杠杆与滑轮
教学目的: 1、巩固杠杆五要素，掌握杠杆平衡条件
2、定滑轮、动滑轮的特点
教学难点：1、运用杠杆平衡条件进行相关的计算
2、理解吊起动滑轮的绳n的物理意义
知识点总结：
1、杠杆五要素：①支点：杠杆绕着转动的点②动力：使杠杆转动的力③阻力：阻碍杠杆转动的力④动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离
2、杠杆平衡条件(杠杆平衡原理)：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1·L1=F2·L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。
3、定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（实质是等臂杠杆）
特点：不能省力，但能改变力方向
动滑轮：工作时，轴随中午一起移动的滑轮叫动滑轮。
（实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆）
特点：可以省力，但不改变力的方向
滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起
典型例题解析
杠杆与滑轮：
例1：如图1—6—1（a ）所示的杠杆重；不计，O 为支点，AO ＝0.2m ，当在A 点悬吊一重6N 的物体，绳子的拉力F ＝3N 时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l 2，力臂l 2为________m ．
（a ） ` （b ）
图1—6—1
如图1—6—1（b ），画出杠杆OAB 示意图，找到支点O ，BC 为力的作用线，画出力臂l 2．
根据杠杆的平衡条件：G ·OA ＝Fl 2 代入数值：6N ×0.2m ＝3N ×l 2 l 2＝2×0.2 m ＝0.4 m
答案 力臂l 2如图1—6—1（b ），l 2为0.4m
例2：杠杆OA 在力F A 、FB 的作用下保持水平静止状态，如图1—6—5（a ）．杠杆的自重不计，O 为杠杆的支点，FB 的方向与OA 垂直，则下列关系式中一定正确的是 （ ）
A ．F A ·OA ＝F
B ·OB B ．F A ·OA ＜F B ·OB
C ．
B A F F ＝OB
OA
D ．F A ＞OA OB F B
（a ） （b ）
图1—6—2
如图1—6—2（b ），画出力F A 的力臂为l A ，F A 和OA 的夹角为θ。根据杠杆的平衡条件：F A ·l A ＝F B ·OB F A ·OA s i n θ＝F B ·OB ．
从图中看出：0°＜θ＜90° ∴ s i n θ＜1
要保持杠杆平衡：F A ·OA ＞F B ·OB ，推得F A ＞OA
OB
F B ? 答案 D
例3：如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F 1、F 2、F 3，比较它们的大小应是（ ）
A 、F 1＞F 2＞F 3
B 、F 1＜F 2＜F 3
C 、
F 2＞F 1＞F 3
D 、 F 2 ＜ F 1 ＜ F 3
例4：如图1—6—9所示，物体M 放在水平桌面上，现通过一动滑轮（质量和摩擦不计）拉着M 向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N ．若在M 上加放一物块m 可保持M 向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力，则F ′ （ ）
图1—6—9
A ．M 运动时受到向左的摩擦力
B ．加放m 前，M 受到10N 的摩擦力
C ．加放m 前，M 受到20N 的摩擦力
D ．加放m 后，力F ′，保持10N 不变
未加m 之前，拉力F 与弹簧测力计的示数相同，也为10 N ． 用动滑轮匀速拉重物，F ＝2
f
，f ＝2F ＝20N ．f 方向向右．C 选项是正确的． 加放m 后，F ′＝
2
f '
，由于M 对地面压力增大，所以摩擦力增大，F ′也增大，F ′＞10N ．
答案 C
F 1
F 2
F 3
功与功率
教学目的:1.理解功、功率的定义；
2.理解机械效率的定义；
3.掌握增加有用功、提高机械效率的方法；
教学难点:掌握对一个过程做功的计算，做功过程中的机械效率计算
知识点总结：
1、功的定义：力与物体在力的方向上通过的距离，公式：w=f*l，单位J
2、功率：单位时间内所做的功，公式：P=w/t，单位：瓦特，符号w
3、功：①有用功：有目的而做的功②无用功：并非我们的目的但是不得不做的功
4、机械效率：有用功与总功的比值
例5：在下述情况中，若物体重100N，则力对物体做了多功?
（1）物体沿着光滑的水平面匀速前进了1 m，求推力对物体做的功．
（2）物体沿水平面匀速前进了10m，摩擦力是20N，求拉力做的功．
（3）物体沿光滑斜面滑下，斜面高1 m，长2m，如图l—6—10所示，求重力对物体做的功．
（4）如图1—6—10，物体从斜面上滑下，求支持力对物体做的功．
图1—6—10
精析初中阶段研究力做功，主要指下列几种情况：
第一种：力和物体运动方向一致，称为力对物体做功．
第二种：力和物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功．如向上抛出某个物体，重力方向向下，物体运动方向向上，可以称为克服重力做了功．
第三种：当某个力和运动方向垂直，则这个力对物体做的功为零．
解（1）水平面光滑，认为摩擦力为零．物体匀速前进，推力也为零．这时W＝0．（2）物体匀速直线运动，推力F＝f（摩擦力）＝20N，s＝10m，所以：W＝20N×10m ＝200J．
（3）物体沿重力方向移动的距离为h，重力做的功W＝Gh＝100N×1m＝100J．
（4）如图1—4—10，物体沿斜面运动，支持力方向与运动方向垂直，物体沿支持力方向没有移动，W ＝0．
答案 （1）W ＝0 （2）W ＝200 J （3）W ＝100 J （4）W ＝0
例6：利用图1—6—3中的滑轮组提升重物A （物体A 重1600 N ），滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F 为________N ，如果增大物重，此滑轮组的机械效率．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
图1—6—3
精析 考查力、功和机械效率之间的关系． 解 已知：G ＝1600N ，机械效率η＝80% 设提升时，物体上升h ． 根据图，拉力上升高度为S ＝4h η＝
总
有W W ＝
h F Gh 4 F ＝η4G ＝8
.041600?N
＝500N 分析物重对机械效率的影响 η＝
总
有W W ＝
额
有有W W W +＝
有
额W W +
11
＝Gh
W 额+
11
若h 、W 额不变，G 增大，η提高．
答案 500N ，变大
例7：图1—6—4所示滑轮组匀速提升物体．已知物重G ＝240N ，拉力F ＝100N ，该滑轮组的机械效率是________．
图1—6—4
精析 此题主要考查是否会计算滑轮组的有用功、总功和机械效率． 解 有用功：W 有＝Gh ＝240N ·h h 为物体被提升的高度．
总功：W 总＝F ·s ＝F ·3h ＝100N ·3h s 为拉力移动的距离．
注意：有3根绳子连在动滑轮上，则s ＝3h 机械效率：η＝
总
有W W ＝
h N h
N 3100240??＝300
240＝80%
错解 有的学生忽略了距离关系，认为总功：W 总＝F ·h ＝100N ·h ．按照这个分析，求得η＞100%，结果与实际情况不符．
∵ W 总＝W 有＋W 额，由于额处功的存在，W 有一定小于W 总，η一定＜100%．
答案 80%
例8：用动滑轮将400N 的货物以0.5m /s 的速度匀速提高了2m ，绳端的作用力是250N ，则有用功的功率是________W ． 解 有用功率的概念：P 有＝
t
W 有＝
t
Gh
＝G ·v 其中G 为物体重，v 为物体上升速度． P 有＝Gv ＝400N ×0.5m /s ＝200W 扩展：如果求总功率，则有： P 总＝
t
W 总＝
t
Fs
＝F ·v ′ v ′为拉力F 提升速度．
在此题中，一个动滑轮：s ＝2h ，所以v ′＝2v ＝1m /s ∴ P 总＝Fv ′＝250N ×1m /s ＝250W
通过P有和P总，还可以求出这个动滑轮的机械效率．
答案200W
例9：如图1—6—5，均匀杠杆下面分别挂有若干个相同的铁块，每小格距离相等，支点在O，此时杠杆已处于平衡状态．问：当下面几种情况发生后，杠杆能否再次平衡?
