河南中考物理 第一部分 教材知識梳理 第12章 簡單機械課件 (新版)新人教版
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1、第一部分第一部分 教材知識梳理教材知識梳理第十二章第十二章 簡單機械簡單機械1. 定義:定義:一根硬棒一根硬棒,在力的作用下能繞在力的作用下能繞_轉動轉動,2. 這根硬棒就是杠桿這根硬棒就是杠桿.2. 杠桿五要素杠桿五要素固定點固定點O中招考點清單考點一考點一 杠桿杠桿支點支點杠桿繞其轉動的點杠桿繞其轉動的點,用字母用字母_表示表示 _使杠桿轉動的力使杠桿轉動的力,用字母用字母_表示表示 _阻礙杠桿轉動的力阻礙杠桿轉動的力,用字母用字母_表示表示動力臂動力臂從支點到從支點到_F1的距離的距離,用字母用字母L1表示表示阻力臂阻力臂從支點到從支點到_F2的距離的距離,用字母用字母L2表示表示O動力
2、動力F1阻力阻力F2動力動力阻力阻力3. 3. 杠桿的平衡條件:杠桿的平衡條件:動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂,即:即:F1L1=F2L2.4. 4. 生活中的杠桿生活中的杠桿名稱名稱省力杠桿省力杠桿費力杠桿費力杠桿等臂杠桿等臂杠桿結構結構特征特征動力臂動力臂_阻力臂阻力臂動力臂動力臂_阻力臂阻力臂動力臂動力臂 _阻力臂力阻力臂力力的力的關系關系動力動力 _阻力阻力動力動力 _阻力阻力動力動力 _阻力阻力大于大于小于小于等于等于小于小于大于大于等于等于11121314特點特點省力省力, _費力費力, _不省力不省力, _應用應用舉例舉例撬棒、鍘刀、動滑撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘
3、、輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀花枝剪刀縫紉機踏板、縫紉機踏板、起重臂、人起重臂、人的前臂、理的前臂、理發(fā)的剪刀、發(fā)的剪刀、釣魚竿、筷釣魚竿、筷子、鑷子子、鑷子天平、定滑輪、天平、定滑輪、蹺蹺板蹺蹺板費距離費距離151617省距離省距離不省距離不省距離1. 1. 定滑輪和動滑輪定滑輪和動滑輪項目項目定滑輪定滑輪動滑輪動滑輪示意圖示意圖實質實質 _杠桿杠桿動力臂是阻力臂動力臂是阻力臂 _倍的杠桿倍的杠桿等臂等臂二二1918考點二考點二 滑輪滑輪力的關系力的關系(F、G)F _F距離的關距離的關系系(s、h)sh s= _作用作用 _ _G2h改變力的方向改變力的方向省
4、力省力2322202112G2. 滑輪組滑輪組(1)把)把 _和和 _組合在一起構成滑輪組組合在一起構成滑輪組.(2)滑輪組的省力情況和繞線情況有關)滑輪組的省力情況和繞線情況有關,繩子段數(shù)繩子段數(shù)n由由_上的繩子段數(shù)決定上的繩子段數(shù)決定.即動滑輪上有即動滑輪上有n段繩子承擔段繩子承擔,拉力就是物重的拉力就是物重的n分之一分之一,拉力拉力F= (不考慮動(不考慮動滑輪重和摩擦)滑輪重和摩擦),繩子自由端移動的距離繩子自由端移動的距離s為物體上升距為物體上升距離離h的的n倍倍.滑輪組既可以滑輪組既可以 _,又可以又可以 _.定滑輪定滑輪動滑輪動滑輪動滑輪動滑輪省力省力改變力的方向改變力的方向27
5、29262824251Gn物3. 斜面和輪軸斜面和輪軸特點特點應用應用斜面斜面均屬于簡單機械均屬于簡單機械并且都可以省力并且都可以省力,若要省力若要省力,則一定則一定要費距離要費距離盤山公路盤山公路輪軸輪軸輕輕轉動門把手輕輕轉動門把手,就可就可以把門銷打開;司機用以把門銷打開;司機用不大的力轉動方向盤不大的力轉動方向盤,在軸上就能產(chǎn)生較大的在軸上就能產(chǎn)生較大的力使汽車轉彎力使汽車轉彎1. 1. 有用功、額外功、總功有用功、額外功、總功(1)無論是否使用機械)無論是否使用機械,必須要做的功必須要做的功,叫叫 _, 用用 _表示表示.(2)使用機械時)使用機械時,并非我們需要又不得不做的功并非我們
6、需要又不得不做的功,叫叫 _,用用 _表示表示.有用功有用功W有有額外功額外功W額額30313234考點三考點三 機械效率機械效率(3 3)有用功與額外功之和)有用功與額外功之和, ,叫叫 _,_,用用W W總表示總表示, , W總總 _._.2. 2. 機械效率機械效率(1 1)物理學中)物理學中, ,將將 _跟跟 _的比值叫的比值叫做機械效率做機械效率, ,用符號用符號表示表示. .(2)計算公式:)計算公式: .35總功總功36W有有+W額額37有用功有用功總功總功38100%WW有總393. 使用任何機械都不可避免地要做額外功使用任何機械都不可避免地要做額外功,有用功總有用功總是是 _
