX10N/kg= 30NI,已知B0= 3AQ 重物质量 m= 3kg,则物体重力由杠杆平衡条件得：GjX L 2= FX L i即 GX 0A= FX 0B/2,代入数据可得，30NX 0A= FX 30A/2,解得F= 20NL. （2019山东泰安）一位泰山挑山工用一根长1.8m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图,若在扁担的A端挂200N的物体，B端挂300N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端 m远的位置（不计扁担的重力）。8【答案】1.08【解析】设支点为 0,由图可知，肩到扁担左端的距离为 0A则肩到右端距离为

18、 0B= 1.8m 代入数据：200NJX OA 300NX （ 1.8m - OAA , 解得：OA= 1.08 m-0A,扁担平衡，由杠杆的平衡条件可得:G0A= G0R.如图所示，一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来，已知 AB=8AQ当在A处悬挂120N的重物G时，杠杆恰好平衡，杠杠自身的重力为 N若在C处锯掉BG留下AC杠杠，支 点O不变，则需要在 A端 （选填“增加”或“减少”）重物，才能使杠杠仍保持水平 平衡.【答案】40;减少.【解析】因为杠杆为粗细均匀的硬棒，所以杠杆AB的重心在杠杆的中心，力臂为杠杆AB的八分之三;3由杠杆平衡的条件可得：G杠杆X AB=G OA1:1已知 AB

19、=8AQ 贝U G杠杆 X rAB=GF2F3F1VF2VF3F1=E=F3F2F1F3【解析】使用定滑轮不能省力， 但可以任意改变力的方向。图1中Fi, F2和F3尽管力的方向不同，但力的大小都等于物体重力G知识点2:动滑轮(1)实质：是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。(2)特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。【例题2】(2019海南省)如图，小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有 段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则

20、小谦对绳子的拉力至少为 No第16题图【答案】2 150【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有2段绳子拉甲树；根据动滑轮省一半力的特点，小谦对绳子的拉力至少为150N。知识点3:滑轮组(1)连接：两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。(2)作用：既可以改变力的大小又可以改变力的方向，但是费距离。(3)省力情况：F= (G+GO /n ;绳子自由端移动的距离 s=nh,其中n是绳子的段数，h是 物体移动的高度。【例题3】一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方

21、法。【答案】如图所示。【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮。知识点4:轮轴和斜面(1)轮轴：实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力杠杆。轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力 F2,作用在轮上的力是动力 F1,轴半径r,轮半径R则有F1R=F2r,因为Rr, 所以F1F2。(2)斜面：是一种 省力机械。斜面的坡度越大，省力越多。【例题4】(2019山东省东营)如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重【答案】A及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是(【解析】A由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力B.由图可知，动

22、滑轮省一半的力，所以拉力F2=G;2C.设斜面的高度为 h,斜面长度为s,则卜=$所30。= X,由功的原理可得,s2以 F3 = hG=G; s 2D.由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力F4=_G,3F3S=Gh,所综上可知，当提起同一重物时，最省力的是Ao习题精练、选择题1.如图所示，不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800NI,而绳上吊着的静止的“绅士”重500NI,则米袋对地面的压力为(B. 250NC. 300ND. 800NA. 500N【答案】C【解析】从图判断，图中的滑轮是定滑轮，“绅士”通过定滑轮对米袋向上的拉力等于他的重力，则米袋对地面的压力为800N-500

23、N=300N=2.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实，下列做法中最不可取的是()实验次数物重G/N9 F/N11. 00. 6521. 50. 9032. 01 .15A.与同学分析可能原因B.实验失败，停止实验C.改进实验条件，重新实验D.查阅资料，了解结论的适用条件【答案】B【解析】对于“使用动滑轮能省一半力”，我们是通过实验探究得出来的。可是小汉同学在 进行这个实验时，实验结果却与课本中的结论不符。问题在哪里呢？题目排除了操作错误，记录的数据也正确。实际上，物理中的许多结