（1）两边各减去一个铁块；
（2）将两侧铁块向支点方向移一个格；
（3）将两边各一个铁块浸没于水中；
（4）将两侧所有铁块分别浸没于水中；
（5）左侧有两个铁块浸没于煤油中，右侧有一个铁块浸没于水中．(煤油密度 油＝0.8×103kg/m3)
图1—6—5
精析对于一个已经平衡的杠杆来说，当某个力或力臂发生变化时，若变化的力×变化的力臂仍相等，则杠杆仍保持平否则，就失去平衡．
解（1）设一个铁块重G，一个格长度为l，当两侧各减去一个
．．铁块时，对于左端，力×力臂的变化＝G×3l，对于右端，力×力臂的变化＝G×4l，可见右端“力×力臂”减少的多，因而杠杆右端上升，左端下沉，杠杆不再平衡．
（2）所设与（1）相同，
左侧：力×力臂的变化＝4G×l
右侧：力×力臂的变化＝3G×l
左端力×力臂的变化大，减少的力×力臂大，因此杠杆左端上升，右端下沉，杠杆不再平衡．
（3）当两边各有一个铁块浸没于水中时，设一个铁块受的浮力为F浮，两侧的铁块受的浮力是相同的．
对于左端：“力×力臂”的变化＝F浮×3l
对于右端：“力×力臂”的变化＝F浮×4l
比较两端变化，右端变化大，因为所受浮力方向是向上的，因而杠杆右端上升，左端下
沉．
（4）题目所设与（3）相同，
对于左端：“力×力臂”的变化＝4F 浮×3l ＝12F 浮·l 对于右端：“力×力臂”的变化＝3F 浮×4l ＝12F 浮·l 比较两端变化是一样的，因而杠杆仍保持平衡．
（5）左侧两个铁块浸没于煤油中，设一个铁块体积为V ，则两个铁块受的浮力为：F 1＝ρ油g ·2V ＝2ρ油gV ，右侧一个铁块浸没于水中，铁块受的浮力F 2＝ρ水g V 左侧：“力×力臂”的变化＝F l ·3l ＝6ρ油gV ·l 右侧：“力×力臂”的变化＝F 2·4l ＝4ρ油gV ·l 将ρ油、ρ水代入比较得：
左侧“力×力臂”的变化大，因为所受浮力方向是向上的，因而杠杆左端上升，右端下沉．
答案 （1）杠杆失去平衡，左端下沉； （2）杠杆失去平衡，右端下沉； （3）杠杆失去平衡，左端下沉； （4）杠杆仍保持平衡
（5）杠杆失去平衡，右端下沉．
例10：如图1—6—6，在一轻杆AB 的B 处挂一重为89N 的物体，把物体浸没在水中，在A 点作用19.75N 的向下的力，杠杆可以平衡，已知：OA ∶OB ＝4∶1，求物体的密度．（g 取10N /kg ）
精析 在杠杆知识和浮力知识结合，仍以杠杆平衡条件列出方程，只是在分析B 端受力时，考虑到浮力就可以了． 解 已知重力G ＝89N
以O 为支点，杠杆平衡时有： F A ·OA ＝FB ·OB F B ＝
OB OA ·F A ＝1
4
×19.75N ＝79N 物体所受浮力F 浮＝G －F B ＝89N －79N ＝10N
V 排＝
g
F 水浮
ρ＝
kg
/N 10m /kg 100.1N
103
3??＝1×10—3m 3 V 物＝V 排 m ＝
g G ＝kg
/N 10N 89＝8.9kg 物体密度：
ρ＝
物V m
＝3
3m 101kg 9.8-?＝8.9×103kg /m 3 答案 8.9×103
kg /m
3
图1—6—6
例11：一根轻质杠杆可绕O 点转动，在杠杆的中点挂一重物G ，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F ，如图l —6—7（a ）所示，力F 使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力F 和它的力臂L F 、重力G 和它的力臂L G 的变化情况是 （ ） A ．F 增大，L F 减小 B ．F 减小，L F 增大 C ．G 不变，L G 减小 D ．G 不变，L G 增大
（a ） （b ）
图1—6—7
精析 以O 为支点，杠杆慢慢抬起过程中，重力大小为G ，始终不变，重力的力臂为
L G ，从图中看出，L G 增大了．拉力大小为F ，从图中看出，拉力的力臂L F 变小了．
解 设杆OB 与水平线夹角为θ，如图1—6—15（b ）．列出杠杆平衡方程： F ·l F ＝G ·l G
F ·OB · s i n θ＝
G ·2
OB
co s θ F ＝
2
1G ·co t θ 杠杆抬起过程中，θ减小，co t θ增大，F 增大
答案 A 、D
例12：如图1—6—8，金属块M 静止置于水平地面上时，对地面的压强为5.4×105
Pa ，轻质杠杆AB 的支点为O ，OA ∶OB ＝5∶3，在杠杆的B 端，用轻绳将金属块吊起，若在杠杆的A 端悬挂质量为m ＝4kg 的物体时，杠杆在水平位置平衡，此时金属块对地面的压强为1.8×105
Pa ．若要使金属块离开地面，那么杠杆A 端所挂物体的质量应为多少?
