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文档简介
易错点12简单机械常考易错陷阱分析
简单机械常考易错陷阱分析
易错分析
陷阱一:杠杆的五要素理解易错?
(1)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。
(2)动力和阻力都是杠杆受到的力,作用点都在杠杆上。
(3)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。
(4)力臂是支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离。
(5)如果力的作用线恰好通过支点,则其力臂为零。
陷阱二:三类杠杆的特点及应用辨别易错?
力臂关
类型力的关系特点应用举例
系
撬棒、锄刀、动滑轮、轮轴、
省力
11>12FKF2省力、费距离羊角锤、钢丝钳、手推车、花
杠杆
枝剪刀
费力缝纫机踏板、起重臂
1K12F1>F2费力、省距离
杠杆人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
既不省力也不省距
等臂
11=12F1=F2离,既不费力也不费天平,定滑轮
杠杆
距离
陷阱三:动滑轮和定滑轮的,相关概念理解易错。
名称定滑轮动滑轮
物重GG
作用力
拉力大小F=GF=-G
的关系2
拉力方向与物体运动方向相反与物体运动方向相同
移动距物体移动的
hh
离的关距离
系拉力移动的s=hs=2h
距离
不省力但可以改变力的省一半的力,但不能改变力
特点
方向的方向
动力臂是阻力臂2倍的省
实质等臂杠杆
力杠杆
陷阱四:滑轮组绳子的绕法易错。
(1)确定绕过动滑轮的绳子的根数:首先根据题目中的条件,如绳子能承受的
最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动,计算出承担物重所需绳
G物G动
子段数n=T+T,如果算出的绳子段数不是整数,一律进一位。例如:所得结
果为n=3.4时,我们应选择绳子的根数为4。
(2)确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时,绳子的
固定端应拴在定滑轮上,开始绕绳子;当n为奇数时,绳子的固定端应拴在动
滑轮上,开始绕绳子。
(3)示例:
s=2hs=3hs=3hs=4hs=4hs=5h
ABCDEF
陷阱五:几种简单机械的机械效率易错。
杠杆斜面滑轮组
B
小意图
2fffffffffffffffhrtirtf
\L
山G
有用功W«=GhW«=GhW«=GhW«=fL
额夕卜功WM=G川IW^=fLGahw^=wa—
W=FsW=FLW=FsW=Fs
忌、功aaaa
=Wa+W馍=W^+Ww.=w^+w^=w^+w^
仁好国
机械77二—―
卬工
,心、,1_1>、,d、
效率GhGhGh_fL
~Fs~FL—Fs_Fs
AOBDsAOACFWf
①s钊=n%;①F壬f;
注意在水平面上匀速
②u融=n『。②WaWGh.
OD_OB'__tC运动时,F=f
OC-OAs
错题纠正
【例题1】关于杠杆,下列说法中正确的是()
A.从支点到力的作用点的距离称为力臂
B.作用在杠杆上的动力和阻力,方向有可能是相同的
C.支点总是处在动力作用点和阻力作用点之间的某一位置
D.人们在生产劳动中使用杠杆的目的都是为了省力
【提示工根据杠杆的五要素的概念进行分析,即杠杆绕固定点转动的点为支点,
使杠杆转动的力为动力,阻碍杠杆转动的力为阻力,支点到力的作用线的距离为
力臂。
【解析】:
A、力臂是指从支点到力的作用线的距离,故A错误;
B、作用在杠杆上的动力和阻力方向可以相同,如:天平平衡时,物体和祛码对
秤盘的压力都是竖直向下的,故B正确;
C、支点是杠杆绕某固定点转动的点,支点不一定处在动力作用点和阻力作用点
之间的某一位置,如使用钓鱼竿时,支点处在动力作用点和阻力作用点之外的某
一位置,所以c错误;
D、杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,所以使用杠杆不一定都是为了省
力,故D错误。
故选:Bo
【例题2】如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计
机械自重和摩擦),拉力Fi、F2、F3的大小关系是()
A.F2VF1VF3B.F2VF1VF3C.FiVF2VF3D.F2VF3VFi
【提示】:不计机械自重和摩擦:
(1)先判断处动力臂和阻力臂关系,再根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得出力F1
和重力G的关系。
(2)使用滑轮组时,先判断出承担总重绳子的段数n,再根据F2=」G得出力
n
F2和重力G的关系。
(3)使用动滑轮,动力作用在轴上,则有F3=2G。
【解析】:
不计机械自重和摩擦时:
(1)第一个图是等臂杠杆,LI=L2,由杠杆平衡条件可得FI=G;
(2)第二个图是滑轮组,承担总重绳子的段数n=3,F2=|G;
(3)第三个图是动滑轮,动力作用在轴上,F3=2G;故F2<FI<F3,故B正确,
ACD错误。
故选:Bo
【例题3】下列关于功、功率和机械效率的说法中。正确的是()
A.做功越慢的机械,功率一定越小
B.越省力的机械,其机械效率一定越高
C.做有用功越多的机械,其机械效率越高
D.功率不同的机器,做的功一定不相等
【提示】:(1)功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内所做的
功,功率大则做功快;
(2)机械效率反映了机械的性能优劣,是有用功与总功的比值;
(3)机械效率与做功功率和机械的省力情况无关。
【解析】:
A、功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小说明做功慢。故A正确;
B、机械效率是有用功与总功的比值,与机械的省力情况无关。故B错误;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,有用功较多,总功不确定,机械效率不
能确定。故C错误;
D、功率不同的机械,做的功有可能相等。如功率为5000W的机械60s做的功与
功率为1000W的机械300s做的功相同。故D错误。
故选:Ao
举一反])
【强化1】图中,站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物,请画出最省力的
绕线方法.
