【实用资料】专题七简单机械功功率和机械能PPT

专题七简单机械功功率和机械能A组-年江苏中考题组五年中考考点一简单机械1.(苏州,1,2分)如图的常见器具都应用了杠杆,其中属于省力杠杆的是 ()

答案

B托盘天平在使用过程中动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;独轮车在使用时动力臂大

于阻力臂,是省力杠杆;筷子和船桨在使用过程中动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选B。2.(连云港,3,2分)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作

用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1,使杠杆仍在水平位置保持平衡,下列关系中正确

的是 ()

A.F1<F2

B.F1>F2

C.F2<G

D.F1=G答案

B作出F1、F2对应的动力臂l1、l2,如图所示,可知l1<l2。在阻力、阻力臂一定的条件

下,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,可得F1>F2。

3.(苏州,27,4分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中: (1)图甲中,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向

侧调节。(2)图乙中,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A处下方再挂一个钩码,则B处所挂钩码须向右移

动

格,可使杠杆在水平位置再次平衡。(3)杠杆处于图甲所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验,小明认为这样操作会对实

验产生以下影响:①杠杆自身重力可能会对实验产生影响②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误③无法得出杠杆平衡条件你认为正确的是

。A.①②

B.①③

C.②③答案(1)右(2)1(3)A解析(1)由图甲可知,杠杆左端下沉,要向右调节平衡螺母。(2)由杠杆平衡条件可知,左、右两边钩码数与格数乘积相等才能平衡。在A处再挂一个钩码,

则左边为4×2=8,右边钩码应向右移1格,才能达到平衡状态。(3)图甲杠杆左端下沉说明杠杆的重心不在支点上,杠杆自重力臂不为0,对杠杆转动产生影响,

故①正确;图甲杠杆不在水平位置平衡,钩码悬挂点到支点的距离不是力臂,不便于测量力臂,

故②正确;如果考虑杠杆自重,还是可以得到杠杆平衡条件的,只是操作方法可能更复杂,故③

错误。应选A。思路分析

对实验操作的评价要求较高,改变了传统的考查方式,属于创新题。易错警示认为第(3)问中的③说法是对的。4.(苏州,22,4分)物理实验复习时,小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题(1)小美先将杠杆调节至水平位置平衡,在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后,杠杆的

端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不改变钩码总数和悬挂点位置,只需将

即可。(2)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码

拿掉,结果杠杆转至竖直位置,如图乙所示。小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发

现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是

。(3)他们认为(2)问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变,OA长L,将杠杆从竖直位

置拉着转过30°的过程中,拉力F做功为

。

答案(1)左取下左侧2个钩码挂到右侧钩码下方(2)水平位置时动力臂为零,杠杆无法平衡(3)

FL解析(1)若每个钩码重为G,杠杆上每格长L,由图甲可知,左侧5G×4L=20GL,右侧2G×3L=6GL,

即20GL>6GL,所以杠杆左端下降;如果不改变钩码总数和悬挂点位置,若要杠杆平衡,只需左侧

取下n个钩码挂到右侧,则(5-n)G×4L=(2+n)G×3L,解得:n=2,即需将左侧2个钩码挂到右侧。(2)将杠杆左侧的所有钩码拿掉,在A点施加一个始终水平向右的拉力F,杠杆在水平位置时F的

作用线通过支点,即动力臂为0,根据杠杆的平衡条件,杠杆无法平衡。(3)由图乙可知杠杆从竖直位置转过30°的过程中,F的作用点水平移动距离为OA长的一半,即

L,所以拉力F做的功:W=F×

L=

FL。考点二功、功率、机械效率1.(盐城,7,2分)将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功最接近

于 ()答案

C一本初中物理书的质量约260g,根据G=mg可计算出其重力约2.6N;课桌的高度约80cm,将书从地上捡起来放到课桌上,这个过程中人克服书的重力所做的功W=Gh=2.6N×0.8m=2.08J,2J最接近2.08J,故选C。2.(无锡,9,2分)用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物G,竖直向上的拉力F为100N,重

物被提升1m,不计绳重和滑轮的摩擦,下列说法正确的是 ()

A.拉力做的额外功是100JB.动滑轮的重力为50NC.拉力做的总功是200JD.绳子末端移动的距离是2m答案

A

s绳=3h=3×1m=3m,故D错误;W总=Fs绳=100N×3m=300J,故C错误;W有用=Gh=200N×

1m=200J,W额外=W总-W有用=300J-200J=100J,故A正确;G动=

=

=100N,故B错误。3.(连云港,6,2分)如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物

块在AB段重力做功为W1,重力的功率为P1;在BC段重力做功为W2,重力的功率为P2。则下列关

系正确的是 ()

A.W1>W2

P1>P2B.W1=W2

P1=P2C.W1=W2

P1<P2D.W1<W2

P1<P2答案

C

W1=GhAB,W2=GhBC,hAB=hBC,故W1=W2;

<

,sAB=sBC,故tAB>tBC,由P=

可得P1<P2。4.(扬州,9,2分)将一本物理书从地面捡起放到课桌上,所做的功大约是 ()C.20JD.200J答案

B一本物理书的质量约0.25kg,课桌高约0.8m,则W=Gh=mgh=0.25kg×10N/kg×0.8m

=2J。5.(连云港,5,2分)下列有关功的说法正确的是 ()B.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车对重物做了功答案