7、總功總功,所以機械效率總是所以機械效率總是 _.4. 提高機械效率的方法:改進結構提高機械效率的方法:改進結構,使它更合理輕巧使它更合理輕巧.在使用中按照技術規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)在使用中按照技術規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng),使機械處于良好使機械處于良好的狀態(tài)的狀態(tài).小于小于小于小于4140 1.利用機械做功越多,則機械效率越高利用機械做功越多,則機械效率越高 ( ) 做功越多,機械效率不一定大做功越多,機械效率不一定大 2.做功越快的機械,它的機械效率越高做功越快的機械,它的機械效率越高 ( ) 機械效率與做功快慢無關機械效率與做功快慢無關 3.滑輪組越省力,其機械效率越高滑輪組越省力,其機械效率越高 ( ) 滑輪組
8、越省力,其包含的動滑輪個數(shù)越多,額外功滑輪組越省力,其包含的動滑輪個數(shù)越多,額外功 越多,則機械效率越低越多,則機械效率越低4.只要不斷地改進技術,機械的機械效率可能等于只要不斷地改進技術,機械的機械效率可能等于1 ( )5.減少總功可以提高機械效率減少總功可以提高機械效率 ( ) 由于不可避免地要克服摩擦和動滑輪重力等做額外功,由于不可避免地要克服摩擦和動滑輪重力等做額外功,所以機械效率小于所以機械效率小于1,不可能等于,不可能等于1 減小總功不能提高機械效率減小總功不能提高機械效率1. (15河南河南4題題2分分)如圖所示是小聰為拉船靠岸而設)如圖所示是小聰為拉船靠岸而設計的甲、乙兩種方案
9、,若拉船的力需要很大,則應選計的甲、乙兩種方案,若拉船的力需要很大,則應選用方案用方案_(選填(選填“甲甲”或或“乙乙”),因為采用這種),因為采用這種方案可以方案可以_.(不計機械的自重及摩擦)(不計機械的自重及摩擦)甲甲省力省力河南五年中招第第1題圖題圖【解析解析】從圖甲中可以看出,該裝置固定端在海灘上,】從圖甲中可以看出,該裝置固定端在海灘上,相對應與直接拉船要省一半的力,因此該裝置的優(yōu)點相對應與直接拉船要省一半的力,因此該裝置的優(yōu)點是省力,缺點是費距離是省力,缺點是費距離.從圖乙中可以看出,該裝置從圖乙中可以看出,該裝置相對直接拉船要費力,因此該裝置的優(yōu)點是省距離,相對直接拉船要費力,
10、因此該裝置的優(yōu)點是省距離,缺點是費力,由此可知,甲方案設計合理,省力,固缺點是費力,由此可知,甲方案設計合理,省力,固定端也便于固定定端也便于固定.2. (14河南河南13題題2分分)把質量相等的)把質量相等的A、B兩物體掛兩物體掛在如圖所示的滑輪組下面,不計繩子、滑輪的重力在如圖所示的滑輪組下面,不計繩子、滑輪的重力和摩擦,放手后和摩擦,放手后 ( ) A. A上升上升 B. A下降下降 C. A、B均靜止均靜止 D. 無法判斷無法判斷B第第2題圖題圖【解析解析】由于左端滑輪是定滑輪,使用定滑輪不省力,】由于左端滑輪是定滑輪,使用定滑輪不省力,右端滑輪是動滑輪,使用動滑輪可以省力,通過分析右
11、端滑輪是動滑輪,使用動滑輪可以省力,通過分析題圖后可知,連接動滑輪左邊的繩子,即定滑輪右端題圖后可知,連接動滑輪左邊的繩子,即定滑輪右端繩子的拉力繩子的拉力FB mBg,連接定滑輪左端繩子的拉力,連接定滑輪左端繩子的拉力FA=mAg,因為因為mA=mB,由此可知由此可知FAFB,所以,所以A下降下降.故故選選B.123. (13河南河南11題題2分分)如圖所示,小華用蘋果和橘子)如圖所示,小華用蘋果和橘子來玩蹺蹺板他將蘋果、橘子分別放在輕桿的左、右來玩蹺蹺板他將蘋果、橘子分別放在輕桿的左、右兩端,放手后,輕桿馬上轉動起來使輕桿逆時針轉兩端,放手后,輕桿馬上轉動起來使輕桿逆時針轉動的力是動的力是
12、 ( )A. 蘋果的重力蘋果的重力 B. 橘子的重力橘子的重力C. 桿對橘子的支持力桿對橘子的支持力 D. 蘋果對桿的壓力蘋果對桿的壓力D第第3題圖題圖【解析解析】由題圖可知,杠桿左右兩邊的力臂相等,即】由題圖可知,杠桿左右兩邊的力臂相等,即L1=L2,要使杠桿逆時針轉動,即,要使杠桿逆時針轉動,即F1L1F2L2,可知,可知蘋果對輕桿的壓力大于橘子對輕桿的壓力,即使輕蘋果對輕桿的壓力大于橘子對輕桿的壓力,即使輕桿逆時針轉動的力是蘋果對桿的壓力桿逆時針轉動的力是蘋果對桿的壓力.故選故選D.4. (13河南河南13題題2分分)一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機)一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率,用它將同