24、论都是在忽略某些次要因素的基础上得出的。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和绳子的重力，并不考虑摩擦的情况下获得的结论。而在进行实验时， 这些因素都是存在的。如果把这些因素都考虑进去，势必得不出规 律性的东西，得不到正确的结论。 怎么办呢？此时就要设法减小以上次要因素的影响，如选用更轻的动滑轮和绳子，进一步减小摩擦，还有尽可能使物体重力更大一些等。. （2019湖南郴州）利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为 10N （不计绳重与摩擦），则拉力F的大小为（）A. 70NB. 100NC. 105ND. 110N【解析】由图知，n= 2,不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力:

25、F= （G+GO = （200N+10N）= 105N,故 C正确。、填空题.如图所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩擦和滑轮重，则重力G甲 G =、 ）。【答案】【解析】从图8看出，甲为定滑轮，所以 F = G甲，乙是动滑轮，F = G乙/2,即G= 2 F。因此，G甲G乙.用如图装置，在 20s内将80N的水桶提升3m,拉力为50N,则拉力的功率为 W.若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为 No【答案】15; 20。【解析】本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、动滑轮s=nh的理解和运用，已知条件已给出，难度不大。（1）先根据s=2h求出绳子自由端移动的距离，然后根据W总=F

26、s拉力做的总功，最后根据W fci1P=二求出拉力的功率；（2）不计绳重及摩擦，根据 F （G+G0求出动滑轮的重力。t2绳子自由端移动的距离 s=2h=2X 3m=6m拉力做的总功： W总=Fs=50NX 6m=300J则拉力的功率： P= - = 1 =15Wt 20s不计绳重及摩擦，由 F卷（G+G0可得动滑轮的重力：G动=2F G=2X 50N- 80N=20N.某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升 4m,此装置是滑轮（选填“定”或“动”），该工人拉力的功率为 W（滑轮和绳的重力、摩擦均不计）【答案】动；60.【解析】使用中固定不动的滑轮是定滑轮，使用时

27、随物体一起运动的滑轮是动滑轮；滑轮和绳的重力、摩擦均不计，克服木块重力做的功即为工人拉力做的总功，根据W=GhJt出其大小，根据P求出该工人拉力的功率.(1)图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮；(2)滑轮和绳的重力、摩擦均不计，工人拉力做的功：W=Gh=150N4m=600J ”，该工人拉力的功率：P2,=60Wt 10s.如图，工人利用滑轮组将 200N的重物匀速向上提升到 2m高的平台上，则他所用的拉力为N,绳子自由端向下移动的距离为m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)【解析】由图知，承担物重的绳子股数n=2.不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力F*G;拉力端移动的距离 s=2h.由图知，使用

28、滑轮组，承担物重的绳子股数n=2.(1)不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力F=G=X200N=100N(2)绳子自由端向下移动的距离：s=2h=2X 2m=4m三、作图题.如图所示，通过滑轮组向下用力提升重物，请用笔画线组装滑轮组.【答案】如图所示。【解析】滑轮组的绕绳问题：(1)先确定承担物重的绳子股数，如果是奇数股，绳子就从动滑轮绕起；如果是偶数股，绳子就从定滑轮绕起。 滑轮组绕绳法则是：“奇拴动，偶拴定”。(2)考虑拉力方向，方向向下，绳子一定要拴在定滑轮下面挂钩上；考虑拉力方向上，绳子一定要拴在动滑轮上面挂钩上 .四、实验题.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起

29、钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示解决下列问题：(1)比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ；(2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 ;(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮;(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择 ;(5)进一步分析实验数据，彳还发现什么规律？(写出一个即可)【答案】(1)能省力(2)可以改变力的方向(3)费距离(移动更多距离)(4)由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组(5)例如：计算动滑轮和定滑轮提起重物所做的功，发现使用动滑轮和定滑轮都不能省功；计算动滑轮 (定滑轮

30、)的机械效率，使用动滑轮(定滑轮)的机械效率小于l。【解析】根据定滑轮和动滑轮特点和表格数据分析来研究解决问题。五、综合应用题.利用如图所示的滑轮组竖直向上提升浸没在水中的金属物.已知正方体实心金属物的体积V=1X 10 -2m3,重力G=790N p ?k=1 x 103kg/m3,动滑轮重 G=60N,绳子重力和摩擦不计. 请 问：(1)金属物浸没在水中时，受到的浮力是多大？(2)在金属物浸没时，匀速提升需要的拉力F是多少NI?(3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m,求绳子自由端竖直向上拉力F的功率.【答案】(1)金属物浸没在水中时，受到的浮力是100N; (2)在金属