解 当M 单独静置于地面时，M 对地面的压强为： p 1＝
S
F 1＝S Mg
①
当A 端挂m 后，B 端的绳子也对M 产生力F ，M 对地面的压强： p 2＝
S
F 2＝S F Mg - ②
①÷②得Pa 108.1Pa
104.555??＝F
Mg Mg -
得3（M g －F ）＝M g 2M g ＝3F F ＝
3
2M g 此时杠杆平衡：m g ·OA ＝F ·OB ③ 代入OA ∶OB ＝5∶3 4kg ×g ×5＝F ×3 代简并代入③式得：F ＝3
g kg 20?＝32
M g ∴ M ＝10kg
当金属块离开地面时：M 受的拉力F ′＝M g ，杠杆平衡时，m ′g · OA ＝M g ·OB m ′＝
OA
OB
· M ＝53×10kg ＝6kg
答案 6kg
图1—6—8
例13：一人利用如图1—6—9所示的滑轮组匀速提升重为450N 的物体，若每个滑轮重50N ，人重600N ，则人对地面的压力是________N ．（不计摩擦力）
图1—6—9
精析 人对地面的压力大小，取决于人受的力，而人受的力，又与滑轮组绳子上的拉力
F 有关．
解 滑轮组上承担物重的绳子根数为2．所以滑轮组绳子上的拉力：
F ＝21
（G ＋G 动）（G ：物重，G 动：动滑轮重） ＝2
1
（450N ＋50N ）
＝250N
人受力为：重力G ′，绳子的拉力F 和地面的支持力N ．F ＋N ＝G ′ 支持力：N ＝G ′－F ＝600N －250N ＝350N
根据相互作用力大小相等，人对地面的压力：F ′＝N ＝350N
答案 人对地面压力350N
例14：如图1—6—10，滑轮及绳子的质量和摩擦不计，物体A 重G 1，木板重G 2，要使木板处于平衡状态，求： （1）绳子对A 的拉力多大？ （2）A 对木板压力多大?
精析 分析绳子上的拉力（且同根绳子上的拉力，大小不变），然后以某物为研究对象，列出受力平衡式．
解 （1）研究绳子1、2、3、4上拉力，如图1—4—10，设与A 相连的绳子2的拉力为F ，则绳子3的拉力也为F ，绳子4的拉力为2和3的拉力之和为2F ，绳子1的拉力也为2F ．
图1—6—10
以物体A 和板为研究对象： 向下受重力为：G l ＋G 2
向上受绳子1、2、3的拉力，大小为：4F ． A 和木板处于静止状态：4F ＝G 1＋G 2 （2）以A 为研究对象： A 受重力G 1，拉力F ＝ 4
2
1G G + 和持力N ． A 静止时，G l ＝F ＋N N ＝G 1－F ＝G 1－
41G 1－41G 2＝43G 1－4
1G 2 根据相互作用力大小相等，A 对木板的压力： N ′＝
43G 1－4
1
G 2 答案 （1）4
21G G + （2）43G 1－41
G 2
例15：如图1—6—11，把重250N 的物体沿着长5m ，高1 m 的斜面匀速拉到斜面顶端，（1）若不计摩擦，求拉力；（2）若所用拉力为100N ，求斜面的机械效率．
图1—6—11
精析 根据功的原理，动力做的功为W 1＝F ·L ，克服重力做的功为W 2＝Gh ． 解 （1）不计摩擦时： W 1＝W 2 FL ＝Gh F ＝
L h G ＝m
5m 1×250N ＝50N （2）若所用拉力为F ′＝100N 时．克服重力做的功为：W 2＝Gh ＝250N ×1m ＝250J 动力做的功为：W 1＝FL ＝100 N ×5 m ＝500J 斜面的机械效率：η＝
12W W ＝J
500J
250＝50% 答案 （1）50N （2）50%
例:16：如图1—6—12所示，物体A 的质量为50kg ．当力F 为100N 时，物体A 恰能匀速前进．若物体A 前进0.5m 所用时间为10s ，（不计绳和滑轮重）求：
图1—6—12
（1）物体A 的重力． （2）物体A 受到的摩擦力． （3）力F 做的功． （4）力F 做的功率？
解 （1）A 的重力：G ＝m g ＝50kg ×9.8N /kg ＝490N （2）A 匀速前进：f ＝2F ＝200N （3）10s ，物体A 前进：s 1＝0.5m 拉力F 向前移动距离：s 2＝2×0.5m ＝1m 力F 做功：W ＝Fs 2＝100N ×1m ＝100J （4）力F 功率：P ＝
t W ＝s
10J 100＝10W 答案 （1）490N （2）200N （3）100N （4）10W
例17:一架起重机在60s 内能将密度为2×103
kg /m 3
，体积为5m 3
的物体匀速提高12m ，求这架起重机的功率？
已知： ＝2×103
kg /m 3
，t ＝60s V ＝5m 3
h ＝12m
求：功率P
解 物体重：G ＝m g ＝ρVg ＝2×103
kg /m 3
×5m 3
×9.8N /kg ＝9.8×104
N 克服物重做的功：
W ＝Gh ＝9.8×104
N ×12m ＝1.76×106J
功率：P ＝t W ＝60s
J
10176.16?