13、一物體勻速提升同樣的高度,改進械效率,用它將同一物體勻速提升同樣的高度,改進后與改進前相比后與改進前相比 ( )A. 有用功減少,總功減少有用功減少,總功減少B. 有用功增加,總功增加有用功增加,總功增加C. 有用功不變,總功不變有用功不變,總功不變D. 有用功不變,總功減少有用功不變,總功減少D【解析解析】用滑輪組提升重物時,對重物所做的功是有用】用滑輪組提升重物時,對重物所做的功是有用功,克服動滑輪的重力及摩擦力所做的功是額外功,克服動滑輪的重力及摩擦力所做的功是額外功用同一滑輪組提起同一物體到同一高度時所做的功用同一滑輪組提起同一物體到同一高度時所做的有用功相同,所以有用功相同,所以A、
14、B選項錯誤;又由于改進滑輪選項錯誤;又由于改進滑輪組后提高了機械效率,在有用功相同時,則總功減少,組后提高了機械效率,在有用功相同時,則總功減少,所以所以D選項正確故選選項正確故選D5. (12河南河南10題題2分分)如圖所示,在調節(jié)平衡后的杠)如圖所示,在調節(jié)平衡后的杠桿兩側,分別掛上相同規(guī)格的鉤碼,杠桿處于平衡狀桿兩側,分別掛上相同規(guī)格的鉤碼,杠桿處于平衡狀態(tài)如果兩側各去掉一個鉤碼,則態(tài)如果兩側各去掉一個鉤碼,則 ( )A. 左端下降左端下降B. 右端下降右端下降C. 仍然平衡仍然平衡D. 無法判斷無法判斷A第第5題圖題圖【解析解析】利用杠桿的平衡條件】利用杠桿的平衡條件“動力動力動力臂動
15、力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂”,判斷是否平衡;兩側各去掉一個鉤碼后,判斷是否平衡;兩側各去掉一個鉤碼后,設每個鉤碼重為設每個鉤碼重為G,每個小格長度為,每個小格長度為L,左端左端2L2G大大于右端于右端3LG,故左端下降故選,故左端下降故選A.6. (15河南河南17題題2分分)圖中)圖中OA為輕質杠桿,可繞為輕質杠桿,可繞O點轉動,點轉動,在點在點B處用細繩懸掛一重物處用細繩懸掛一重物,在,在A端施加動力端施加動力F1,使杠桿在,使杠桿在水平位置平衡水平位置平衡.請畫出杠桿受到的阻力請畫出杠桿受到的阻力F2及動力臂及動力臂L1.F2L1第第6題圖題圖【解析解析】如圖】如圖F1為動力,過支點為動
16、力,過支點O作動力作動力F1的垂線的垂線段,即為動力臂段,即為動力臂L1,點,點B處用細繩懸掛一重物,處用細繩懸掛一重物,重物對杠桿的豎直向下的拉力為阻力,作用點重物對杠桿的豎直向下的拉力為阻力,作用點在在B點點.7. (14河南河南17題題2分分)如圖所示,用瓶起開啟瓶蓋,)如圖所示,用瓶起開啟瓶蓋,請畫出在點所用最小力的示意圖請畫出在點所用最小力的示意圖F第第7題圖題圖【解析解析】首先找出杠桿的支點,即本題中瓶起子與瓶蓋】首先找出杠桿的支點,即本題中瓶起子與瓶蓋表面的接觸點;然后確定最長動力臂,本題中連接支表面的接觸點;然后確定最長動力臂,本題中連接支點與作用點點與作用點A,即為最長動力臂
17、;然后過動力作用點,即為最長動力臂;然后過動力作用點作垂線,并標明垂直符號,即最小動力方向;最后用作垂線,并標明垂直符號,即最小動力方向;最后用帶箭頭的線段表示力的大小及方向斜向上,并標出最帶箭頭的線段表示力的大小及方向斜向上,并標出最小動力小動力F.8. (10河南河南18題題2分分)如圖所示,在課桌的)如圖所示,在課桌的C點用最小點用最小的力把桌腿的力把桌腿B抬離地面,在抬起時桌腿抬離地面,在抬起時桌腿A沒有滑動,沒有滑動,請在請在C點畫出這個力的示意圖,并標出它的力臂點畫出這個力的示意圖,并標出它的力臂L.第第8題圖題圖【解析解析】把桌腿】把桌腿B抬離地面,在抬起時桌腿抬離地面,在抬起時
18、桌腿A沒有滑沒有滑動,說明桌子繞動,說明桌子繞A點轉動,點轉動,A點是支點點是支點.阻力及阻力阻力及阻力臂都不變,若要使動力最小,就要使動力臂最長臂都不變,若要使動力最小,就要使動力臂最長.連接連接AC為動力臂,過為動力臂,過C點作點作AC的垂線段,即為最的垂線段,即為最小力的方向小力的方向.9. (11河南河南23題題9分分)在新農村建設中,為將一批建)在新農村建設中,為將一批建材運到材運到10 m高的施工處,工人利用如圖所示的滑輪組高的施工處,工人利用如圖所示的滑輪組提升建材裝置中動滑輪重提升建材裝置中動滑輪重100 N,工人每次勻速提,工人每次勻速提升一箱重升一箱重400 N的建材,不計
19、繩重和摩擦,試問:的建材,不計繩重和摩擦,試問:第第9題圖題圖(1)每次提升建材時的有用功、額外功各是多少?)每次提升建材時的有用功、額外功各是多少?解解:有用功:有用功W有有Gh=400 N10 m=4 000 J 額外功額外功W額額G動動h=100 N10 m=1 000 J (2)該滑輪組的機械效率是多少?)該滑輪組的機械效率是多少?解解:由于總功:由于總功W總總W有有+W額額4 000 J+1 000 J5 000 J,故機械效率故機械效率4 000J=100%=100%=80%5 000JWW 有有(3)為加快施工進度,張師傅建議用電動機做動力替)為加快施工進度,張師傅建議用電動機做