A足球在水平地面上滚动时,在重力的方向(竖直方向)上没有通过距离,重力没有做

功,故A正确;吊车吊着重物在水平方向匀速移动过程中,在竖直方向(拉力的方向)上没有移动

距离,故拉力也没有做功,故B错误;杠铃停留在空中没有移动距离,故运动员对杠铃没有做功,C

错误;根据W=Fs,又知力F和在力的方向上移动的距离均相同,则所做的功W就相同,故D错误。解题关键做功的两个必要条件:一、有力作用在物体上二、在力的方向上通过一段距离。知识拓展有力有距离,力对物体不一定做功,只有物体在力的作用下通过了距离,力对物体才

做功。6.(泰州,25,2分)根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是 ()

A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功答案

A女孩搬起一个箱子,女孩对箱子有力的作用,且沿力的方向运动了一段距离,所以女

孩对箱子做了功,故A正确;司机费了很大的力也未能推动汽车,虽然有力的作用,但在力的方向

上没有移动距离,所以司机对汽车没有做功,故B错误;吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对

货物有向上的力,但在力的方向上并没有移动距离,所以吊车对货物没有做功,故C错误;足球被

踢出后在草地上能继续滚动,是由于惯性,此过程中运动员对足球没有力的作用,故D错误。7.(苏州,17,4分)国家生态环境部研究表明,机动车污染是大气污染的重要来源,为减少大

气污染,电动汽车正在逐渐替代燃油汽车。电动汽车的动力源是电动机,其原理是通电线圈在

中受力转动。某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行

驶1min,汽车受到的阻力为

N,牵引力做功为

J,汽车消耗的电能

(选

填“等于”、“大于”或“小于”)牵引力做的功。答案磁场3×103×106大于解析电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。P=60kW=6×104W,v=72km/h=20m/s,t=1min=60s,汽车匀速运动,则f=F=

=

=3×103N;W=Pt=6×104W×60s=3.6×106J。由于电动机消耗的电能还有一部分转化为内能,故电动机消耗的电能大于输出的机械能,即牵

引力做的功。知识拓展

由W=Fs及P=

得P=

=

=Fv。易错警示

电动机的输出功率不等于输入功率。8.(淮安,14,3分)如图所示,工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m,所用

时间为1min,则工人做的有用功是

J,工人做功的功率是

W,动滑轮的机械效

率是

。

答案24005080%解析

W有=Gh=400N×6m=2400JW总=Fs=250N×2×6m=3000JP=

=

=50Wη=

×100%=

×100%=80%方法技巧求总功的方法:①W总=Fs;②W总=Pt;③W总=W有+W额;④W总=

。命题趋势机械功和机械效率的计算通常以滑轮组和斜面为背景。9.(南京,17,5分)用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m,拉力F为50N。此过程

中有用功为

J,总功为

J,滑轮组机械效率为

。根据已知条件,以下四

个物理量:①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率,还能求出的有

和

(选填序号)。

答案17020085%①③解析

W有用=Gh=85N×2m=170J,W总=Fs=50N×2×2m=200J,η=

=

=85%。动滑轮上升的高度等于物体上升的高度,故①可求;W额外=W总-W有用=200J-170J=30J,即③可求;由于不知

道克服摩擦做了多少功,题目中又没有说明不计摩擦,故无法求出动滑轮重,即②不可求;由P=

可知,不知道做功时间,无法求出功率,即④不可求。命题趋势

机械功和机械效率的计算是中考必考题目之一,在填空题或解答题中出现。解题关键

求解滑轮组的机械功和机械效率时,弄清是否不计摩擦非常关键。10.(扬州,18,3分)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,该装置的机械效率是

%。若不计绳重和摩擦,则动滑轮的重力为

N。

答案158020解析

P=

=

=

=15Wη=

×100%=

×100%=

×100%=80%F=

(G+G动)⇒G动=2F-G=2×50N-80N=20N11.(盐城,19,3分)在“再探动滑轮”的实验中,小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提

升,拉力为1.8N,2s内钩码上升0.2m。此过程中有用功为

J,拉力做功的功率为

W,动滑轮的机械效率为

。答案0.60.3683.3%解析使用动滑轮提升物体时,克服物体重力做的功是有用功,所以有W有用=G钩码h=3N×0.2m=

0.6J。拉力端移动的距离s=2h=2×0.2m=0.4m,拉力做的总功W总=Fs=1.8N×0.4m=0.72J,拉力

做功的功率P=

=

=0.36W。动滑轮机械效率η=

×100%=

×100%=83.3%。12.(苏州,21,3分)如图所示,用滑轮组将1.5kg的物体匀速提高0.5m,拉力F为10N,则有用

功为

J,滑轮组机械效率为

。若增加所提物体的重力,滑轮组机械效率

(变

大/变小/不变)。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)

答案7.575%变大解析

W有=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×0.5m=7.5JW总=Fs=10N×2×0.5m=10Jη=

×100%=75%物重增加,有用功在总功中占的比例增大,机械效率增大。解题关键

弄清绳端移动距离等于物体上升高度的2倍。13.(苏州,16,3分)如图所示,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,物体重100N,滑轮重25N,绳重和摩擦不计。图甲中F甲=

N,图乙装置的机械效率η乙=

,若图乙

中再加挂一物体,机械效率将

。

答案10080%变大解析甲图中的滑轮是定滑轮,定滑轮不省力,所以拉力F=G物=100N;图乙中的滑轮是动滑轮,

不计绳重和摩擦时η乙=

=

=

=80%;滑轮组的机械效率与物重和动滑轮重有关,当动滑轮重不变时,物重越大,机械效率越高,所以增加物重,机械效率会变大。14.(苏州,24,6分)小华和妈妈去超市购物,她们将17kg物品放在小推车中推行,小推车在某

段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130N,所受阻力是总重的0.15。(g取10N/kg)