＝1.96×104
W 答案 1.96×104W
例18:如图1—4—13所示，用滑轮匀速提起1200N 的重物，拉力做功的功率为1000W ，绳子自由端的上升速度为2m /s ，（不计绳重和摩擦）求： （1）作用在绳自由端的拉力多大？ （2）滑轮组的机械效率为多大？
（3）若用此滑轮组匀速提起2400N 的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？
1—4—13
精析 求滑轮组的机械效率关键是搞清有用功和总功．涉及功率时，也同样要区别有用功率和总功率．
解 已知G ＝1200N ，P 总＝100W ，v F ＝2m /s
在分析已知条件时，应注意此时拉力的功率为总功率，速度为拉力F 移动的速度 （1）∵ P 总＝
t
W 总＝F ·vF
∴ F ＝
F
v P 总＝s m W /21000＝500N
（2）η＝
总
有W W ＝
Fs Gh ＝h F Gh 3?＝F G 3＝N
5003N 1200?＝80% （3）当物体重力为G ′＝2400N 时，机械效率也要变化，但不计绳重和摩擦时，由前面给的已知条件，可先求出动滑轮重，由 F ＝
3
1
（G 动＋G ） G 动＝3F －G ＝1500N －1200N ＝300N 当G ′＝2400N 时 F 拉′＝
31（G 动＋G ′）＝3
1
（300N ＋2400N ）＝900N
吴老师物理辅导功和机械效率经典题集 1．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N ，动滑轮重1N 。物体A 在拉力F 的作用下，1s 内将重为8N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了0.2m 。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是 A ．绳子自由端移动速度为0.6m/s B ．滑轮组的机械效率为80% C ．拉力F 的功率为1.8W D ．拉力F 的大小为3n 2．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所用时间为２s ，作用在绳子末端的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ） Ａ．所做的有用功为１Ｊ Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％ 3．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物体速度v 与时间t 的关系如图乙所示。则第2秒末 时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F 做功是_________焦耳。 4．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率 。 (2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮 次数 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动 距离S/m 总功 W 总/J 机械 效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0. 3 0.48 83.3% 3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 F 图6
1.为了使杠杆保持静止，可以在A点拖加一个力F，力的方向不同，需要力的大小也不同，请在下图中画出力F最小时的示意图． 2．两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处于平衡时 A．两个小孩的重力一定相等 B．两个小孩到支点的距离一定相等 C．轻的小孩离支点近一些 D．重的小孩离支点近一些 如果在A点施加一个如图所示的动力F使杠杆在水平 方向上平衡，则该杠杆为 A．费力杠杆 B．省力杠杆 C．等臂杠杆 D．以上三种情况都有可能
4.同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则 甲、 F乙＜F丙甲＞F乙＞F丙甲＞F乙＝F丙甲＝F乙＞F丙 甲＜ 5．如图所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速 提高了0.2m。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正 确的是 A．绳子自由端移动速度为0.6m/s B．滑轮组的机械效率为80% C．拉力F的功率为 D．拉力F的大小为5N 6.如图所示，分别用甲、乙两套装置将同一物体 匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为 F甲、F 、η乙。则下列关系 乙，它们的机械效率分别为η甲 正确的是(不计绳重与摩擦．且动滑轮重小于物重) （）
η甲>η乙 B. F甲
杠杆与滑轮 教学目的: 1、巩固杠杆五要素，掌握杠杆平衡条件 2、定滑轮、动滑轮的特点 教学难点：1、运用杠杆平衡条件进行相关的计算 2、理解吊起动滑轮的绳n的物理意义 知识点总结： 1、杠杆五要素：①支点：杠杆绕着转动的点②动力：使杠杆转动的力③阻力：阻碍杠杆转动的力④动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离 2、杠杆平衡条件(杠杆平衡原理)：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1·L1=F2·L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。 3、定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（实质是等臂杠杆） 特点：不能省力，但能改变力方向 动滑轮：工作时，轴随中午一起移动的滑轮叫动滑轮。 （实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆） 特点：可以省力，但不改变力的方向 滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起 典型例题解析
杠杆与滑轮： 例1：如图1—6—1（a ）所示的杠杆重；不计，O 为支点，AO ＝0.2m ，当在A 点悬吊一重6N 的物体，绳子的拉力F ＝3N 时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l 2，力臂l 2为________m ． （a ） ` （b ） 图1—6—1 如图1—6—1（b ），画出杠杆OAB 示意图，找到支点O ，BC 为力的作用线，画出力臂l 2． 根据杠杆的平衡条件：G ·OA ＝Fl 2 代入数值：6N ×0.2m ＝3N ×l 2 l 2＝2×0.2 m ＝0.4 m 答案 力臂l 2如图1—6—1（b ），l 2为0.4m 例2：杠杆OA 在力F A 、FB 的作用下保持水平静止状态，如图1—6—5（a ）．杠杆的自重不计，O 为杠杆的支点，FB 的方向与OA 垂直，则下列关系式中一定正确的是 （ ） A ．F A ·OA ＝F B ·OB B ．F A ·OA ＜F B ·OB C ． B A F F ＝OB OA D ．F A ＞OA OB F B （a ） （b ） 图1—6—2
杠杆、滑轮、机械效率习题 一、填空题 1、一台起重机将重3000N 的货物提高3m。如果额外功是3000J，起重机做的有用功是________J，机械效率是______。 2、小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2 000 N的物体A向左匀速拉动2m，物体A受到的摩擦力为600 N，作用在绳端的拉力为250 N，则拉力所做的功为_______J；物体重力所做功为_______ J；该装置的机械效率是_______． 3、在某工地的施工中，工人师傅用右图所示的装置拉起45kg的重物，所用拉力是200N，则该装置的机械效率为，若想进一步提高效率，可以对装置采取的措施是(答一项即可)：。 4、在电视剧《三国》中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。它是一个杠杆。要把石块抛出去，图中作用在A点的力 沿方向最小（填a、b或c）。 5、如图所示，秤砣的质量为100 g，秤杆的质量忽略不计，秤杆水平静止时，OA＝5 cm，OB＝25 cm．则被测物的质量为_______kg．若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值_______（填“大于”、“等于”或“小于”）被测物的真实质量值． 6、如图所示，杠杆AC(刻度均匀，不计杠杆重)可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。为使杠杆平衡，应在杠杆上的________点施加一个作用力，才能使作用力最小，该最小作用力与物重G的比值是________。 7、如图7所示，物体A和B所受重力均为30N（滑轮重、绳重和摩擦均不计），当用力F１和F２分别匀速提升A和B时，力F１的大小为 N，力F２的大小为 N。