31、物浸没时，匀速提升需要的拉力F是250N; (3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m,则绳子自由端竖直向上拉力的功率为25WV【解析】金属物完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出金属物浸没在水中时受到的浮力；根据力的合成求出金属物受到的重力和浮力的合力即为金属物对动滑轮的拉力，由图可知滑轮组绳子的有效股数，利用F=- (G物+G动)求出绳子自由端n拉力大小；根据 s=nh求出绳子自由端1min内移动的距离，根据 P=-=-j求出绳子自由端竖直向上拉力的功率.(1)因为金属物浸没在水中，所以V排=丫=1* 10 2m5,根据阿基米德原理可得，金属物受到的

32、浮力：5浮=6排=d水Vg=1x 103kg/m3x 1 X 10 2n3x 10N/kg=100N;(2)因为物体A受到的重力方向是竖直向下，受到的浮力方向是竖直向上，所以根据力的合成可得，金属物受到绳子的拉力：因为 F =790N- 100N=690N绳子对动滑轮的拉力：F =F合=690N由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3,绳子自由端需要的拉力:（F+G 动）=1-=250N;(3)绳子自由端 1min内移动的距离：s=nh=3x2m=6mN Fs 25州又3乂2瑞绳子自由端竖直向上拉力的功率：7-=-=25W.定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮

33、拉 住钩码，已知人手的拉力为 F,钩码重力为G(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点Q画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；F=G(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证:【答案】（1）如图所示。（2）由几何知识知：l 1 =12 =R （R为滑轮半径）根据杠杆平衡条件：Fi 1 i=F2 1 2,即F-1尸G12,所以F =G【解析】（1）支点是杠杆绕着转动的点，所以定滑轮的支点在定滑轮的转轴上。钩码重力G作用在钩码的重心上，拉力 F作用在绳端，方向沿着绳子斜向下。从支点分别向两个力的作用线作垂线，垂线长就是力臂。（ 2）根据几何中圆的半径相等和杠杆平衡条件即可推证F

34、=G专题12.3机械效率课前预习必须 要做的功。.有用功（W有用）：人们为了达到工作目的.额外功（W额）：利用机械时不想需要但 不得不做 的功。.总功（W总）：外力所做的功，即有用功和额外功的总和。.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于1.W.计算公式： r= 有用X 100%。W总.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的重力；减轻机械的 自身重量;合理地减少部件间的有害 摩擦。知识点解读与例题突破知识点1:有用功和额外功.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。 也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功

35、。在提升物体时，W用=Gh.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。.额外功的主要来源：提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。克服机 械的摩擦所做的功。.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W. =Wr 用 +W1 5.若人对机械的动力为 F,则：W总=FS【例题1】（2019山东威海）如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30 ,重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J,克服弹簧拉力做功300J,则

36、克服物块重力做的功为J ,物块与斜面之间摩擦力的大小为N.（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）【答案】500; 100。【解析】已知斜面的倾角为30。，物块沿斜面向上匀速运动2m,则斜面的高度 h=Ls =2x 2m= 1m,2克服物块重力做的功 W = Gh= 500NJX 1m= 500J;W = W- W- Wr用=1000J - 500J - 300J = 200J,由Wh=fs可得，物块与斜面之间摩擦力的大小f =少鱼=!也L= 100N。s 2m知识点2：机械效率(1)定义：有用功与总功的比值，叫机械效率。(2)公式：刀=2X100%W总【例题2】(2019湖北荆州)湖北省第二届园林博览会

37、将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物， 当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉 绳，使重1600N的重物匀速上升了 5m，此过程中克服绳重和摩擦做功 500J ,下列说法中正确的是()A.拉力F做功为5X103 JB.缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800NC.动滑轮重为300ND.滑轮组的机械效率为 75%【答案】C【解析】A由图知，n=2,拉力端移动距离：s=2h = 2X5m= 10m,拉力 F 做功：Wti=Fs=1000NX 10m= 1X10 4J,故 A错；B.已知绳子末端的拉力F为1000N,则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N,故

