初中二年级物理（下册）简单机械经典教（学）案

..一、复习引入新课复习：1.什么是功？功的两个主要因素是什么？2.将重20N的重物匀速举高2ｍ,人需做多少功？探究活动：因装修房子的需要,要把沙子从一楼运往三楼。方案：1.将沙子装进桶里提上三楼；2.将沙子装进桶里用动滑轮提上三楼；3.将沙子装进袋子里用动滑轮提上三楼；问题；那种方案较好？二、新知讲解[知识网络]一、杠杆1定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲,形状任意。②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2五要素──组成杠杆示意图。①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。3研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡指：杠杆〔>或<>。实验前：应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在〔平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件〔或杠杆原理是：4．分类：名称结构特征优缺点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平,定滑轮二、滑轮1．定滑轮：①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：等臂杠杆。③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。④对理想的定滑轮〔不计轮轴间摩擦F=G。绳子自由端移动距离SF〔或速度vF=重物移动的距离SG〔或速度vG2．动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。〔可上下移动,也可左右移动②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。③特点：使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。④理想的动滑轮〔不计轴间摩擦和动滑轮重力则：F=G只忽略轮轴间的摩擦则,拉力F=〔G物+G动绳子自由端移动距离SF〔或vF=2倍的重物移动的距离SG〔或vG3．滑轮组①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。③理想的滑轮组〔不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力拉力F=G。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=〔G物+G动。绳子自由端移动距离SF〔或vF=n倍的重物移动的距离SG〔或vG。④组装滑轮组方法：根据"奇动偶定"的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。三、机械效率：１、有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用＝Gh〔提升重物=W总－W额=ηW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／η斜面：W总=fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。ηη=η=η===η===η===斜面：定滑轮动滑轮：滑轮组③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%。④提高机械效率的方法：。ηη==①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。④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。⑤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。三．典型例题1、如图所示,做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。[变式1]下列关于动力F1力臂的作图中,正确的是〔B．C．D．[变式2]3、用一条长2m的扁担挑物品,前后两端分别挂有300N和200N的箱子。要使扁担保持水平平衡,肩应离扁担前端多远？4、在探究杠杆平衡条件的实验中,如果杠杆右侧高左侧低,则可将左侧的平衡螺母向调节,使其在水平位置平衡。如图所示,在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码,在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆,使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小,弹簧测力计的拉力应沿方向,此时读数为N。303030202010100[变式1]在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了〔减小摩擦B．使每组数据更准确C．多次测量取平均值减小误差D．获取多组实验数据归纳出物理规律[变式2]如图所示,是"探究杠杆平衡条件"的装置图．〔1实验前为方便测量力臂长度,应将杠杆调节到平衡,如果杠杆的左端向下倾斜,平衡螺母应向端调节．〔2实验记录的数据如表所示,收集多组数据的目的是；实验得到的结论是〔用字母符号表示．实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.5101520.5151.5531.5203104220410〔3图中杠杆处于平衡状态,每个钩码受到的重力是0.5N,则弹簧测力计竖直向下的拉力是N；拉着弹簧测力计,逐渐向右倾斜,并保持杠杆平衡,弹簧测力计的示将．5、下列四种情形中所使用的杠杆属千省力杠杆的是〔[变式]图3所示的简单机械中属于费力杠杆的是〔5、如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时〔A．m1=m2B．m1=2m2C．m2=2m1D．m1=4m26、如图所示的装置中,不计滑轮摩擦,当水平向右的拉力F=5N时,物体恰能匀速的向右运动,求物体所受地面摩擦力的大小。7、如图所示一根质地不均匀的木棒横放在地上,重心为O点,抬起它的左端需要200N,抬起它的右端需要300N,则〔1木棒的OA段重还是OB段重？〔2木棒本身重多少N？8、如图所示,用水平方向的力F拉绳子的一端P,使物体A以2m/s的速度向左匀速运动,此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦,则物体A与水平面的摩擦力及2秒内P端移动的距离分别为〔A．8N,4mB．8N,8mC．16N,4mD．16N,8m[变式]如图所示,用力F将重物匀速提起,滑轮重不计,则重物重力G与力F的关系是〔A．F=GB．F=2GC．F=G/2D．无法确定9、如图所示,通过滑轮组用100N的拉力在20s内将重为240N的物体匀速提高2m,〔不计绳重和摩擦,求：〔1绳子自由端的移动速度为多大？〔2动滑轮重力多大？〔3若重物再增加120N,要使重物匀速上升,作用在绳子自由端的拉力至少多大？10、如图所示,质量不计的不等臂杠杆两端分别挂上实心铁球A、B时,恰好能使杠杆在水平位置平衡。若将A和B同时浸没在水中,则杠杆的状态是〔A．右端下沉B．左端下沉C．仍然平衡D．不能判定[变式]等臂杠杆的两端各悬挂一个质量相等的实心铜球和铁球,杠杆保持平衡,如图所示。若将两球同时没入水中,杠杆将〔ρ铜>ρ铁A.仍保持平衡B.挂铁球的一端下降C.挂铜球的一端下降D.无法确定11、[变式1]如图所示〔滑轮组的绕绳未画出,人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m,重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%〔g=10N/kg．〔1按题意画出滑轮组的绕绳．〔2人所做功的功率多大？〔3被吊起的重物质量多大？[变式2]用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N,货物重360N、上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W〔不计绳重。求：⑴滑轮组的机械效率η⑵货物上升3m过程中,克服摩擦力做的功。