(1)在0~10s内,水平推力

(大于/小于/等于)阻力,阻力大小为

N。(2)10~20s内水平推力做了多少功?(3)10~20s内水平推力的功率多大?答案(1)大于45(2)360J(3)36W解析(1)0~10s内小车做加速运动,推力大于阻力,10~20s内做匀速运动,推力与阻力是一对平

衡力,F=f=0.15G总=0.15×(mg+G车)=0.15×(17kg×10N/kg+130N)=45N。(2)s=vt=0.8m/s×10s=8m,W=Fs=45N×8m=360J。(3)P=

=

=36W。一题多解

P=Fv=45N×0.8m/s=36W,W=Pt=36W×10s=360J。易错警示认为0~10s内推力等于阻力。知识拓展阻力与运动快慢无关。15.(苏州,25,6分)水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块。现用斜面将其

由底端匀速拉到顶端,如图所示。已知平行于斜面的拉力为120N,物体移动的距离为2m,升高

1m。求:

(1)物块放在水平地面上时对地面的压强;(2)斜面的机械效率;(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。答案(1)5×103Pa(2)83.3%(3)20N解析(1)对地面的压强:p=

=

=

=5×103Pa(2)W有用=Gh=200N×1m=200JW总=Fs=120N×2m=240Jη=

×100%=

×100%=83.3%(3)W额外=W总-W有用=240J-200J=40Jf=

=

=20N命题趋势

机械功和机械效率的计算题目,通常以滑轮或斜面为背景,是中考必考题。16.(连云港,22,9分)如图所示,水平地面上有一个扫地机器人,它通过安装在身体底部的三

个轮子与地面接触,清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘,遇到障碍物能够自动改变方向继续

行进。某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s,然后继续扫地2min,总行驶路程为

36m。已知机器人质量为3.8kg,圆形身体半径为0.2m,三个轮子与地面接触的总有效面积为2×10-4m2,行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N,忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响,

取g=10N/kg。求:

(1)机器人清扫工作中对地面的压强;(2)机器人在本次清扫中的平均速度;(3)若机器人某段时间以0.5m/s的速度做匀速直线运动,计算机器人该段时间内牵引力的功率。答案×105Pa(2)0.18m/s(3)5W解析(1)F=G=mg=3.8kg×10N/kg=38Np=

=

=1.9×105Pa(3分)(2)t=60s+20s+120s=200sv=

=

=0.18m/s(3分)(3)F牵=f=10NP=F牵v=10N×0.5m/s=5W(3分)考点三机械能及其转化1.(2018扬州,9,2分)下列人或物体运动到最高点,若外力全部撤销,能保持做匀速直线运动的是

()

答案

C在A、B、D三图中,物体到达最高点瞬间的速度为零,若此时外力全部撤销,物体将

处于静止状态。C中皮球做斜抛运动,到达最高点时依然有向前的速度,若此时外力全部撤销,

皮球将开始做匀速直线运动。方法技巧斜抛运动是竖直方向的上抛运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。易错警示有学生会误认为物体运动到最高点时速度就为零,这是错误的。2.(苏州,8,2分)质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上,从某点A静止释放后沿曲杆运动,如

图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是 ()

A点高于D点,小环就能到达D点D点,离开D点后将竖直向下运动A点到D点,重力势能一直减小,机械能不变A点到B点,动能一直增加,机械能不变答案

D由于曲杆光滑且不计空气阻力,故小环在整个运动过程中机械能是守恒的。若小

环能从A点运动到D点,则小环从A点到B点的过程中,其重力势能减少,动能增加,即重力势能转

化为动能;从B点到C点,动能转化为重力势能,重力势能增加;从C点到D点,重力势能转化为动

能,故C错误,D正确。由于机械能守恒,只有A点高于C点或A点与C点高度相同,小环才能到达C

点,从而到达D点,故A错误。小环离开D点后,由于惯性要保持沿D点的切线运动,在重力作用

下做曲线运动,故B错误。3.(扬州,7,2分)扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高

处的物体具有较大的()答案

B

重力势能就是指物体由于被举高而具有的能,故选B。4.(泰州,30,2分)如图所示,将摆球从A点静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低

点,不计空气阻力,下列说法正确的是 ()

A点到B点,摆球动能增大,机械能增大B点到C点,摆球动能减小,机械能减小B点的机械能最大,在A、C两点的机械能最小答案

C由于不计空气阻力,所以摆球由A点到C点的过程中机械能守恒,故只有C正确。易错警示看清题目,不计空气阻力。5.(淮安,4,2分)荡秋千的人从最高点向最低点摆动过程中,速度变大,则他的 ()A.重力势能增加,动能不变B.重力势能不变,动能增加C.重力势能减小,动能增加D.重力势能减小,动能减小答案

C荡秋千的人从最高点向最低点摆动的过程中,其质量不变,速度变大,故其动能变大;

同时其质量不变,高度变小,故其重力势能减小。易错警示看清题目,是从最高点向最低点摆动过程中。知识拓展有阻力,机械能减小;没有阻力,机械能不变。知识拓展重力势能大小的影响因素:物体的质量,物体的高度。动能大小的影响因素:物体的

质量,物体的速度。6.(无锡,18,2分)如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a

是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。

则小球从a运动到c的过程中,在

(选填“a”、“b”或“c”)位置机械能最大;从b到c

的过程中,小球的动能转化为弹簧的

。

答案

b弹性势能解析

a→b过程:弹力对小球做功,小球做加速运动,到b点时速度最大;b→c过程:弹簧向左拉小

球,拉力阻碍小球运动,小球做减速运动。故在b点时小球的动能最大,机械能最大。从b到c的

过程中,小球的动能转化为弹簧的弹性势能。7.(扬州,25,2分)如图所示,探究重力势能的大小与哪些因素有关时,为了显示重力势能的

大小,甲用橡皮泥代替沙子,乙用海绵代替沙子,你认为更合适的是

(甲/乙)的方法,理由

是

。

答案甲“甲中橡皮泥形变能保持并记录”或“橡皮泥形变不能恢复,便于前后进行比

较”或“橡皮泥发生范性形变”或“海绵会部分恢复原状,不能保持最大形变”(合理即可)解析橡皮泥形变后不能恢复原状,便于前后进行比较,而海绵形变后会部分恢复原状,不利于