8、如图所示，水平台上的物体A重50N，在水平向右的拉力F的作用下以5cm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为10N，若滑轮重及绳与滑轮之间的摩擦忽略不计，则拉力F为______牛，物体A受到的摩擦力为______牛，拉力的功率为______W。 9、如图所示，物体重为100N，在水平拉力F的作用下，1秒钟内匀速前进2米，此时弹簧测力计的示数为10N（不计滑轮重及滑轮间的摩擦），则拉力F为N，绳子自由端移动的速度为m/s，物体所受摩擦阻为N。若以动滑轮为参照物，物体 是。 二、选择题 10、如图所示的剪刀中，要剪开较硬的物体，使用哪种最合适的是（） 11、在“研究杠杆的平衡条件”实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，使杠杆在水平位置保持平衡，手拉着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2 (杠杆始终在水平位置保持平衡)，则弹簧秤的示数（） A．不断增大B．不断减小 C．先增大，后减小D．先减小，后增大12、如图所示，用方向不变的力F，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，F的大小变化情况有( ) A．逐渐变大B．逐渐变小C．保持不变D．无法判定 13、使用如图3所示的装置匀速提起重物G，所用的拉力中，( ) A 、F1最大 B 、 F2最大 C 、 F3最大 D 、一样大 14、用不同机械将同样重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，拉力F最小的是（）
机械效率总复习
1．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是A．拉力做的有用功是100J B．拉力做的总功是260J C．滑轮组的机械效率是65% D．物体上升过程中动能转化为势能 2．下列说法正确的是 A．机械做功越快，机械效率就越高 B．做功时间越长，机械功率越大 C．功率大的机械比功率小的做功快 D．所有机械的机械效率都小于1 3．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀 速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。则滑轮组的机械效率η=________。若物体 上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加” “减小”“不变”) 4．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把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 5．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用、表示甲、乙两装置的机械效率，、表示拉力所做的功。 A．， B．， C．， D．，6．程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。己知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中________滑轮组来提起重物(选填“a”、b”或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果程跃的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率。
7．如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮 组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。已知小 民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对 绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F2:F1=________。 8．用滑轮组以不同速度匀运提升重物A，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F， 如图所示，不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时，重物A以速度v1匀速上升h所用 的时间为t1；当拉力F的功率为P2时．重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2；当拉力F的功率为时，重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为 A． B． C．D． 9．在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次科技活动中，某校物理小组的同学们分别用一轻质杠杆(不计杆重)、一只滑轮和一些细绳构成了如图所示的组合机械，其中O为支点，OA=3OB，他们发现使用组合机械可以更省力，如果提升G=90N的物体。在 不计滑轮重、杆重和绳重及部件间的摩擦时，拉力F= ________N。为了 测量这个组合机械的机械效率需要测量的物理量有(用文字和字母表示) ________；这个组合机械的机械效率为(用你选用的字母表示)η =________。 10．大军用某机械把500N的重物匀速提高0.5m，做的额外功是160J，则他做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少? 2．11．一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，已知绳的自由端拉力为25N。求：石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?J(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(、)
机械效率知识点梳理与典型例题 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功 最多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提 高1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断 出图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率 例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。
滑轮 西提 1. _______________________________________ 定滑轮是杠杆的变 形，定滑轮实质是 __________________________________ !杆，其动力臂与 阻力臂等于 ________________ 。它可以 ____________________ ,但不能 图 7 图 11-2-17 摩擦力是 A. 60N B. 120N C. 20N D. 180N 4.如图9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 被匀速移动（如图10），拉 2. 如图7所示，若动滑轮重和摩擦忽略不计，用滑轮或滑轮组提起 同一重物的几 3. 如图8所示，物体做匀速直线运动，拉力 F=60N 则物体受到的 乙是定滑轮，使用 时不能省力 5.同一物体沿相同水平地面 种方法其 F 省力 图 8 省力 D. 图9
力分别为F 甲、F 乙、F 丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们 的大小，则 牛时绳子的绕法 知识点 一、定滑轮 1. 定滑轮的特征：使用时，轴的位置固定， 2. 定滑轮的特点（探究实验） 物体的重G,拉力F ,物体提升的高度h , 比较G 和F , s 和h 的大小 A. F 甲v F 乙v F 丙 B. F 甲〉F 乙〉F 丙 C. F 甲 > F 乙二F 丙 D. F 甲=F 乙〉F 丙 6. 工厂为了搬运一个笨重的机器进入车间， 某工人设计如图11所示 的四种方案 7. （机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的根截面） 力的方案是 —图11 甲 ￡ 12,用这个滑轮 8. 茫个动滑轮组成的滑轮组，如图 组提升■重为300N 的重物（忽略滑轮组和绳子重及摩擦），甲图画 出（1）当动力F=150N 时绳子绕法; （2）乙图画出当动力F=100 （ 能/不能 ；（2）使用定滑 （1）使用定滑轮 /不能）省距离 ⑶ 当改变拉力的方向时，拉力的大小是否改变? 3.定滑轮实质上是一个 滑轮 动滑轮的特征：使 丄⑥"F !杠杆。F G 厶匕 能 、 1. 用时，轴的位置随被拉物体一起运动。 不随物体一起运动。 绳子自由端移动的距离