20、動力替代人提升建材為了安全,改裝后每次可吊起四箱代人提升建材為了安全,改裝后每次可吊起四箱建材,建材勻速上升時的速度為建材,建材勻速上升時的速度為0.4 m/s.倉庫中現(xiàn)有倉庫中現(xiàn)有兩臺電動機,型號分別為兩臺電動機,型號分別為“220 V 0.8 kW”、“220 V 3 kW”,請你通過計算說明應選哪臺電動機才能使,請你通過計算說明應選哪臺電動機才能使配置更為合理配置更為合理.解解:提升四箱建材時的總功:提升四箱建材時的總功W總總W有有+W額額44 000 J+1 000 J17 000 J,將重物勻速提升將重物勻速提升10 m所需時間所需時間 則提升四箱建材的總功率則提升四箱建材的總功率故
21、應選擇型號為故應選擇型號為“220 V 0.8 kW”的電動機才能使配置的電動機才能使配置更合理更合理10m25s,0.4m/sstv17000J=680W=0.68kW.25sWPt總類型一類型一 杠桿的分類杠桿的分類 1. (15紹興紹興)如圖是一種健身器械,)如圖是一種健身器械,AOB可視為杠可視為杠桿桿.圖中小明同學用力豎直向下拉杠桿,重物被抬起,圖中小明同學用力豎直向下拉杠桿,重物被抬起,此時阻力臂此時阻力臂_(選填(選填“大于大于”、“小于小于”或或“等等于于”)動力臂)動力臂.小明同學想通過增大向下的拉力來加小明同學想通過增大向下的拉力來加大訓練強度,請你利用杠桿平衡條件,大訓練
22、強度,請你利用杠桿平衡條件, 給小明提出一條合理的建議:給小明提出一條合理的建議: _.小于小于增大物重增大物重??碱愋推饰龅诘?題圖題圖【解析解析】由圖知,重物對杠桿的拉力方向豎直向下,】由圖知,重物對杠桿的拉力方向豎直向下,OA為阻力臂;人的拉力豎直向下,從為阻力臂;人的拉力豎直向下,從O點到人的點到人的拉力作用線的距離是動力臂,比較知,阻力臂小于拉力作用線的距離是動力臂,比較知,阻力臂小于動力臂;由杠桿平衡條件動力臂;由杠桿平衡條件F1L1F2L2可以看出:要可以看出:要達到增大訓練強度,使人的拉力達到增大訓練強度,使人的拉力F1增大,在阻力臂增大,在阻力臂一定的情況下,可以采取增大重物
23、(阻力)或減小一定的情況下,可以采取增大重物(阻力)或減小動力臂的措施動力臂的措施.2. (15煙臺煙臺)如圖所示杠桿,屬于費力杠桿的是()如圖所示杠桿,屬于費力杠桿的是( )D 【解析】判斷杠杠屬于哪種類型的依據(jù)是根據(jù)動力【解析】判斷杠杠屬于哪種類型的依據(jù)是根據(jù)動力臂和阻力臂的大小關系臂和阻力臂的大小關系.鋼絲鉗在使用時,動力臂鋼絲鉗在使用時,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;撬棒在使用時,動力大于阻力臂,是省力杠桿;撬棒在使用時,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;獨輪車在使用時動臂大于阻力臂,是省力杠桿;獨輪車在使用時動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;釣魚竿在使用時,力臂大于阻力臂,是省力杠桿;釣魚竿
24、在使用時,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿動力臂小于阻力臂,是費力杠桿.故選故選D. 類型二類型二 杠桿平衡條件的應用杠桿平衡條件的應用3. (15安徽安徽)如圖,)如圖,AB為能繞為能繞B點轉動的輕質杠桿,點轉動的輕質杠桿,中點中點C處用細線懸掛一重物,在處用細線懸掛一重物,在A端施加一個豎直向上端施加一個豎直向上大小為大小為10 N的拉力的拉力F,使杠桿在水平位置保持平衡,使杠桿在水平位置保持平衡,則物重則物重G_ N.若保持拉若保持拉 方向不變,將方向不變,將A端緩慢向端緩慢向上提升一小段距離,在提上提升一小段距離,在提 升的過程中升的過程中,拉力拉力F將將_(選填(選填“增大增大”“”“不
25、變不變” 或或“減小減小”).不變不變20第第3題圖題圖【解析解析】根據(jù)題可知,如答圖甲所示:動力】根據(jù)題可知,如答圖甲所示:動力F的力臂的力臂L1是是阻力阻力G的力臂的力臂L2的二倍,根據(jù)杠桿的平衡條件的二倍,根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1= F2L2可知,阻力應該是動力的二倍可知,阻力應該是動力的二倍,即即G=2F=210 N= 20 N;保持拉力的方向不變,將;保持拉力的方向不變,將A端緩慢拉起,動力臂端緩慢拉起,動力臂L1和阻力臂和阻力臂L2都發(fā)生變化(如答圖甲所示),由答圖都發(fā)生變化(如答圖甲所示),由答圖乙知,乙知,O為中點,根據(jù)三角形相似性,對應邊成比例可為中點,根據(jù)三角形相似性,對