观察记录。8.(连云港,14,3分)如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有

一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将

能转化

为

能储存起来,此过程中机械能总量

。

答案动重力势减少解析列车无动力滑行进站上坡,速度减小,动能减少,高度增加,重力势能增加,即动能转化为

重力势能;由于有摩擦等阻力,机械能总量不断减少。9.(南京,15,4分)如图所示,我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号,由长征七号运载火箭

发射升空。地面控制中心通过

波向它发出指令,这种波在真空中传播速度为

m/s。天舟一号在随火箭加速上升过程中,动能

(选填“变大”、“变小”或“不

变”,下同),机械能

。

答案电磁3×108变大变大解析地面控制中心是通过电磁波向卫星发出指令的,电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s,加速上升时,动能变大,重力势能变大,机械能变大。审题技巧

抓住关键词“加速上升”。知识归纳光属于电磁波,电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。10.(宿迁,14,3分)如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、

大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示,

(1)根据

可以判断出A球释放前的重力势能最大;(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是

;(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为

。答案(1)球陷入沙中的深度(2)质量(3)动能解析(1)球陷入沙中的深度越大,说明克服阻力做的功越多,释放前的重力势能就越大。(2)A、C两球下落的高度相同,质量不同,A球陷入沙中的深度更大,可以得出质量越大,重力势

能越大的结论。(3)球在空中下落时高度减小,速度增大,重力势能主要转化为动能。11.(泰州,47,5分)如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从

同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。

(1)本实验探究的是

(木块/小车/斜面)的动能与

的关系,实验中是通过观察

来比较动能大小的;(2)第一次实验的情景如图甲所示,在进行第二次实验前,应先将撞出的木块

。(3)若操作正确,第二次实验木块最终的位置如图乙所示,则此实验的结论是:

。答案(1)小车速度木块被撞击后移动的距离(2)最终的位置标注出来(3)在质量一定时,物体速度越大,动能越大解析(1)甲、乙两图是同一小车从不同高度释放,撞击时速度不同,本实验是通过观察比较木

块被撞击后移动的距离来比较动能大小的。(2)为了比较木块移动的距离必须标注木块最终位置。(3)见答案。B组—年全国中考题组考点一简单机械1.(2018福建A,14,2分)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,

“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是

()

A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”答案

C本题考查杠杆的平衡条件。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,在本题中“标”表示L1,“本”表示L2,“权”表示F1,“重”表示F2。当F1<F2时,是否平衡还要看L1与L2的关系,故A

错。当F1<F2时,L1一定大于L2,故B错。增大F2,F1、L2不变时,L1=

,L1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应把“权”向A端移,故C正确。当F2增大时,若L1、L2保持不变,F1=

,F1也必须增大才能平衡,所以增大“重”时,应换用更大的“权”,故D错。2.(吉林长春,10,2分)悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。

若力施加在A点,最小的力为FA;若力施加在B点或C点,最小的力分别为FB、FC,且AB=BO=OC。

下列判断正确的是 ()

A.FA>G

B.FB=GC.FC<G

D.FB>FC答案

C如图所示,FA、FB、FC分别为作用在A、B、C的最小力,OD为FG的力臂,FG=G,根据

杠杆平衡条件得,FG×OD=FA×OA=FB×OB=FC×OC,又因为OA>OB=OC>OD,则得到FA<FB=FC<G,

故A、B、D选项错误,C正确。

思路分析

根据杠杆平衡条件得,作用在某点最小的力,其力臂最长(最长的力臂为支点到作

用点的距离),再通过比较四个力臂的长短确定力的大小关系。3.(天津,13,3分)(多选)如图所示,某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物,当他的肩

处于O点时,扁担水平平衡,已知l1>l2,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同

的距离Δl,则 ()

C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1) D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1) 答案

AC扁担可以看成杠杆,O点为支点,原来平衡,则m1gl1=m2gl2∵l1>l2,∴m1g<m2g,两筐悬挂点均向O点移动Δl,则左边减少m1gΔl,右边减少m2gΔl,m1gΔl<m2gΔl,∴左边下沉,A项正确;要恢复平衡,需向右侧筐内加入货物,设其质量为Δm,则m1g(l1-Δl)=(m2g+Δmg)(l2-Δl)∴m1gl1-m1gΔl=m2gl2+Δmg(l2-Δl)-m2gΔl得:Δm=

,C项正确,故选择A、C。4.(湖北黄冈,3,3分)为了消防安全,楼房每层必须配备灭火器。下列关于图示灭火器的说

法正确的是 ()

A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆答案

A由题图中的手柄结构可知,用力压下手柄过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,

A项正确,B项错误;灭火器内的干粉能被喷出,是因为灭火器内的气压大于外界的大气压强,所

以C、D两项错。5.(北京,27,1分)如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内

绕固定点O转动,已知AO∶OB=3∶2,悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N,悬挂在B端的

配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时,加在配重下面绳端的竖直向下的拉力

F是

N。(不计杆重和绳重)

答案220解析根据杠杆平衡原理可得:G×AO=(G配+F)×OB,即200N×3=(80N+F)×2,所以F=220N。6.(河北,33,6分)探究杠杆的平衡条件。(1)杠杆两端的螺母作用是