12、如右图所示,已各斜面长5m,高3m,绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：〔1物体沿斜面向上运动的速度为多少？〔2绳端移动的距离是多少？〔3拉力的功和功率各是多少？〔4拉力的机械效率是多少？[变式]如图23所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来,求：〔1所需拉力F是多少？〔2机械的总功率是多少？13、如图所示,斜面长S=10m,高h=4m．用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：<1>运动过程中克服物体的重力做的功；<2>斜面的机械效率；<3>推力F的大小．[变式]现有重800N的木箱A,小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上,如图所示,他站在斜面上,沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．求：〔1小李同学拉木箱的功率是多大？〔2该斜面的机械效率是多少？〔3木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？1．在生产生活中常使用如图所示的简单机械,其中一定不能省力的做法是〔A．B．C．D．2．人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的。图1中属于省力杠杆的是〔3．骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了〔A．缩短上坡过程中所走的路程B．减少上坡过程中所做的功C．减小上坡过程中所施加的力D．缩短上坡过程中所用的时间4．如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是〔A．人拉绳做功的功率为75WB．滑轮组的机械效率为80%C．绳子自由端移动的速度为0.3m/sD．动滑轮重为100N5．下列关于机械效率的说法正确的是〔A．机械效率不可能达到100％B．随着科学技术的发展,机械效率可能会大于100％C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率6．如图所示,物体G在竖直向上的拉力F的作用下,匀速上升0.2m。已知G=18N,F=1ON。这一过程中,不能得到的结论是〔A．绳子自由端上升0.4mB．拉力F做功4JC．动滑轮重为2ND．该动滑轮的机械效率为90％7．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组〔每个滑轮重相同匀速提起相同的重物．不计绳重及摩擦,下列说法正确的是〔A．甲图省力,机械效率甲图大B．甲图省力,机械效率一样大C．乙图省力,机械效率一样大D．乙图省力,机械效率乙图大8、将一定滑轮改为动滑轮使用,则它的机械效率在不计绳重和摩擦时〔A．一定提高B．一定降低C．一定不变D．无法判断9.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为〔A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%ABABCD图6F3F1F2F411.-个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比〔A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功不变D.有用功不变,总功减少12．如图所示的轻质杠杆,AO小于BO,在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离,则〔A.杠杆仍保持平衡B.杠杆的A端向下倾斜C.杠杆的B端向下倾斜D.无法判断

13.如图所示,下列简单机械中,省距离的是<>14.如图是小龙探究"杠杆平衡条件"的实验装置,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜,仍然使杠杆保持平衡,拉力F的变化情况是<>A.变小B.变大C.不变D.无法确定15.小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼,如图所示,OA=0.4m,OB=2m。下列说法正A.用钓鱼竿钓鱼费距离B.钓鱼竿是个省力杠杆C.手对钓鱼竿的拉力F1的大小为75ND.手对钓鱼竿的拉力F1的大小为3N16.下列简单机械中,不能够用20N的力提起50N的物体的是<>A.杠杆B.动滑轮C.斜面D.轮轴17.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中<>A.甲图省力,机械效率甲图大B.甲图省力,机械效率一样大C.乙图省力,机械效率乙图大D.乙图省力,机械效率一样大18.如图所示,测定滑轮组的机械效率时,所用钩码质量为200g,几位同学用弹簧测力计测出拉力F的读数如下,其中肯定错误的是<>NB.0.8NC.0.7ND.0.6N19．如图所示,用F=10N的力拉着物体在地面上匀速运动,则物体与地面间的摩擦力为〔A、10NB、20NC、30ND、无法确定20.如图甲所示,小明在探究"杠杆的平衡条件"实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。〔1实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_________〔选填"左"或"右"调节,使杠杆在不挂钩码时,保持_________并静止,达到平衡状态。这样做的好处是便于在杠杆上直接测量___________。〔2杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为________。他这样得出的结论是否合理？____________；为什么？__________________。〔3实验结束后,小明提出了新的探究问题："若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立？"于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是__________________。21.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表：〔1在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。〔2第1次实验测得的机械效率为________。〔结果保留两位有效数字〔3分析表中数据可知：第2次实验是用___________图做的；第4次实验是用______图做的。〔选填"甲""乙"或"丙"。〔4分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组,__________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多〔即动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率_________。〔5分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度____________。22．如图所示杠杆OBA处于平衡状态,请分别画出F1的力臂L1和F2的力臂L2。23．如图所示,水平地面上一质地均匀的方形木板在力F1的作用下处于静止状态,若把它看作一个以O点为支点的杠杆,请你画出阻力F2及动力F1的力臂l1．24．如下左图,小明在做俯卧撑时可将他视为一个以脚为支点O的杠杆,如果他的重心在A点,请在图中画出重力G和支撑力F及支撑力的力臂l。25．如图所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂L．26.使用动滑轮能省〔选填"力"、"功"或"距离"．用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时,动滑轮的机械效率为75%,若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物,此动滑轮的机械效率为%〔不计绳重和摩擦．27.如图所示,斜面长1m,高0.4m,用大小为5N沿斜面向上的拉力F,将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为；若仅使倾角θ