26、應邊成比例可知知L1 L2 =2 1,即動力臂和阻力臂的比值不變,由,即動力臂和阻力臂的比值不變,由此可知動力不變此可知動力不變.第第3題答圖題答圖4. (15廈門廈門)用細繩系住厚度不均勻的木板的)用細繩系住厚度不均勻的木板的O處,處,木板恰好處于靜止狀態(tài),且上表面保持水平木板恰好處于靜止狀態(tài),且上表面保持水平.如圖所如圖所示,兩玩具車同時從示,兩玩具車同時從O點附近分別向木板的兩端勻速點附近分別向木板的兩端勻速運動,要使木板在此過程始終保持平衡,必須滿足的運動,要使木板在此過程始終保持平衡,必須滿足的條件是(條件是( ) A. 兩車的質量相等兩車的質量相等 B. 兩車的速度大小相等兩車的速
27、度大小相等 C. 質量較小的車速度較大質量較小的車速度較大 D. 兩車同時到達木板兩端兩車同時到達木板兩端 C第第4題圖題圖【解析解析】由題可知,此時的木板相當于杠桿,玩具車在】由題可知,此時的木板相當于杠桿,玩具車在運動過程中,若要使木板仍保持平衡,不僅和力(玩運動過程中,若要使木板仍保持平衡,不僅和力(玩具車的重力)有關,還和兩車的力臂(兩玩具車駛離具車的重力)有關,還和兩車的力臂(兩玩具車駛離O點的距離)有關點的距離)有關. .若兩車的質量相等,駛離的路程若兩車的質量相等,駛離的路程(或速度)不相等,杠桿也不能平衡,所以選項(或速度)不相等,杠桿也不能平衡,所以選項A的的說法是錯誤的;同
28、理,兩車的速度(或路程)相等,說法是錯誤的;同理,兩車的速度(或路程)相等,兩車的質量不相等,木板也不能平衡,所以選項兩車的質量不相等,木板也不能平衡,所以選項B的的說法也是錯誤的;說法也是錯誤的; 若兩車同時到達木板兩端,此時左側力臂小于右側的若兩車同時到達木板兩端,此時左側力臂小于右側的力臂,只有使左側的車比右側的車重一些才有可能平力臂,只有使左側的車比右側的車重一些才有可能平衡,所以選項衡,所以選項D的說法也是錯誤的;根據(jù)杠桿平衡條的說法也是錯誤的;根據(jù)杠桿平衡條件可知:件可知:m輕輕L輕輕= =m重重L重重,m輕輕 L重重,由于,由于運動時間相等,所以質量較小的車速度較大,因此選運動時
29、間相等,所以質量較小的車速度較大,因此選項項C是正確的是正確的. . 類型三類型三 滑輪組的特點及其應用滑輪組的特點及其應用【名師點撥名師點撥】(1)判斷承擔繩子股數(shù)的方法:在動滑)判斷承擔繩子股數(shù)的方法:在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線,與動滑輪相連接的繩子輪和定滑輪之間畫一條虛線,與動滑輪相連接的繩子的股數(shù),即承擔重物繩子的股數(shù),如圖所示:的股數(shù),即承擔重物繩子的股數(shù),如圖所示:(2)省力的判斷方法:滑輪組有幾段繩子承擔物重,)省力的判斷方法:滑輪組有幾段繩子承擔物重,則提起物體所用的力就是物重的幾分之一,即則提起物體所用的力就是物重的幾分之一,即F= (G物物+G動動).(3)上圖中有五段
30、繩子承重,重物上升)上圖中有五段繩子承重,重物上升h的高度,那的高度,那么繩子的自由端就要移動么繩子的自由端就要移動5h的長度,所以當重物有的長度,所以當重物有幾段繩子承重,那么繩子的自由端移動的距離就是幾段繩子承重,那么繩子的自由端移動的距離就是重物上升高度的幾倍重物上升高度的幾倍.1n5. (15桂林桂林)如圖所示,用滑輪拉著一重為)如圖所示,用滑輪拉著一重為400 N的的物體向上做勻速直線運動,該滑輪為動(選填物體向上做勻速直線運動,該滑輪為動(選填“動動”或或“定定”)滑輪,如不計滑輪重及細繩與滑輪間的)滑輪,如不計滑輪重及細繩與滑輪間的摩擦,則豎直向上的拉力摩擦,則豎直向上的拉力F是
31、是_N. 200400N200N.22GF 第第5題圖題圖【解析解析】圖中滑輪隨物體一起運動,】圖中滑輪隨物體一起運動, 為動滑輪為動滑輪.承擔重物的繩子股數(shù)為承擔重物的繩子股數(shù)為2,所以拉力所以拉力 6. (15恩施州恩施州)利用等重滑輪,分別采用如圖所示)利用等重滑輪,分別采用如圖所示的兩種方式提升同一重物,升高相等高度若繩重和的兩種方式提升同一重物,升高相等高度若繩重和摩擦不計,下列分析中正確的是摩擦不計,下列分析中正確的是 ( ) A. 乙繩自由端移動距離較大乙繩自由端移動距離較大 B. 乙繩自由端作用力更小乙繩自由端作用力更小 C. 兩種方式所做額外功相等兩種方式所做額外功相等 D.
