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1、【学习目标】 1.知道什么是杠杆及杠杆五要素； 2.会画杠杆的力臂； 3.理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆； 4.理解定滑轮、动滑轮的特点、实质及其作用； 5.知道滑轮组的作用，会组装滑轮组； 6.了解什么是有用功、额外功和总功，了解影响机械效率的因素; 7.理解什么是机械效率， 学会用机械效率的公式进行有关问题的计算，同时结合受力分析解决综合的力学问题。 【知识网络】 定义：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。 杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂杠杆S杠杆的平衡 条件：动力X动力臂二阻力X阻力臂 著分杠需 I三种杠杆彳费力杠杆 I等臂杠杆 有用功：我们所需要时功
2、。 额外功：对于额外负担所不得不做的功。总功：有用功与瞬卜功的总和。 定义：有用功与总功之比。 I公式： ?= 【要点梳理】要点一、杠杆 1?杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂 和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。 2.力臂的画法： （1）明确支点，用0表示 （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线 （3）过支点0作该力的作用线的垂线 （4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母LL（或LJ 3.杠杆的平衡：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 要点诠释： 1?
3、杠杆的平衡条件是：动力X动力臂二阻力X阻力臂，用公式表示为：FL二F丄2；杠杆的平衡不是单独由力 或力 臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 2.杠杆分类： （1）省力杠杆：LiU, FIF2O 这类杠杆的特点是动力臂L】小于阻力臂平衡时动力Fi大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成 工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了 距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锹、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。 （3）等臂杠杆： LI=L2,FI=F2GBD.无法判断 9.分别用定 滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机
4、械效率最高的是（） （不计绳 重和摩擦） A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.无法确定 10.小玉使用如图所示的滑轮组提升重物。用200N的拉力在10s内将重500N的重物匀速提高了lnu在这个过 程中（） C B A A.仍然平衡在水平位置 C.不再平衡，B端下降 A.拉力所做的功是500J C.拉力做功的功率是60W B.滑轮组的机械效率是75% D.滑轮组的机械效率是80% 二、填空 11.超市里有种手推车，如图所示，某顾客推着空车前进时，当前轮遇障碍物A时，顾客向下按扶把，这时手 推车可看成杠杆，支点是 点，此时手推车可看成是 点；当后轮遇到障碍物A时，顾客向上提把，这时支点是 _ 力杠
5、杆。 11题 12._ 动滑轮和定滑轮组合在一起叫 _ , 使用它吊重物时，既能 _ 又可以改变_ , 若不 计动滑轮自重及摩擦，动滑轮由n股绳子承担，则所用的力F可写成公式：。 13._ 使用 _ 滑轮不省力， 但能改变动力的 方向，这种滑轮相当于一个 _ 杠杆。使用 _ 滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，这种滑轮相当于一个_ 的杠杆。 14. （2016-鸡西模拟）如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个_ 杠杆（选填“省 力”或“费力”）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N,抬起车把的力F 为 _ No 15?机械效率是 _ 功跟 _ 功的比值，公式
6、 _ 由于 _ 总是存在的，所以 机械效率总_ 1。 16._ 如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地 面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N.则滑轮组的机械效率为 , 若绳子自由端向前移动的速度 为0. 6m/s,则物体在lmin内移 动的距离为_ nio 三、实验探究 17. （2016-莘县二模）如图所示，小红在研究“杠杆平衡条件”的实验中所用的器材有：杠杆、支架、刻度尺、 细线和若干个质量相同的钩码， （1） _ 在实验过 程中，杠杆调在水平位置平衡的口的为了 _ （2） _ 杠杆调节 平衡后，小红在杠杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点
7、挂_ 个钩码。 （3）小红按现有方案得出如下结论： “动力 X支点到动力作用点的距离二阻力X支点到阻力作用点的距离”。 这 个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 _ （填字母）。 A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向 C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性 18.下面是小聪和小明做“测滑轮组的机械效率”的实验 甲乙17题丙丁 （1） _ 小聪和小明两人 用弹簧测力计测钩码重量时的情形分别如图甲、乙所示，你认为_ 是正确的（选填“甲”或“乙”） （2）他们正确进行实验后，测出如下表中的数据，实验装置如图丙、丁所示。 物理量试验1 试验2 试验3 钩码重G/N 4 4