、 杠杆专项练习 一、下列杠杆中，O是支点，在图上画出F1、F2的力臂，并且用L1、L2表示它们: 二、应用杠杆原理F1l1=F2l2解决杠杆问题： 1、在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来，铁条水平平衡，如图5(a)所示。若将OB弯折，如图(b)所示，则铁条将 [ ] A．A端下降，C端上升 B．A端上升，C端下降 C．仍然平衡 D．无法判断 【 2、在图2中，能够平衡的杠杆是图[ ] 3、一根不均匀木棒长1米，当用力F1=6牛竖直向上作用在它的A端时，刚能抬起A端，当用力F2=12牛竖直向上作用在它的B 端，刚能抬起它的B端，求此棒的重力和重心距A端的距离。 4、一根扁担长，前后两筐内分别装有300N和400N的货物。问：人肩挑处离前筐多远才能平衡（不计扁担及筐的质量） ！ 5、一根杠杆长1米，支点O在它的最左端，现将一G为90牛顿的重物放在距O点20厘米处，若使杠杆处于水平静止状态，则动力作用在杠杆最右端时，应向____时（左，中，右），动力最小，且动力的大小是______牛顿。 6、杠杆两端各挂有重力不相等的两块同种材料做成的实心金属块A、B，已知G A 7、一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm ，秤砣质量250g 。用来称质量是2kg 的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡若秤杆长60cm ，则这把秤最大能称量多少千克的物体 《 8、身高几乎相同的兄弟二人，用长米的扁担抬一桶水，水桶挂在距哥哥肩米处的扁担上，桶和水共重300牛，问兄弟二人肩上各负担多大的力（不计扁担重） 9、一根轻质杠杆AB 长，当A 点挂质量为的实心铝块，B 端挂重物P 为9N 时，杠杆能平衡。 求：(l)支点O 离A 端距离． (2)将铝块一半浸入水中，如图所示时，要使杠杆仍保持平衡，应将支点O 向什么方向移动多少cm(ρ铝=×103kg ／m 3， g=10N ／kg) | 初中物理滑轮及滑轮组练习题 一、选择、填空 1．如图所示，通过定滑轮匀速提起重物G 时，向三个方向拉动的力分别为F 1、F 1、 F 1，则这三个力大小关系是（ ） A 、F 1最大 B 、F 2最大 C 、F 3最大 D 、一样大 ~ 2.下图中,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计及摩擦均不计,则当甲、乙两物体静止时，弹簧测力计的读数为__________N ，物体乙所受的合力为__________N 。 3．如图表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G 的相同重物，在A 端所用的拉力分别为F 1=__________，F 1=_________，F 1=_________，不计滑轮本身的重和摩擦。 4．如图所示，滑轮A 是__________滑轮，它的作用是__________，滑轮B 是__________滑轮，它的作用是__________。整个装置叫__________，它的作用是_____ _____，若G=200N ，不计绳重和摩擦，则作用在绳子自由端的拉力F=__________N 时可使重物G 匀速上升。 5．如图所示，绳子与滑轮重不计，物体处于静止状态，如果m 1=5kg ，那么m 2应等于__________ kg 。 6、如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F 1、F 2、F 3，比较它们的大小应是（ ） A 、F 1＞F 2＞F 3 B 、F 1＜F 2＜F 3 C 、F 2＞F 1＞F 3 D 、F 2＜F 1＜F 3 ! 、 F 2 F 3 A | GA M 1B M 2B F 1 F 2 F 3 机械效率 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用 功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 说明：有时候额外功题目中已经忽略，则总功就等于有用功（在实际生活中不存在） 有用功和额外功并不一定是固定的，要根据事件的目的进行判定 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= = 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最 多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高 1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率（简单公式的运用）A、竖直方向 滑轮组经典习题30道 一、选择题(共1８小题） 1、(２0０9?包头）如图所示得滑轮组将重１0N得物体匀速提升0、１m,所用时间为2s,作用在绳子末端得拉力F为6N（不计绳重与绳与滑轮间得磨擦）,下列计算结果正确得就是（) A、所做得有用功为1J ?Ｂ、动滑轮自重0、2N ?Ｃ、拉力F做功得功率为0、３W D、该滑轮组得机械效率为8３、3％ ２、如图所示,斜面长为3ｃｍ，高为ｌm,工人用４００Ｎ沿斜面方向得力将重为８4０N得箱子推到车上。在这过程中( ） A、有用功就是40０J，总功就是８40J? B、有用功就是840J,额外功就是400Ｊ ?C、总功就是12Ｏ0Ｊ，机械效率就是7O%??D、有用功就是4０0J，机械效率就是7O% 3、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同得省力滑轮组。她分别用这两种滑轮组把质量相同得重物吊到等高得平台上，两次吊重物时她拉绳得速度相同．不计摩擦与绳重，下列说法正确得就是（ ) ?A、两次吊物,小明所做得功与功率得多少相同，甲装置得效率高?Ｂ、两次吊物，小明所做得功、功率得多少与效率得高低都相同 C、两次吊物,小明所做得功率得大小与效率得高低相同,用甲装置做得功多? D、两次吊物,小明所做得功得多少与效率得高低相同,用乙装置时功率大 ４、（２０10?泉州）建筑工人用如图所示得滑轮组，将重８00N得重物匀速提高5m，拉力所做得功为4８00J，则该滑轮组得机械效率就是（） ?Ａ、6７% B、7３% C、83%??Ｄ、１0０% 5、利用如图所示得甲、乙两个滑轮组，在相同得时间内用大小相同得力Ｆ1与Ｆ2分别把质量相等得重物G１与G２提升到相同得高度，则( ） ?A、甲滑轮组得机械效率高??B、乙滑轮组得机械效率高 C、Ｆ2做功得功率大 D、F1、F2做功得功率一样大 ６、用完全相同得A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计）,分别提升重为Ｇ1与G2得两物体，若G１〉G2，它们得机械效率分别为ηA与ηB，则( ) A、ηA〉ηＢ?? B、ηA＜ηB ?C、ηＡ=ηB?D、无法判断 7、两滑轮组装置如图所示,已知每个滑轮重力都为G0,摩擦与绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5Ｇ0得物体时,甲、乙两滑轮组得机械效率之比就是( ) ?A、6:7?B、7：６ C、5：6?? D、5：7 ８、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低得因素”时提出了下列假设: （1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关; (２）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关; 杠杆和机械效率问题(初中物理知识竞赛辅 导) 物理竞赛辅导--- 杠杆和机械效率问题 1．小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（ ） A.磁体的重心处 B.磁体的某一磁极处 C.磁体重心的北侧 D.磁体重心的南侧 思路点拨 北京位于北半球，在地球的北半球表面处，地球磁场 对磁体北极的作用力F N 是斜向下指向北方，而对磁体南 极的作用力Fs 则与F N 方向相反，即斜向上指向南 方．在北京若以一线悬挂一均匀磁体使其在水平位置平 衡，如图所示，显然这时可将此磁体视为一根可绕悬点0转动的杠杆，在地磁场的作用下，此磁体的平衡位置必沿南北方向且其北极必指向北方．此时磁体受到自身的重力G(设其重心位于C 点)和地磁场对其南、北两极的作用力Fs 和F N ，由图可见，为使此杠杆能在图示位置上平衡，由杠杆平衡条件可以作出判断：悬点0应该在重心C 的北侧一些． 引申拓展 本题的解答中，有些同学由于考虑不仔细而错选了A ，认为悬线应系于磁体的重心处．得出这一错误答案的原因：一是根本忽略了地磁场力，只考虑磁体自身重力的作用；二是尽管考虑了地磁场力，却简单地认为地磁场力就是沿水平方向，而忽略了地磁场力相对于水平是略有倾斜的． 2．如图所示的装置中，均匀木棒AB 的A 端固定在铰链 上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端套在木棒上使木棒保持 水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬 线上的拉力（棒和悬线均足够长）（ ） A ．逐渐变小 B ．逐渐变大 C ．先逐渐变大，后又变小 D ．先逐渐变小，后又变大 思路点拨 如图所示，以 G 表示杆AB 的自重，a 表示杆的重心 到A 端的距离，T 表示悬线拉力的大小，L 表示作用于杆 AB 上的悬线拉力对A 点的力臂．