。(2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件

是

。

甲实验次数动力/N动力臂/m阻力/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15(3)小明又用如图乙所示装置进行实验。请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数

应是

N。(一个钩码重0.5N)

乙(4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置

平衡。她用刻度尺测出L1和L2,则2L1

(选填“>”“<”或“=”)3L2。

丙【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示),则游码的质量为

g。

丁答案(1)调节杠杆在水平位置平衡(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(3)如图所示2

(4)>【拓展】

解析(1)实验前通过调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;(2)分析数据可知,杠杆平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;(3)根据定义“支点到力的作用线的距离叫作力臂”画出拉力F的力臂;由“30°角对应的直角

边等于斜边的一半”得拉力的力臂为“3”,利用杠杆平衡条件得:1.5N×4=F×3,则F=2N;(4)设硬币半径为r,重力为G。由杠杆平衡条件可得2G×(L1+r)=3G×(L2+r),解得2L1G=(3L2+r)G,所以2L1>3L2。【拓展】设游码的质量为M,左盘放物体前有Mg×

=M螺g(

+L0),即

M=(

+L0)M螺,将一个5g的物体放在左盘中,游码移动到最大值时天平恰好平衡,可得关系5g×

=M×

+M螺×(

+L0),即5g×

=M×L1,所以M=

g。知识拓展

探究杠杆平衡条件实验前,调节杠杆两端平衡螺母使其在水平位置平衡,是为了可

以直接在杠杆上测量力臂大小,并避免杠杆自重对实验的影响;调节方法:左高左调,右高右

调。易错警示

杠杆两端放上不同数量的硬币在水平位置平衡时,硬币对杠杆压力的作用点在硬

币中心位置,所以左、右两侧力臂分别为r+L1、r+L2,不能忽略硬币半径r的长度。7.(四川成都,A27,8分)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。

图1

图2(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1所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2=

m。(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是

。(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,结果会怎样?通过实验,他们得到了图2所示的结果。根据这个结果,可以初步得到,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)答案(1)水平(2)0.15(3)A(4)F2L2+F3L3

解析(1)探究杠杆平衡条件时,调节杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂,同时避免杠杆

自重对实验的影响。(2)由题图可知,动力臂两个格为0.1m,阻力臂三个格则为0.15m。(3)铁

架台的自重不会影响力和力臂,故不会带来实验误差。(4)由题图可以得出受到两个阻力时,杠

杆的平衡条件为F1L1=F2L2+F3L3。考点二功、功率、机械效率1.(2017甘肃兰州,9,3分)如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升

的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是

()

A.η=

B.η=

C.W有=Gh

D.P有=

答案

D

η=

=

=

,A、B错误;W有=

h=

h,C错误;P有=

=

,D正确。故选D。2.(宁夏,27,3分)如图所示,同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100N的物体,

已知滑轮重20N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)。则 ()

A.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙B.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙D.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙答案

C

题中甲是定滑轮,乙是动滑轮。绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计时,F甲=G物=100N,F乙=

=

=60N,所以F甲>F乙。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用功相同,甲种方式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以η甲>η乙。故选C。3.(天津,18,4分)在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀

速前进,5s内移动了6m。在这个过程中,地面对箱子的摩擦力为

N,推力做功的功率为

W。答案100120解析因为箱子水平匀速运动,所以箱子受平衡力作用,地面对箱子的摩擦力等于推力,大小为

100N;推力做功的功率:P=

=

=

=120W。4.(贵州遵义,30,2分)如图所示,用滑轮组拉动重为70N的物体A,使物体A在水平方向上移

动5m,所用拉力F为20N,地面对物体A的摩擦力为30N,则拉力F做的功为

J,滑轮组的机

械效率为

。

答案20075%(0.75)解析物体移动距离s1=5m,所以自由端移动距离s2=2×5m=10m,则拉力F做的功W总=F·s2=20N×10m=200J,克服摩擦力做的功为有用功W有=f·s1=30N×5m=150J,所以机械效率η=

×100%=

×100%=75%。5.(辽宁沈阳,19,9分)为了改善老旧住宅楼的保温效果,沈阳开展了“暖房子工程”,图为

施工现场使用的提升装置。已知被提升的建筑材料的质量为200kg,动滑轮重力为500N,拉力

F在10s内将重物匀速提升了10m,不计绳重及摩擦。(g=10N/kg)求:(1)提升装置所做的有用功;(2)拉力F的功率;(3)该装置的机械效率。答案(1)2×104J(2)2500W(3)80%解析(1)G=mg=200kg×10N/kg=2000NW有=Gh=2000N×10m=2×104J(2)F=

(G+G')=

×(2000N+500N)=1250Ns=nh=2×10m=20mW总=Fs=1250N×20m=25000JP=

=

=2500W(3)η=

=

=80%6.(湖北黄冈,17,7分)爬梯式混凝土搅拌机(如图)是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程

的建筑机械,由搅拌部分和提升部分组成。工作时,搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运

料斗。在提升电机的带动下,运料斗通过顶端的定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置,然后将混

凝土卸下。已知某型号爬梯式混凝土搅拌机部分参数如下表所示。(g取10N/kg)求:型号JZM×××整机质量(kg)1970空的运料斗重(N)600提升电机功率(kW)4.5

(1)若搅拌机与地面的接触面积为0.05m2,则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大?(2)若运料斗每完成一次运料平均耗时1min,每次所装混凝土质量为400kg,则运送30m3的混

凝土需要多长时间?设混凝土的密度为2×103kg/m3。(3)某次将装有4000N混凝土的运料斗提升到某高度用时16s,提升部分的机械效率为80%。

则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大?不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力。答案(1)394000Pa(2)150min(3)400N解析(1)工作前搅拌机对水平地面压强为p=