32、 增大提升高度效率都變大增大提升高度效率都變大C第第6題圖題圖【解析解析】甲、乙裝置中,都有動滑輪,承受重物的繩子】甲、乙裝置中,都有動滑輪,承受重物的繩子段數(shù)段數(shù)n=,則將同一重物提升相同的高度時,所用的,則將同一重物提升相同的高度時,所用的拉力相等,繩子自由端移動的距離相等,拉力相等,繩子自由端移動的距離相等,A、B錯;錯;兩種方式中都有一個相同的動滑輪,其阻力相等,則兩種方式中都有一個相同的動滑輪,其阻力相等,則所作的額外功相等,所作的額外功相等,C正確;增大提升高度時,有用正確;增大提升高度時,有用功與總功的比值相等,則機械效率不變,功與總功的比值相等,則機械效率不變,D錯誤故錯誤故選
33、選C. 物理量物理量簡單機械簡單機械有用功有用功總功總功機械效率機械效率物體物體G上升高上升高度為度為h所做的所做的功功W有有Gh拉力拉力F移動移動s所做所做的功的功W總總Fs (s=nh,n為動滑輪為動滑輪上承擔物重的繩上承擔物重的繩子段數(shù)子段數(shù))= 100100= 100WW有有總總GhFsGnF類型四類型四 機械效率的相關計算機械效率的相關計算 物理量物理量簡單機械簡單機械有用功有用功總功總功機械效率機械效率物體物體G上升高上升高度為度為h所做的所做的功功W有有Gh拉力拉力F移動的移動的距離為距離為s,所,所做的功做的功W總總Fs= 100 100 WW有有總總GhFs7. (15遵義遵
34、義)如圖所示,用滑輪組拉動重為)如圖所示,用滑輪組拉動重為70 N的物的物體體A,使物體,使物體A在水平方向上移動在水平方向上移動5 m,所用拉力,所用拉力F為為20 N,地面對物體,地面對物體A的摩擦力為的摩擦力為30 N,則拉力,則拉力F做的做的功為功為200 J,滑輪組的效率為,滑輪組的效率為75%.第第7題圖題圖【解析】由圖可知滑輪組對物體【解析】由圖可知滑輪組對物體A的拉力由的拉力由2段繩子段繩子承擔,即承擔,即n=2,物體,物體A移動移動s1=5m,則,則F通過的距離通過的距離為為s=ns1=25 m=10 m,則拉力,則拉力F做的功為做的功為W=Fs= 20 N10 m=200
35、J;此過程中克服摩擦力做的功為;此過程中克服摩擦力做的功為W有用有用=fs1=30 N5 m=150 J,則滑輪組的機械效,則滑輪組的機械效率為率為150J100%100%=75%.200JWW有用8. (15南充南充)如圖所示)如圖所示,沿斜面向上拉一個重為沿斜面向上拉一個重為4.5 N的物體到斜面頂端,斜面長的物體到斜面頂端,斜面長1.2 m,高,高0.3 m,拉力做,拉力做功為功為2.16 J,則這個斜面的機械效率是,則這個斜面的機械效率是_,物,物體受到的摩擦力是體受到的摩擦力是_N.62.50.675第第8題圖題圖【解析解析】物體克服重力所做的有用功是】物體克服重力所做的有用功是W有
36、用有用= =Gh= = 4.5 N0.3 m= =1.35 J,所以斜面的機械效率是,所以斜面的機械效率是 額外功為額外功為W額外額外= = W總總- -W有用有用= =2.16 J- -1.35 J= =0.81 J 物體所受的摩擦力是物體所受的摩擦力是1.35J100%100%=62.5%,2.16JWW有用總0.81J0.675J.1.2mWfs額外類型五類型五 力臂作圖力臂作圖【名師點撥名師點撥】力臂作圖步驟及注意事項力臂作圖步驟及注意事項(1)力臂作圖步驟如下)力臂作圖步驟如下步驟步驟方法方法一找點一找點首先在杠桿的示意圖上,確定支點首先在杠桿的示意圖上,確定支點O二畫線二畫線畫好動
37、力作用線及阻力作用線,畫的時畫好動力作用線及阻力作用線,畫的時候要用虛線將力的作用線延長候要用虛線將力的作用線延長三作垂線三作垂線段段從支點從支點O向力的作用線引垂線,作出垂足,向力的作用線引垂線,作出垂足,則從支點到垂足的距離就是力臂則從支點到垂足的距離就是力臂 四標示四標示最后用大括號勾出力臂,在旁邊標上字母最后用大括號勾出力臂,在旁邊標上字母L1或或L2,分別表示動力臂或阻力臂,分別表示動力臂或阻力臂(2)求最小動力方法技巧)求最小動力方法技巧 動力作用點要選在杠桿上距支點最遠處;動力作用點要選在杠桿上距支點最遠處; 連接動力作用點和支點(用實線);連接動力作用點和支點(用實線); 以動
38、力作用點為垂足,作動力作用點與支點連線的以動力作用點為垂足,作動力作用點與支點連線的垂線;垂線; 根據(jù)動力和阻力使杠桿轉動的方向相反,確定動力根據(jù)動力和阻力使杠桿轉動的方向相反,確定動力的方向的方向(3)力臂作圖規(guī)范)力臂作圖規(guī)范 作圖必須用直尺、鉛筆,所作線要直;作圖必須用直尺、鉛筆,所作線要直; 在作力或力臂時,要畫出垂足直角符號;在作力或力臂時,要畫出垂足直角符號; 力臂用實線,并在兩端加箭頭表示(或用虛線表示力臂用實線,并在兩端加箭頭表示(或用虛線表示并用大括號標明),在旁邊標上字母并用大括號標明),在旁邊標上字母.9. (15衡陽衡陽)如圖所示,請根據(jù)杠桿的平衡條件作出)如圖所示,請