把AB 视为一根可绕A 端 转动的杠杆，则由杠杆的平衡条件应有 G ·a ＝T ·L 由此得G L a T 当线套在杆上逐渐向右移动时，拉力T 的动力臂L 经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程，故悬线的拉力T 则是逐渐变小后逐渐变大． 3.某工厂设计了一个蓄水池（如图所示），水源A 罐的 夜面高度h 1保持不变。罐底有一个小出水口，面积为S 1。孔下通过一个截面积为S 2活塞与杠杆BC 相连。杠 杆可绕B 端上下转动，另一端有一个中空的圆柱形浮 子，横截面积为S 3，BO 是杠杆总长的3 1。原设计打算当杠杆水平时，浮子浸入水深为h 2，活塞恰好能赌住 出水口，但在使用时发现，活塞离出水口尚有极小一段 距离时，浮子便不再上浮，此时浮子没入水深为h 3。为了使活塞自动堵住出水 机械效率实验题典型例题 1. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。 小杰和小华 各选取一种方法做实验。 (1) 小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。 他通过滑轮组 用3N 的拉 力F 将重4.8N 的物体匀速提升了 0.1m 的距离，此滑 轮组的机械效率为 。 (2) 小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小华在图 中画出滑轮组的绕线 'On 图23 甲 图15 乙 2. 图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自 由端，将总重为 6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的 A ，位置匀速竖直上升到 B ，位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则: (1) _____________________________ 钩码上升的高度是 cm ； (2) ___________________________ 拉力F 做的功是 J ; (3) ____________________________ 滑轮组机械效率是 %。(结果保留一位小 数) 3?小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图 23所示 (1) 表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 _ (2) _______________________________________ 根据另一组正确的 数据计算出的机械效率为 __________________________________ ;比较两次的机 实 物 I 物体上 拉 绳自由端 验次 重 升高度h/m 力F/N 上升距离s/m 械效率可以得出的结论是： _________________________ n 22乙 甲 1．.如图22所示装置，杠杆OB 可绕O 点在竖直平面内转动，OA ∶AB ＝1∶2。当在杠杆A 点挂一质量为300kg 的物体甲时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 1，杠杆B 端受到竖直向上的拉力为T 1时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N 1；在物体甲下方加挂质量为60kg 的物体乙时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 2，杠杆B 点受到竖直向上的拉力为T 2时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N 2。已知N 1∶N 2＝3∶1，小明受到的重力为600N ，杠杆OB 及细绳的质量均忽略不计，滑轮轴间摩擦忽略不计，g 取10N/kg 。求： （1）拉力T 1； （2）动滑轮的重力G 。 39.解： （1）对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示： 根据杠杆平衡条件： G 甲×OA ＝T 1×OB (G 甲＋G 乙)×OA ＝T 2×OB 又知OA ∶AB = 1∶2 所以OA ∶OB = 1∶3 N 300010N/kg kg 300=?==g m G 甲甲 N 600N/kg 10kg 60=?==g m G 乙乙 N 0001N 0300311=?==甲G OB OA T N 2001N 03603 1)(2=?= += 乙甲G G OB OA T （1分） （2）以动滑轮为研究对象，受力分析如图2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态，所以： T 动1＝G ＋2F 1，T 动2＝G ＋2F 2 又T 动1＝T 1，T 动2＝T 2 所以： G G G T F 21N 5002N 1000211-=-=-= （1分） G G G T F 2 1N 6002 N 12002 22- =-= -= （1分） 以人为研究对象，受力分析如图3甲、乙所示。 人始终处于静止状态，所以有： F 人1＋ N 1， ＝ G 人， F 人2＋N 2， ＝G 人 因为F 人1＝F 1，F 人2＝F 2，N 1＝N 1， ，N 2＝N 2， 且G 人＝600N 所以： 图22 甲 乙 图1 T B T 动2 F 2 动1 F 1 人 人1 人2 人 图3 甲 乙 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 一、选择题 （每空？ 分，共？ 分） 1、.图所示的工具中，属于费力杠杆的是 2、观察图3所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是 A ．一个杠杆，且是省力杠杆 B ．两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆 C ．三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆 D ．三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆 3、弹簧秤A 和B 及滑轮组均处于静止状态，F=10N ，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A 和B 的示数分别为： 和30N; 和20N; 和20N; 和30N. 4、装置处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下，G 1∶G 2 为： A 、1∶2 ; B 、1∶1 ; C 、2∶1 ; D 、3∶1. 5、在水平拉力F 的作用下, 物体A 匀速向右滑动时, 弹簧秤示数为10N, 不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦, 则水平拉力F 和物体A 与水平面之间的摩擦力f 的大小分别是： A．F=20N，f=20N; B．F=10N，f=20N; C．F=20N，f=10N; D．F=10N，f=10N. (不计滑轮重和摩擦) 6、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【】 A．20N s B．20N s C．5N s D．5N s 7、甲物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是： A．0，3N ; B．0，5N ; C．2N，5N ; D．2N，3N . 8、如图，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计.若已知用 F=30N 的拉力可使物体沿水平地面匀速运动，那么，下列所求物理量正确的是（） A．可求物体重为60N B．可求物体重为90N C．可求物体受的摩擦力为60N D．可求物体受的摩擦力为90N 9、用图5所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是 10、不计滑轮重，G1=100牛，G2=500牛，若弹簧秤的读数为F1，物体G2对地面的压力为F2，则： =200牛; =300牛; =400牛; =200牛. 图6 机械效率练习题 1．如图示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于乙物体的物重G ，则所用的拉力F 甲 F 乙，其机械效率η甲η乙．(选填 “>”、“<”或“=” ) 2．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图6所示，吊臂上的滑 轮组，可用 F =104 N 的拉力将重为 2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高 10 m 。 则拉力F 做功 J ，滑轮组的机械效率是 2. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N 的拉力使 2N 重的物体匀速上升，下面说法正确的是（） A.滑轮组的机械效率是 83.3％ B.滑轮组的机械效率是 66.7％ C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍 3、甲乙两机械，甲的机械效率是 70％、乙的机械效率是 50％，下列说法中正确的是（ ） A 、使用甲机械做功省力 B 、甲机械做功快 C 、相同时间内，甲机械完成的功多 D 、乙机械的额外功在总功中占的比例大。 