38、B错;C.拉力做的有用功：W=Gh= 1600NX 5m= 8X10 3J,拉力做的额外功：Wfe 总= Wi M用= 1X104J 8X103J = 2X103J,此过程中克服绳重和摩擦做功Wb 1= 500J ,提升动滑轮做的额外功：W2= 5总-W 1 = 2X10 3J- 500J = 1.5 X 10 3J,由W Gh可得动滑轮重力：G轮=L5X10J =5m300NI,故C正确;D.滑轮组的机械效率：Y=X100%F 80% 故 D错。【例题3】(2019湖北荆州)为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园, 建成后将通过最新的 VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五

39、千年华夏文明。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h= 2m,长L= 10m的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时 50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W求：(1)拉力F的大小；(2)该斜面的机械效率是多少；(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。【答案】(1)拉力F的大小为400N;(2)该斜面的机械效率是 60%(3)木箱A在斜面上匀速直线运动日受到的摩擦力是160M【解析】(1)由P=L得，拉力所做的功： TW 总 = Pt = 80WF2,故A错误；B.因为动滑轮重相同，提升白物体重和高度相同，Ww=G动h, W有i=G

40、物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为w有用一,所以两滑轮组的机械效率相 甲总同，故B正确;C.使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故 C错误；D.因为绳子自由端移动的距离s=nh, ni=2, n2=3,提升物体的高度 h相同，所以Si=2h,S2=3h,则S1A2,故D错误。5. （2019内蒙古巴彦淖尔市）如图所示，拉力 F为5N,物体A以0.1m/s的速度在物体 B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12NI.下列说法正确的是（）A.物体A受到的摩擦力为10NB.拉力F的功率为1.5WC.

41、滑轮组的机械效率为 80%D.拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动【解析】A.物体B静止在地面上，所以受力平衡； 水平方向上物体 B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N,即fAB+4N= 12N,则fAB= 8N;根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB= 8N;故A错误；B.由图知，水平使用滑轮组，n=2,拉力端移动速度 v=2v物=2X0.1m/s= 0.2m/s ,则拉力做功的功率：P=Fv=5NX 0.2m/s= 1W（故B错误；T tC.滑轮组的机械效率：r= 工X100%= =80% 故C正确；nF 2X5

42、ND.若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变， 所以物体B的运动状态不会改变， 即物体B仍然静止，不会向 左运动，故D错误。6.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过0.4倍.在此过程中程中，所用的拉力大小为 375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的下列说法正确的是（）A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为 750NC.拉力F的功率为750WD.滑轮组的机械效率为 80%【答案】D.【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nsA求出绳子自由端沿水平方向

43、移动;（2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据 FA=f=0.4G求出物体受到的拉力;（3）根据 W=F。拉力F做的功，根据P求出拉力F的功率;（4）根据惘=FaSa求出拉力做的有用功，根据刀=X100%t出滑轮组的机械效率.W总、填空题（2019湖南娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是 （选填“定滑轮” “动 滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为 90%勺杠杆做100J的总功，其中额外功是 J。【答案】滑轮组；10。【解析】（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组

44、成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；（2）由题知，使用杠杆做的总功W总=100J, r =90%w有用L =90%可得做的有用功：W用=亚总 x 90%=100* 90%=90J则利用杠杆做的额外功：W =WW有用=100J-90J=10J 。（2019江苏南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2X103N的物体时，物体5s内上升了 6m,此过程中有用功为 J,钢丝绳移动的速度为 m/s;若滑轮组的机械效率为 70%则额外功为 J,拉力F为 N,其功率为 W【答案】2.52 X 10 4; 3.6; 1.08 X 104; 2000; 7.2X103。【解析】根据

45、有用功等于物重与物体升高的高度的积；根据速度公式可求物体上升的速度,由丫绳=门丫物可求钢丝绳移动的速度，根据Y=内有用W总可求总功，额外功等于总功减去有用功，再根据WW= Fs=Fnh可求拉力；根据P= Fv可求功率。有用功:WnGh 4.2X10 NX 6m= 2.52X10 J;由图可知，n=3,钢丝绳移动的速度:v 绳=nv 物=n x6m5s=3.6m/s ;由Y)=二可的总功,额外功：W额=亚总-W有用=除用W有用=W有用1) =2.52 X 10 4JX1)=1.08 X 104J;总功：W、=Fs,拉力：f=_=%= 汕=山=2000叱 s nh nh 70% X 3 X拉力的功