39、根據(jù)杠桿的平衡條件作出拔釘子時所用最小力拔釘子時所用最小力F的示意圖和它的動力臂的示意圖和它的動力臂L1L1第第9題圖題圖【解析解析】力臂越長越省力,最長的力臂即支點與】力臂越長越省力,最長的力臂即支點與作用點的連線,用大括號括起來并標上字母,然作用點的連線,用大括號括起來并標上字母,然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力,標后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力,標上箭頭,最后標上垂足上箭頭,最后標上垂足10. (15蘭州蘭州)如圖是一種抽水馬桶的水箱自動上水)如圖是一種抽水馬桶的水箱自動上水裝置示意圖裝置示意圖.當水箱內的水達到一定深度時,浮標帶當水箱內的水達到一定深度時,浮標帶動杠桿壓
40、住入水口,停止上水動杠桿壓住入水口,停止上水.請在圖中作出力請在圖中作出力F1、F2的力臂的力臂L1、L2,O為支點為支點.L2L1第第10題圖題圖【解析解析】作圖步驟:(】作圖步驟:(1)過支點)過支點O作力作力F1、F2的垂線的垂線段,并標上垂足;(段,并標上垂足;(2)用大括號把這段線段括起)用大括號把這段線段括起來,并標出來,并標出F1對應的力臂符號對應的力臂符號L1、F2對應的力臂符對應的力臂符 號號L2.實驗一實驗一 探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件1. 杠桿的支點處于杠桿中央的目的(杠桿的支點處于杠桿中央的目的(減小杠桿自重減小杠桿自重對實驗的影響對實驗的影響)2. 調節(jié)杠桿
41、使其在水平位置平衡的目的調節(jié)杠桿使其在水平位置平衡的目的3. 杠桿平衡的調節(jié)杠桿平衡的調節(jié)4. 需要多次實驗需要多次實驗 實驗突破5. 另一端換用彈簧測力計的好處(另一端換用彈簧測力計的好處(測出拉力的大測出拉力的大 小,實驗操作更方便小,實驗操作更方便)6. 畫記錄數(shù)據(jù)表格畫記錄數(shù)據(jù)表格7. 表格數(shù)據(jù)分析表格數(shù)據(jù)分析8. 彈簧測力計的拉動方向及讀數(shù)(彈簧測力計的拉動方向及讀數(shù)(豎直拉動豎直拉動)9. 判斷彈簧測力計傾斜拉動杠桿使之平衡時示數(shù)的判斷彈簧測力計傾斜拉動杠桿使之平衡時示數(shù)的 變化及原因變化及原因10. 生活中省、費力杠桿的應用生活中省、費力杠桿的應用11. 杠桿平衡條件(杠桿平衡條
42、件(F1L1F2L2)12. 根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿一端需要添加的拉根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿一端需要添加的拉 力大小或鉤碼個數(shù)力大小或鉤碼個數(shù)13. 實驗評估實驗評估實驗結論實驗結論:杠桿的平衡條件為:動力杠桿的平衡條件為:動力動力臂動力臂=阻阻 力力阻力臂阻力臂(F1L1=F2L2)例例1 (2015齊齊哈爾齊齊哈爾)在在“探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件”實驗中:實驗中:例例1題圖題圖(1)杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于)杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于_或勻速轉動狀或勻速轉動狀態(tài)態(tài).實驗前沒有掛鉤碼時,調節(jié)平衡螺母,使杠桿在實驗前沒有掛鉤碼時,調節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,其主要目的是
43、水平位置平衡,其主要目的是_ _.靜止靜止便于測量力臂和避免便于測量力臂和避免杠桿自重對實驗的影響杠桿自重對實驗的影響【解析解析】物體平衡是指物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線】物體平衡是指物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),而杠桿平衡是指杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速運動狀態(tài),而杠桿平衡是指杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉動的狀態(tài);調節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡,轉動的狀態(tài);調節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡,一方面是為了避免杠桿自身重力對平衡產(chǎn)生影響;二一方面是為了避免杠桿自身重力對平衡產(chǎn)生影響;二是杠桿在水平位置平衡時,鉤碼對杠桿的拉力與杠桿是杠桿在水平位置平衡時,鉤碼對杠桿的拉力與杠桿垂直,其力臂恰好為從支點
44、到力的作用點的距離,因垂直,其力臂恰好為從支點到力的作用點的距離,因此可以方便地從杠桿的刻度上直接讀出力臂的長度此可以方便地從杠桿的刻度上直接讀出力臂的長度.(2)實驗中,用裝置甲的方式懸掛鉤碼,杠桿也能水)實驗中,用裝置甲的方式懸掛鉤碼,杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距),但老師建議同學不宜采平平衡(杠桿上每格等距),但老師建議同學不宜采用這種方式,該種方式的不足主要是因為用這種方式,該種方式的不足主要是因為 ( ) A. 一個人無法獨立操作一個人無法獨立操作 B. 力臂與杠桿不重合力臂與杠桿不重合 C. 力和力臂數(shù)目過多,不易得出結論力和力臂數(shù)目過多,不易得出結論 D. 杠桿受力不平衡杠桿