【提示】:首先要会组装滑轮组.知道承担物重的绳子段数越多越省力.在此题
中,人在地面用力,所以拉力方向下.
【解答】:
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.
故答案为:
【强化2】一辆搬运砖头的独轮车,车箱和破头所受总重力G=1200N,独轮车
的有关尺寸如图所示,它是一个杠杆.推车时,人手向上的力F应为N,
生活中应用这个特点的杠杆还有(请举出一例).
**1m------
【提示】:结合图片和生活经验,先判断独轮车在使用过程中,动力臂和阻力臂
的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆,并举例生活中省力杠杆的应用;
再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小.
【解析】:
独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.
根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得,
FL1=GL2,
FXlm=1200NX0.3m
F=360N;
生活中的省力杠杆还有钳子。
故答案为:省力;360;钳子。
【强化3】小泽和小阳同学在做“测滑轮组机械效率”的实验。
(1)他们分别设计了如图所示的甲和乙的滑轮组,二种实验方案中,较省力的
是图—。
(2)根据下表数据,你认为他们最后选用了图的滑轮组。
实验提升钩码钩码上升拉力拉力上机械效率
次数重G/N高度h/mF/N升T]/%
高度s/m
110.10.50.366.7
220.20.90.674.1
330.451.21.3583.3
(3)分析表中数据发现,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率越0
(4)在安全、有效的前提下提高机械的效率,下面的方法可行的是
A.改进结构,使机械更合理更轻巧
B.一次能提升的货物分为几次提升
C.增大提升物体的高度
【提示】:(1)承担动滑轮的绳子的段数越多,就越省力;
(2)根据物体上升的高度与绳子自由端通过的距离分析;
(3)根据表格中的数据分析物体的重力对滑轮组机械效率的影响;
(4)根据影响机械效率的因素分析。
【解析】:
(1)承担动滑轮的绳子的段数越多,就越省力,甲图是三段,乙图是两端,故
甲图省力;
(2)由表格中的数据可知,绳子自由端移动的距离是物体上升距离的3倍,故
选用的是甲图;
(3)由表中的数据可知,使用相同的滑轮组提升不同的重物时,物体越重,滑
轮组的机械效率越高;
(5)A、改进结构,使机械更合理更轻巧,能减小额外功,故能提高机械效率,
故A正确;
B、一次能提升的货物分为几次提升,不会改变有用功的大小,但此时所做的额
外功增加,所做的总功增大,故机械效率降低,故B错误;
c、若不计绳重和摩擦力,根据n=孕曳=兽=兽=鼻知滑轮组的机械效率
W总FsFnhnF
与提升物体的高度没有关系,所以增大物体上升的高度不影响机械效率,故C
错误。
故答案为:(1)甲;(2)甲;(3)高;(4)Ao
易错题通关
1.关于力臂,下列说法中正确的是()。
A.从支点到力的作用点的距离B.从支点到力的作用线的距离
C.力臂不可能为零D.力臂一定都在杠杆上
【答案】B
【解析】:
力臂是从支点到力的作用线的距离,抓住其数学特征:点到直线的距离
2.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】:
根据定滑轮和动滑轮的特点可知:甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向;乙
是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向。
故选:Bo
3.如图,体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端,杠杆处于平衡状态,现将铁
块和铝块同时浸没到水中,杠杆将()
°
铝铁
A.左端下降B.右端下降
C.杠杆仍然平衡D.条件不足,无法判断
【答案】Bo
【解析】:
因铝块、铁块体积相同,p铁>p铝,有m铁>m铝,G铁>6铝,由杠杆平衡条件,
两侧力与力臂的乘积相同,但铝一侧的力臂大于铁一侧的力臂;浸没水中后,铁、
铝受到的浮力相等,但铝一侧减小的力与力臂的乘积大,所以杠杆不再平衡,铁
一侧将下降,即右端下降。
故选:Bo
4.如图所示,“A8C”和“0E尸,是指甲刀的两个杠杆,下列说法正确的是()
A.".ABC”是省力杠杆,是费力杠杆
B.".ABC”是费力杠杆,“DEb”是省力杠杆
C.“ABC”是省力杠杆,“DEb”是省力杠杆
口.“48。”是费力杠杆,“。£:厂”是费力杠杆
【答案】A
【解析】:
如图所示,对于.ABC,在使用时,它的动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆;
尸’在使用时,它的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确、BCD错误。
故选:Ao
5.如图所示,将同一物体分别沿光滑斜面由8、「匀速提升到」时,如若沿
斜面的拉力分别为「,,、L,各个过程拉力做功为5,则它们的大小关系
正确的是()
B
A.HZ>Hr,r,(<F,B.II;,FH<F<.