=

=

=

=394000Pa(2)30m3混凝土的总质量为m总=ρV总=2×103kg/m3×30m3=60000kg故运送30m3的混凝土所需要的时间为t总=

×1min=150min(3)设运料斗被提升的高度为h,则有η=

=

=

f=

-G混-G斗=

-4000N-600N=400N思路分析

(1)根据表格中给出的搅拌机的质量,利用G=mg求出搅拌机的重力,进而求得搅拌

机对水平地面的压力,根据p=

求出对地面的压强;(2)根据混凝土的体积和密度利用公式m=ρV求出运送混凝土的总质量,根据总质量和一次运送的质量求出运送次数,即可求出运送时间;

(3)克服物体重力做的功为有用功,克服运料斗重力和阻力做的功为额外功,根据机械效率公式

得η=

=

=

,代入数据求出阻力。解题关键

掌握压强的公式和有用功、额外功、机械效率的计算是解答本题的关键。7.(北京,45,3分)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在竖直向下的拉力F作用下,使

重900N的建筑材料A在5s的时间里,匀速竖直上升了1m,绳自由端匀速竖直向下移动了2m。

在这个过程中,拉力F为500N,滑轮组的机械效率为η,拉力F做功的功率为P。求:(1)滑轮组的机械效率η;(2)拉力F的功率P。

答案(1)90%(2)200W解析示例:(1)W有=Gh=900N×1m=900JW总=Fs=500N×2m=1000Jη=

=

=90%(2)P=

=

=200W考点三机械能及其转化1.(2016安徽,14,3分)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手

后,在空中运动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球

(

)

A.在a处重力势能最小B.在b处动能为零C.在a、b、c三处机械能相等D.在d处动能为零答案

C物体的重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。实心球的质量不变,a处

位置不是最低处,所以A项错。实心球在b处具有水平向右的速度,所以动能不为零,B项错。不

计空气阻力,实心球在空中运动过程中只受重力作用,所以机械能守恒,C项正确。由b到d的过

程是重力势能转化为动能的过程,实心球落到d点后继续运动,到e点处停止,所以实心球在d处

的动能不为零,D项错。评析本题考查动能和势能大小的判断,理解影响机械能大小的因素是解题关键。本题涉及

机械能守恒的判定:实心球在空中运动过程中如果不考虑空气阻力,则实心球的机械能守恒。2.(山东潍坊,15,4分)(多选)如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,

原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点。则 ()

P向M运动过程中,重力势能减少P向M运动过程中,机械能减少P向M运动过程中,机械能不变D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大答案

ACD小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减少,故A选项正确。

小物块从P到N与弹簧碰撞后还能返回到P,说明小物块从P向M运动过程中,机械能不变,故B选

项错误,C选项正确。弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变程度最大,弹性势能最大,故D选项

正确。故本题应选A、C、D。3.(辽宁沈阳,11,2分)如图所示,小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体(ρ铝<ρ铜)都涂成黑色,

随机标记A、B。将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放,撞击静止在同一水平面上、

相同位置的同一纸盒,发现A将纸盒撞得更远。这说明滚到斜面底端时,

的动能大,

是铝制的。(以上两空均选填“A”或“B”)

答案

A

B解析

A、B两圆柱体分别从同一斜面的相同高度由静止释放,它们到斜面底端时速度相等;A

将纸盒撞得更远,说明A对纸盒做功较多,A滚到斜面底端时具有的动能较大,所以A的质量较

大,A为铜圆柱体,B为铝圆柱体。4.(内蒙古包头,10,6分)在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高

度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。

实验次数钢球质量m/g钢球下摆高度h/cm木块滑行距离s/cm1203035240306536030

(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是

。(2)从表中数据可以看出,实验中控制了

相同,从而探究动能与

的关系。(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做

J的功;第3次实验时,木块被

撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建

议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用

同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论:

。答案(1)让钢球从高处摆下(2)速度质量(3)0.06甲(4)速度一定时,质量越大,动能越大解析(1)要使钢球获得动能,就必须使钢球运动起来,因此将钢球拉到一定高度释放后,钢球

在重力的作用下,就会运动起来,因此使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下;(2)从

表中的数据可直接看出的是钢球下摆的高度相同,但钢球下摆高度相同是为了控制钢球撞击

到木块这一时刻的速度相同;由表还可知,当钢球的速度相同、质量不同时,木块滑行的距离也

不同,故可知探究的是钢球的动能与质量的关系;(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木

块最多可做的功为W=Gh=mgh=0.02kg×10N/kg×0.3m=0.06J。由于钢球动能的大小是通过

木块滑行的距离来体现的,既然因木板不够长而使木块滑出无法测量,那么只要取一块同样较

长的木板就可以了,故应采取甲同学的建议;(4)由实验数据可知,当钢球下摆的高度相同时,即

钢球的速度相同时,钢球的质量越大,木块滑行得越远,即动能越大,故可得出结论:在速度一定

时,质量越大,动能越大。C组教师专用题组考点一简单机械1.(2018宿迁,8,2分)如图所示,工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上,箱子重为500N,动滑轮重

为10N。在工人师傅竖直向上的拉力F作用下,箱子匀速上升了2m,不计绳重和摩擦,则在此

过程中

()A.F=250NB.F=510NC.绳自由端被收起的长度为4mD.装置的机械效率η=100%答案

C

F=

=

=255N,故A、B错误;s=2h=2×2m=4m,故C正确;η=

=

=

=

≈98%,故D错误。2.(内蒙古包头,6,3分)如图所示,物体在沿斜面向上拉力的作用下,从倾角为30°的斜面底

端匀速拉到斜面的顶端。已知物体所受重力为G,斜面的机械效率为75%。若物体受到的拉力

和摩擦力分别用F和f表示,则 ()