46、率：3P= Fv=2000NX 3.6m/s=7.2 X10 W（2019四川达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力 F大小为2.5 X 103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t,斜面高为2ml斜面长为5m（不 计车长、钢g=10Nkg）在小车A由水平路绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,面被拖上救 援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J,整个装置的机械效率为 ，小车A与 斜面间的摩擦力大小为 N.【答案】2X10 4; 80% 1X103。【解析】(1)小车质量my= 1t= 1000kg,其重力 g= mg= 1000kgX10N

47、/kg= 1X10 4NI,钢绳做的有用功：忸用=Gk 1X10 4NX 2m= 2X10 4J,(2)不计车长、拉力端移动距离s = 2L= 2X5m= 10m,拉力做的总功：W、= Fs=2.5 X103NX 10m= 2.5 X 10 4J,整个装置的机械效率：2乂！Q，J *100% 8吸囚总 2. 5X1(3)不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，M = WE、一Wffl=2.5X10 4J 2X10 4J = 5X103J,由W1=fL可得摩擦力：3f = J =1X103NloL Em10.往车上装重物时，常常用长木板

48、搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m,假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ,若实际 用力为500N,斜面的机械效率为 ,重物受到的摩擦力为 . (g取10N/kg).【答案】(1)人做有用功为1200J; (2)斜面的机械效率为 80% (3)摩擦力为100N.【解析】(1)人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h,故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=Fs可求得施加的推力；(2)利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；(3)人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式

49、求得摩擦力.解析：(1)人做的有用功等于用斜面所做的功：W =Gh=mgh=120kg 10N/kg x 1m=1200JFs=mgh=1200J,解得：F=400N;3 m(2)人所做的总功： W总=Fs=500NX 3m=1500J斜面的机械效率:I1200Jx100%=X100%=80%(3) W叁=Wf+Wh即：Fs=Gh+fsg” 附-Gh： 1500J-1200J所以 f=-=100N;3m11.如图，在斜面上将一个重 5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N,斜面长4m,高1s则拉力做的有用功为 J,斜面的机械效率为 【答案】5; 62.5%。【解析】知道物体重力和斜面高，

50、利用W=GhJt拉力做的有用功；知道拉力和斜面长，利用W=Fsi力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比。(1)拉力做的有用功：Wri=Gh=5NK 1m=5J(2)拉力F对物体做的总功： W总=Fs=2NNX 4m=8J斜面的机械效率：y =W有用/W总=5J/8J X100%=62.5%三、实验探究题12.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下（1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升；（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 （保留三位有效数字）；（3）进

51、行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J ;（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关.【答案】（1）缓慢；（2） 78.4%; （3） 2.4 ; 0.3 . （4）物重（或钩码重）【解析】（1）在实验中要向上缓慢、匀速拉动测力计；（2）掌握机械效率的定义式/W有用/W总，很容易结合表格数据求解机械效率；（3）根据 Wr用=6卜计算有用功；根据 r=W有用/W,-Gh/Fs计算弹簧测力计的示数.（4）在分析数据时，要注意机械效率的变化是由哪个口物理量的变化引起的，从而得出结论.从实验数据看，钩码上升的高度无规律的变化，所以机械效率不断增大不是由

52、于被提升高度的变化而引起的.钩码重不断增大，机械效率不断提高. 所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率.四、计算题（2019眦州）小强用如图所示装置在 10s内将重为450N的货物匀速提升 2ml此过程中 拉力F的功率为120W求：（1）提升装置所做的有用功；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮 组的机械效率。【答案】(1)提升装置所做的有用功是900J;(2)拉力F做的功是1200J;(3)该滑轮组的机械效率是75%【解析】(1)提升装置所做的有用功：W/0 = Gh450 NX 2 m= 900J;(2)根据P=W/t可得拉力F做的功：W、= Pt = 120W 10s= 1200J;(3)滑轮组的机械效率： y =