C.I"M,67=AD.I[“二M,FH=F,
【答案】B
【解析】:
⑴斜面B.A的倾斜角度小于C.A,所以物体沿瓦1运动时拉力较小,即6厂-匚;
⑵斜面光滑说明摩擦力为0,没有做额外功,则两次做的功都等于克服物体重
力做的功;两次分别把同一物体提升到相同的高度,克服物体重力做的功相同,
所以拉力做功也相同,即计%=1「「。
综上分析可知,选项ACD错误,3正确。
故选:Bo
6.如图所示是电动传送机,传送带斜面长15m,高7.5m,每袋货物质量m=30kg。
传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为J,传送机工作时的机
械效率是75%,则传送一袋货物所做的额外功是J.(g取10N/kg)
【答案】2250;7500
【解析】:
(1)知道传送货物的质量,利用W=Gh=mgh求传送一袋货物所做的有用功;
(2)知道传送机工作时的机械效率,利用n-亚求总功,传送一袋货物所做的
额外功等于总功减去有用功。
解:(1)传送一袋货物所做的有用功:W:s=Gh=mgh=30kgX10N/kgX7.5m=
2250J;
="_W有_2250J_
(2)由nWE可得总功:W总=T=^T=3000J,
传送一袋货物所做的额外功:W额=W,a-W有=3000J-2250J=750Jo
故答案为:2250;750o
7.下列说法中正确的是()
A.机械效率高的机械,做功就越多B.功率大的机械,做功就越多
C.功率小的机械,其机械效率越低D.功率大的机械,做功就越快
【答案】D
【解析】:
(1)机械效率等于有用功与总功的比值,反映了有用功在总功中所占比例的大
小;
_W
(2)功率表示物体做功快慢的物理量,即P=;。
解:A、机械效率等于有用功与总功的比值,反映了有用功在总功中所占比例的
大小,所以机械效率高的机械,做功不一定越多,故A错误;
B、功率大的机械,做功不一定越多,因为做功的时间不明确,故B错误;
C、功率和机械效率是两个不同的物理概念,二者没有必然的联系,故C错误;
D、功率表示物体做功快慢的物理量,机械功率越大,则机械做功越快,故D正
确。
故选:D。
8.起重机的机械效率、功率与其对外做功多少的关系正确的是()
A.做功越快的机器,功率一定越大
B.做功越多,机械效率一定越高
C.功率越大的机器做功一定越多
D.机械效率越高,做功一定越快
【答案】Ao
【解答】:
A、功率是表示做功快慢的物理量,做功越快,机器的功率就越大。故A正确;
B、机械效率是有用功与总功的比值,机械效率高低与做功多少无关。故B错误;
C、机器的功率大,说明做功快,但不能说明做功多。故C错误;
D、机械效率越大,说明有用功与总功的比值大,做功不一定快,功率不一定大。
故D错误。
故选:Ao
9.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”,使用了如
图所示的实验装置。实验前,小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为LON,
每个钩码的重力为0.5N,实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,
分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数(见下表)
序号12345678
动滑轮重Go/N1.01.01.31.01.01.01.01.0
所挂钩码的重力0.51.01.52.02.53.03.54.0
G/N
弹簧测力计示数0.81.21.31.61.82.22.32.7
F/N
(1)分析实验数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,
使用该滑轮组—(选填“省力”或“不省力”)
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数R与被提升钩
码重力G以及动滑轮重力Go的关系为
(3)小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况,用另一组滑轮组将重为50N
的物块从位置A匀速直线拉到位置3,请在图中画出最省力的绕线方法:物块移
动的距离为cm;若此时绳自由端所用拉力为10N,物块受到的摩擦力为18N,
该滑轮组的机械效率为。
G
【答案】(1)不省力;(2)F=^°;(3)如图所示;3.10;60%
【解析】:
(1)分析表中序号为1、2的两组数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物
体的重力的条件下,测力计示数大于所挂钩码的重力G,故此时使用该滑轮组不
省力;
(2)由图1可知〃=2,在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的
示数斤与被提升钩码重力G以及动滑轮重力Go的关系为:F=2;
(3)用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置-当绳子
的有效段数最多为3时,最省力,如下图所示:
B
I网巾叫用中叫II叩呷1邮叩坤I叩7
36373839
cm
由图知,物块移动的距离为44.10cm-41.00cm=3.10cm;
若此时绳自由端所用拉力为ION,物块受到的摩擦力为18N,该滑轮组的机械效
率为:
10.小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有,刻度均匀的杠杆,
支架,弹簧测力计,刻度尺,细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
①如图甲所示,实验前,杠杆左侧下沉,则
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