A.F= G

f= GB.F= G

f= GC.F= G

f= GD.F= G

f= G答案

B

W总=Fs,W有=Gh,因斜面倾角为30°,则s=2hη=

=

得F=

GW额=W总-W有=Fs-Gh=

G·2h-Gh=

Gh又W额=fs=f·2h则f=

=

=

G,故选择B。3.(河北,21,3分)(多选)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙

两个滑轮组,在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若

不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 ()

A.F1大于F2B.F1和F2做的功一定相等C.甲、乙的机械效率不相等D.绳子自由端移动的距离不相等,物体运动的时间可能相等答案

ABD由题图可知,甲滑轮组由两股绳子承担物重,则拉力F1=

(G+G动),绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍,乙滑轮组由三股绳子承担物重,则拉力F2=

(G+G动),绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的3倍,如果物体被提升的速度相同,则物体被提升相同高

度所用时间将相等,物体被提升相同高度时,绳子自由端移动的距离不相等,所以选项A、D正

确;因不计绳重及摩擦,拉力所做的功W=(G+G动)h,因为动滑轮重、物重和提升高度均相同,所

以拉力做功相同,选项B正确;甲、乙的机械效率η=

=

=

,因为动滑轮重和物重均相同,所以甲、乙的机械效率相同,选项C错误。4.(徐州,32,3分)如图所示,一根均匀的细木棒OC,OA= OC,B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m,木棒的机械效率为90%。这里的木棒是一种简单

机械,称为

,提升该物体做的有用功是

J,木棒重为

N(不计摩擦)。

答案杠杆3610解析根据图示可知,木棒可以绕O点转动,故该木棒相当于杠杆;有用功:W有=Gh=180N×0.2m=36J;因为OA=

OC,B为OC的中点,所以OB=2OA,故当物体上升0.2m时,B点将上升0.4m;不计摩擦,由η=

=

和W额=G木h'可得:90%=

,解得G木=10N。5.(镇江,18,4分)如图,轻杆OA可绕O点自由转动,用细线将15N的重物挂在A处,小林在B处

用竖直向上的拉力提住轻杆,OB和BA长度之比为3∶5。下列问题中,轻杆始终在水平位置处

于平衡。(1)此杠杆类型与

相同(选填“钓鱼竿”或“羊角锤”);(2)拉力大小为

N;(3)若仅增加物重,则拉力的变化量与物重的变化量之比为

;(4)若拉力方向变为

图中虚线所示方向,则拉力将变

。

答案(1)钓鱼竿(2)40(3)8∶3(4)大解析(1)动力臂OB小于阻力臂OA,故属于费力杠杆,钓鱼竿是费力杠杆,羊角锤属于省力杠

杆。(2)F×OB=G×OA,F=

×G=

×15N=40N(3)F×OB=G×OA,

=

=

(4)拉力方向变为虚线方向,拉力的力臂减小,拉力将变大。6.(盐城,18,3分)在探究杠杆平衡条件的实验中,保持杠杆在水平位置平衡,就可直接从杠

杆上读出

。如图所示,在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码,右侧30cm

刻度处用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆,使其水平平衡,据此弹簧测力计拉力为

N,保

持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其拉力方向斜向右下方,仍使杠杆水平平衡,弹簧测力计示

数变

。

答案力臂1大解析在实验中,杠杆在水平位置平衡是为了方便读出力臂大小;由杠杆平衡条件F1l1=F2l2,得F1×30cm=3×0.5N×20cm,所以F1=1N;保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,使其拉力方向斜向

右下方,力臂变小,即l1<30cm,根据杠杆平衡条件得,1.5N×20cm=F1×30cm,即F1=

,因为l1<30cm,所以F1>1N。7.(吉林,23,3分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,其目的是消除

对实验的影响;(2)如图甲所示,是已经平衡的杠杆,若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码,杠杆会失去

平衡,那么只需将

(选填下列序号),杠杆就会重新平衡;

甲①左侧钩码向左移动4个格②右侧钩码向左移动2个格③平衡螺母向左适当调节(3)小明改用弹簧测力计做实验,如图乙所示,使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数

1N(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(每个钩码0.5N)

乙答案(1)杠杆自重(2)②(3)大于解析(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,并调节杠杆在水平位置,是为了消除杠杆自重

对实验的影响;(2)在已经平衡的杠杆两侧的钩码下再各加一个相同的钩码,则左边力与力臂的乘积为3G×4L

(L为每小段长度),右边力与力臂的乘积为2G×8L,故杠杆要重新平衡应将右侧钩码向左移动2

个格;(3)若测力计的拉力竖直向上,则根据杠杆平衡条件得F×8L=0.5N×4×4L,则拉力F=1N,若拉力

方向斜向上,则其力臂小于8L,故拉力大于1N。8.(连云港,13,4分)在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向

调节。(2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水

平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向

。

(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操

作是

。(写出一条即可)(4)甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的

做法不合理,理由是

。答案(1)左(2)竖直向下(3)测力计拉力的位置向右移、换用量程较大的测力计、减少左侧钩码的数量、左侧钩码的

位置向右移、不使用测力计在右端直接挂钩码等(答出其中一点即可)(4)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律解析(1)图a杠杆左高右低,要使杠杆在水平位置平衡,可将左端的平衡螺母向左调节;(2)当弹

簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,此时拉力作用点到支点的距离就是其力臂,这样便于从杠杆

上直接读出力臂,由题图知杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下;(3)当弹簧测力计的示数达到