4、如图所示，物体重 180N ，动滑轮重20N ，绳重和摩擦不计 .在拉力F 的作用下，物体 正以0.1m/s 的速度匀速上升.求：（1）拉力F ；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率 . 5、用如图1所示滑轮组将重6×102N 的物体匀速提高 2m ，拉力所做的功为 2×103J ，所用的时间为 20s 。求： （1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。 6．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N 的重物，所用的拉力 F 为300N ，绳子自由端被拉下 2m ，在此 过程中，求：①拉力F 所做的功；②滑轮组的机械效率； ③滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）。 ④如果重物是 800N ，要把重物提升 2m ，求机械效率 7、如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为 800N 的货物提 至高处，人对绳的拉力 F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了 5m 。（可求5个物理量） （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升 5m ，求拉力做的功。 8、如图所示，物体G 在拉力F 的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是 600J ， 物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是 80％，求： ⑴额外功时多少？⑵拉力F 是多少？⑶ 物体所受的摩擦力是多大？ F G 图22 初中物理经典较难题目汇编 一、计算题 （每空？分，共？分） 1、小明和小强两位同学进行100m短跑比赛。小明是位短跑健将，他12.5s到达终点时，小强才跑了80m。小明得意地说：“我们再跑一次，刚才你比我落后了20m，下次我的起跑线后退20m，我们还按原来的速度跑，我多跑20m，你和我就可以同时到达终点了。小强却说：“你既然要让我20m，那么，你不用后退了，只要把我的起跑线向前移20m，我少跑20m 就行了，这样，我们准能同时到达终点。”小明说：“嗨！反正是差20m，我多跑20m，你少跑20m，还不是一回事？”小强怀疑地说：“不一定吧！我觉得好像不是一回事如果将他们的运动都看作是匀速直线运动。问：(1)小明和小强的速度分别是多大？ (2)请你通过计算说明用他俩说的办法都能同时到达终点吗？ 2、如图甲所示电路，电源电压为12V，电阻R 1 的阻值为20Ω，滑动变阻器R2 的最大阻值为100Ω，当开关S闭合时， 电流表A的示数为0.2A。求： （1）电压表V的示数；（2）R2 消耗的功率; （3）滑动变阻器的滑片P移到另一位置时，电压表V1 的示数如图所示乙所示，求此时滑动变阻器R2 接入电路的阻值。 3、学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示．传感器上标有“3V0.9W”的字样（传感器可看作一个电阻），滑动变阻器 上标有“10Ω 1A”的字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V．则： （1）该传感器的电阻和额定电流各是多少？ （2 ）若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？ （3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值），闭合开关S，通过调节 来改变电路的电流 和两端的电压．检测记录如下： 通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？ 4、将电阻R1 和R2 接在如图所示的电路中，通过闭合与断开开关可以组成三种功率的电路，其中电路总功率最大时， 电阻R 2 在10s的时间或接b 时，加 热器分别处于两个不同的加热状态。已知电加热器在三个状态中，每分钟放出的热量之比是20∶10∶3，在保温状态 初三物理单元测试试卷 一、选择题：（每题2分，共30分） 1、下列属于费力杠杆的是（） A．开瓶盖起子 B．道钉撬 C．筷子 D．钢丝钳 2、学校升国旗的旗杆上有一滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗会上升，对于该滑轮，说法正确的是（）A．这是一个动滑轮，可省力 B．这是一个定滑轮，可省力 C．这是一个动滑轮，可改变施力方向 D．这是一个定滑轮，可改变施力方向 3、如图所示，在扶正被风吹倒的树木时，下列措施最合适的是（） A.绳直接系在A点 B.绳直接系在B点 C.在A点垫上橡皮，再系上绳 D.在B 垫上橡皮，再系上绳 4、如图所示,林雨将两只鸡蛋举高2米，所做的功最接近于（）： A. 1 J B. 0.1J C.2 J D. 0.2 J 5、某同学用一滑轮组分别将两个质量不等的重物在相等时间内匀速提升相同高度（不计绳重和摩擦），则两次拉升 重物过程中（） A．做的额外功相等 B．做功的功率相等 C．做的总功相等 D．机械效率相等 6、关于力、距离、功与功率的关系，下列说法正确的是（） A．力越大，功率越大 B．距离越长，功率越大 C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大 7．在滑轮组提升物体，当绳子自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，被提升物体的质量是20kg。若不计动滑轮重力和摩擦阻力，则拉绳子的力应为（） A．40N B．50N C．100N D．5N 8、在相同的水平推力作用下，使较重的A物体沿光滑的平面移动，较轻的B物体沿粗糙的平面移动，若移动相同的距离，则下列说法中正确的是（） A．推力对人物体做的功多 B．推力对B物体做的功多 C．推力对A物体和B物体做的功一样多． D．条件不足，无法比较推力对它们做功多少的关系 9、关于机械效率，下面说法正确的是（） A．功率越大的机械，机械效率越高 B．机械效率越低的机械，做的功越少 C．由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于100％ D．有用功越大，机械效率越高 10、如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮 所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2， 若不计绳重及 摩擦，则（） A．W1=W2 η1=η2 B．W1=W2 η1<η2 C．W1 简单机械之机械效率计算 １、关于机械效率,下说法正确得就是:( ) Ａ、机械效率总小于1;B、单位时间里做功越多得机械,机械效率越高; C、做功越多得机械,机械效率越高；Ｄ、省力越多得机械,机械效率越高。 2、为了提高滑轮组得机械效率，以下正确得就是：（) A、以较快得速度匀速提升重物;Ｂ、以较慢得速度匀速提升重物; C、增加承担物重得绳子股数; D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中得摩擦; ３、某同学用动力臂就是阻力臂２倍得杠杆将重400N得石头抬高20cm，手向下压得力就是220N,手下降得高度就是__＿__cm,人做得功就是_＿＿__J,有用功就是_______J,这根杠杆得机械效率就是________ ４、用一动滑轮将重2０0Ｎ得砂子提到9m高得脚手架上,所用力就是1２0N,求有用功、总功机械效率各就是多少? 5、如图所示，为使重为1500N得物体匀速移动到长10０m斜面得顶端,若斜面得高为10m、需用180N得推力,则这个斜面得机械效率就是多少？ 常见得简单机械指滑轮、斜面与杠杆。而有关其机械效率得计算则就是九年级物理得难点与重点，也就是每年中考试卷得“常客”。为了帮助学生们破解难点,掌握重点,下面就按滑轮、斜面、杠杆得顺序,以典型题为例,分类讲解各类问题得求解方法。 一、滑轮 ㈠竖直提升重物得典型例题 例１.(２01１江苏连云港,第2９题)在小型建筑工地,常用简易得起重设备竖直吊运建筑材料,其工作原理相当于如图所示得滑轮组。某次将总重Ｇ为400０Ｎ得砖块匀速吊运到高为１0m得楼上,用时40s，卷扬机提供得拉力Ｆ为２５00N。求在此过程中:(１）有用功；（2)拉力F得功与功率;(3)滑轮组得机械效率。 难点突破: 所谓“有用功”,就就是“对我们有用得功”。在利用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿竖直方向提升重物时,我们得目得都就是让重物升到我们所需得高度。所以有用功就应就是滑机械效率知识点梳理与典型例题
初中物理滑轮组经典习题25道(含详细答案解析)
杠杆和机械效率问题(初中物理知识竞赛辅导)讲解学习
机械效率实验题典型例题
初中物理力学经典例题难题
初中物理杠杆、滑轮、机械效率
机械效率典型练习题
初中物理经典较难题目汇编
杠杆和滑轮 单元测试题
机械效率的典型例题
相关主题
文本预览