8、 6 钩码上升的高度h/m 0. 1 0. 1 0. 1 绳端拉力F/N 2.0 1.4 2.8 绳端移动距离s/m 0. 3 0. 5 0. 3 机械效率-1 67% 通过表中数据可分析出实验1是用 _ 图所示的装置做的实验，实验2是用 _ 图所示的装置做 的实验，实验2的机械效率为 _ , 实验3的机械效率为 _ o 通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多， 滑轮组的机械效率 _ 。 比较实验1和试验3可得正确结论：使用同一滑轮组，_ 可以提高滑轮组的机械效率。 四、计算 19.小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼， 他在楼
9、上安装了一个滑轮组，所用的滑轮每只2Kg, 每次将一袋50陶的水泥提升5叽（不计绳重和摩擦，g取10N/Kg）求： （1）每袋水泥受到的重力大小； （2）每次做的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 19题 20.小明健身用的拉力器结构如图所示. 他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高 40cm。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kgo求： (1)所拉配重块的重力； (2)2s内配重块运动的速度； (3)此过程中拉力器的机械效率。 配重 20题 【答案与解析】 _、选择 1.【答案】A 【解析】A、用扳手拧螺丝的过程中，动力臂大于阻力臂， 是省力杠杆；B、用天平称量药品
10、时， 天平属等臂 杠 杆；C、用用钓鱼竿钓鱼的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；D、用银子夹物品的过程中，动力臂小于 阻力臂，是费力杠杆，故选A。 2.【答案】B 【解析】从图中可以看出， 杠杆左端力的大小为G,力臂为8L；在位置2挂6个相同的钩码， 其作用力为6G, 力 臂为2L,则GX8LV6GX2L；故A错误; 在位置4挂2个相同的钩码，其作用力为2G,力臂为4L,则GX8L二2GX4L ；故B 正确；在位置4挂4个相同的钩码，其作用力为4G,力臂为4L,则GX8K4GX4L；故C错误；在位置6 挂2个相同的 钩码，其作用力为2G,力臂为6L,则GX8K2GX6L；故D错误。 3.【
11、答案】D 【解析】A说法错误，功率大，只能说明做功快，做功不一定多；B说法错误，由于机械效率是有用功与总功 的比值，故做功多，不一定机械效率就大；C说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大，功 率、机械效率两者没有必然的联系；D说法正确。因为功率就是比较物体做功快慢的物理量。 4.【答案】B 5.【答案】D 【解析】绳子股数是3.所以绳子末端的拉力 F=nf ,物体和地面之间的摩擦力f=nF-3X60N=180No 6.【答案】C 【解析】两种情景下对物体做有用功和总功一样多，起重机做的额外功多，机械效率低，但所用的时间少， 做功快，功率大。 7.【答案】C 【解析】本题利用杠杆
12、平衡条件公式计算，如图所示的杠杆，AO、B0的长度即为力臂长， 所以加相同重力G 时， OBX (G?+G) 0AX (Gi+G)所以不再平衡，B端下降 57%； 71%；低；增大提升的物重 【解析】（1）弹簧测力计在测重力时应竖宜方向使用，故选甲 c 0 3/77 （2）在实验1中，hLO.lm, SFO. 3m,所以厲 =丄二匕一=3,故实验1是用丙图所示的装置进行的实验; 人 0.1m 实验2 中,h2=0. Im, s 2=0. 5m,所以吗 = 0.5m 0.1m 故实验2是用丁图所示的装置进行的实验, 机械效率7A= = 他 = 4“ 皿 乂 57% ； W总 F2S2 1.47V
13、xO.5m c f ） 3加 实验3中，仏 =0.1加，山=0.3加，所以禺 = 一=3,故实验3是用丙图所示的装置进行的实验，机爲0.1m 二I给二G也二6“x0.1？ _?% % 尸角 2.8Nx0.3m 实验1和2中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验2 的机械效率 低于实验1,因此可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机 械效率越低； 实验1和3中，滑轮组相同，实验3提升的重物大于实验1,机械效率也更高，说明：使用同一滑轮组，提升 的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 四、计算 19.【答案与解析】（1） m每袋水泥受重力
14、的大小为：G二mg二50kgX10N/kg二500N。 （2）做的有用功为：= Gh = 500Nx5m = 2500J o （3）在不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功为额外功; 对动滑轮做的功为额外功为：= Gh = 2kgxlQN/kgx5m = 100J； 则总功为：W总=W仃 +% = 2500J + 100J = 2600J ； 滑轮组的机械效率为：“二咗二型96.2%。 % 2600J 答：（1）每袋水泥受到的重力大小为500N。 （2）每次做的有用功为2500J。 （3）滑轮组的机械效率为96.2%。 20.【答案与解析】（1）所拉配重块的重力：G = mg = 20kgxiON/kg = 200N； v f） 4 加 （2）配重块运动的速度：v =-= =0.2m/5 ； t 2s （3）拉力做的总功： % = Fs = 250Nx0.4m = 100J 拉力做的有用功：=Gh = 2007Vx0.4m = 80J , 拉力器的机械效率：=也=卫吐=80% % 100J 答：（1）所拉配重块的重力为200N； （2） 2s内配重块运动的速度为0.2m/s ； （3）此过程中拉力器的机械效 率 为80%。 械效率3