量程仍不能使杠杆水平平衡,可以换用量程较大的测力计;根据杠杆的平衡条件,也可以减少左

侧钩码的数量或者左侧钩码右移等;(4)实验时应多次测量,找出共性,使实验结论更具有普遍

性。所以只用一次实验就得出杠杆平衡的条件,这种结论具有偶然性,不便找出普遍规律。9.(淮安,16,2分)如图所示,以中点O作为支点,调节杠杆水平平衡,在O点右侧第8格上挂2个

钩码,每个钩码的重力为0.5N,用弹簧测力计在O点左侧第4格上竖直向下拉,使杠杆水平平衡,

该拉力大小为

N;将测力计由图示位置向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的

示数将

(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

答案2增大解析设每一格长度为L,由题意有1N×8L=F×4L,得F=2N;杠杆始终保持水平平衡,将测力计

由图示位置向左转动,拉力对应的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,在右侧的钩码和力臂不

变的情况下,则测力计的示数将增大。10.(盐城,24,6分)探究杠杆的平衡条件。(1)安装好杠杆,发现杠杆右端下沉,应把杠杆右端的平衡螺母向

调节,使杠杆在水平

位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为

。(2)弹簧测力计使用前指针如图所示,则测量时,首先应该进行的操作是

。(3)小红在杠杆的一侧挂钩码,在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿

方向拉住杠

杆,使其在水平位置平衡,以便直接从杠杆上读出力臂。(4)下表是小红实验得到的数据,据此分析可以发现这次实验不妥之处

。实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015答案(1)左0(2)校正“0”点(3)竖直向下(4)实验次数少,动力臂是阻力臂的2倍,实验

数据没有普遍性。解析(1)右端下沉,则右端偏“重”,故应向左调。(2)弹簧测力计使用前,必须要校正“0”

点。(3)当拉力方向竖直向下时,才能直接从杠杆的刻度上读出力臂的大小。(4)见答案。11.(江西南昌,21,7分)探究杠杆的平衡条件【提出问题】如图1所示,是一种常见的杆秤,此时处于水平位置平衡。

图1发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以

通过改变作用在杠杆上的

来实现;发现二:接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡,说明通过改变

的长短也可以改变杠

杆的平衡。那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?【制定计划与设计实验】实验前,轻质杠杆处于如图2所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向

(选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是

。图2【实验结论】如图3所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是

。图3【拓展应用】如图4所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个

杠杆(选填“省力”、

“费力”或“等臂”)。假如托起6N的重物,请你根据图4所示,估算出手臂要用的动力大约是

N。

图4答案【提出问题】力力臂【制定计划与设计实验】右方便直接测出力臂【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂【拓展应用】费力48(48左右均可)评分意见:共7分,每空1分。有其他合理答案均参照给分。解析【提出问题】发现一:增加作用在杠杆上的力可以改变杠杆平衡;发现二:改变秤砣的

位置即改变力臂的长短也可以改变杠杆平衡。【制定计划与设计实验】题图中杠杆左低右

高,故应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,这样钩码竖直向下的作用力与水平杠杆

垂直,方便力臂的测量。【实验结论】分析三次实验数据得到杠杆的平衡条件是动力×动力

臂=阻力×阻力臂。【拓展应用】把人的前臂看作杠杆,动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆,

结合题图知动力臂约为阻力臂的1/8,根据杠杆的平衡条件得动力约为阻力的8倍,即动力约为6N×8=48N。12.(淮安,21,6分)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中所示,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)。(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,弹簧测力计的示数将

。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答案(1)水平位置右(2)探究杠杆平衡所遵循的普遍规律

F1L1=F2L2(3)2变大解析(1)在本实验中要求杠杆每一次都在水平位置平衡,便于测力臂;杠杆左端向下倾斜,平

衡螺母应向右调节。(2)多次实验是为了寻找普遍性规律;分析表中数据得到的结论是F1L1=F2

L2。(3)3个钩码重为3×0.5N=1.5N,L2=20cm,L1=15cm,由F1L1=F2L2得F1=2N,即弹簧测力计向

下的拉力为2N;当弹簧测力计向右倾斜时,动力臂变小,所以拉力变大。13.(镇江,26,6分)如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,O为支点,A

为他的重心,相关长度已在图中标明。已知他的质量m=60kg,g=10N/kg。(1)求小华受到的重力G;(2)求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1,并在图中画出此力臂;(3)求图示时刻地面对双手的支持力F。

答案(1)600N(2)见解析(3)400N解析(1)由G=mg得

(1分)G=600N(1分)(2)支持力F的力臂l1=100cm+50cm=150cm(1分)力臂如图所示

(1分)

(3)由杠杆的平衡条件有:Fl1=Gl2

(1分)得F=400N(1分)评析本题考查的是杠杆原理和力臂的画法,属于难度较小的题。14.(甘肃兰州,27,4分)如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图。当水箱内的水

达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水。请在图中作出力F1、F2的力臂L1、L2,O

为支点。

答案如图所示

解析力臂为支点到力的作用线的距离。15.(湖南长沙,36,6分)小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验。

(1)小刚将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,此时,他应将杠杆两端的

平衡螺母向

(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)如图甲所示,若每个钩码重0.5N,且杠杆上每格相等,小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩

码,为使杠杆在水平位置平衡,他在图中A处施加一个方向向上的力F1,此力大小至少为

N。(3)若撤去力F1,改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2(如图乙所示),仍使杠杆平衡。请在

图乙中画出力F2的力臂。答案(1)左(2)2(3)如图所示

解析(1)杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,故应把平衡螺母向左调节。(2)设在A点施加的力

为动力,则阻力为0.5N×3=1.5N,阻力臂为4个格的长度4l,在A点施加一个最小的力,则动力臂

的大小最大为3个格的长