45、受力不平衡C【解析解析】選擇題圖甲的形式進行實驗時,杠桿左側不】選擇題圖甲的形式進行實驗時,杠桿左側不同的位置都掛上了鉤碼,而由于鉤碼掛在杠桿的位置同的位置都掛上了鉤碼,而由于鉤碼掛在杠桿的位置不同,因此對應的力臂也就不同,給探究杠桿平衡的不同,因此對應的力臂也就不同,給探究杠桿平衡的條件增加了實驗的難度,更增加了數(shù)據(jù)處理的難度,條件增加了實驗的難度,更增加了數(shù)據(jù)處理的難度,所以老師不建議采用該裝置進行實驗所以老師不建議采用該裝置進行實驗. .當然,從杠桿上當然,從杠桿上的右側可以看出右側的力的右側可以看出右側的力力臂力臂2個鉤碼個鉤碼5格;左格;左側四個位置的力側四個位置的力力臂之和:力臂之
46、和:1個鉤碼個鉤碼4格格+ +1個鉤碼個鉤碼3格格+ +1個鉤碼個鉤碼2格格+ +1個鉤碼個鉤碼1格,可以看出左邊的格,可以看出左邊的力力力臂之和等于右邊的力力臂之和等于右邊的力力臂時,杠桿也能平衡力臂時,杠桿也能平衡. .(3)若用裝置乙進行實驗,則此時彈簧測力計的示數(shù))若用裝置乙進行實驗,則此時彈簧測力計的示數(shù)是是1.8N;將彈簧測力計沿虛線方向拉,仍然使杠桿在原將彈簧測力計沿虛線方向拉,仍然使杠桿在原來的位置平衡,此時拉力的力臂將變小,彈簧測力計來的位置平衡,此時拉力的力臂將變小,彈簧測力計的示數(shù)將的示數(shù)將_.(均選填(均選填“變大變大”、“變小變小”或或“不不變變”)變大變大【解析】從
47、彈簧測力計上可以看出分度值是【解析】從彈簧測力計上可以看出分度值是0.2 N,指,指針指在針指在1 N下下4個格子處,讀數(shù)為個格子處,讀數(shù)為1.8 N;當彈簧測力計;當彈簧測力計沿虛線方向向上拉時,過支點作拉力的垂線,力臂不沿虛線方向向上拉時,過支點作拉力的垂線,力臂不再是從再是從O點到拉力作用點間的距離了,拉力的力臂變小,點到拉力作用點間的距離了,拉力的力臂變小,根據(jù)杠桿平衡條件根據(jù)杠桿平衡條件F1L1F2L2,拉力的力臂變小,則拉,拉力的力臂變小,則拉力將變大力將變大.(1)將杠桿裝在支架上,發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉,此)將杠桿裝在支架上,發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉,此時應將杠桿兩側的螺母同時向時應將杠桿兩
48、側的螺母同時向_調;調;(2)實驗時讓支點在杠桿的中央是為了)實驗時讓支點在杠桿的中央是為了_.(3)在裝置甲中杠桿的兩側各加一個鉤碼(左側)在裝置甲中杠桿的兩側各加一個鉤碼(左側加在加在4處),則杠桿處),則杠桿_(選填(選填“左左”或或“右右”)端下沉;端下沉;左左減小杠桿自身重對實驗造成的影響減小杠桿自身重對實驗造成的影響右右(4)某同學進行正確的實驗操作后,能不能根據(jù)一組)某同學進行正確的實驗操作后,能不能根據(jù)一組數(shù)據(jù)得出探究結論?數(shù)據(jù)得出探究結論?_(選填(選填“能能”或或“不不能能”),理由是),理由是_;(5)下列正在使用的杠桿:用鑷子取砝碼、用扳手擰)下列正在使用的杠桿:用鑷子
49、取砝碼、用扳手擰螺母、用鐵錘拔釘子,屬于費力杠桿的是用螺母、用鐵錘拔釘子,屬于費力杠桿的是用_.不能不能只做一次實驗得出的結論具有偶然性和片面性,只做一次實驗得出的結論具有偶然性和片面性,鑷子取鑷子取不具普遍性不具普遍性砝碼砝碼實驗二實驗二 測量滑輪組的機械效率測量滑輪組的機械效率1. 彈簧測力計應在豎直方向上且勻速拉動繩子彈簧測力計應在豎直方向上且勻速拉動繩子2. 彈簧測力計的讀數(shù)彈簧測力計的讀數(shù)3. 滑輪組的繞線滑輪組的繞線4. 滑輪組有用功的計算(滑輪組有用功的計算(W有用有用Gh)、總功的計算)、總功的計算(W總總=Fs)、機械效率的計算)、機械效率的計算( )5. 承擔重物繩子段數(shù)的
50、判斷承擔重物繩子段數(shù)的判斷100%=100%WGhWFs有總6. 影響滑輪組機械效率大小的因素(影響滑輪組機械效率大小的因素(滑輪組的機械滑輪組的機械效率與物體的重力、機械間的摩擦力、動滑輪的效率與物體的重力、機械間的摩擦力、動滑輪的重力有關重力有關)7. 提高機械效率的方法提高機械效率的方法8. 控制變量法的應用控制變量法的應用(1)控制滑輪組的重力或數(shù)量相同,通過改變所)控制滑輪組的重力或數(shù)量相同,通過改變所吊鉤碼的數(shù)量,來探究滑輪組的機械效率與物重吊鉤碼的數(shù)量,來探究滑輪組的機械效率與物重的關系的關系(2)控制滑輪組所吊起鉤碼數(shù)量相同,通過改變)控制滑輪組所吊起鉤碼數(shù)量相同,通過改變滑輪
51、組的重力或數(shù)量,來探究滑輪組的機械效率滑輪組的重力或數(shù)量,來探究滑輪組的機械效率與滑輪的重力和數(shù)量的關系與滑輪的重力和數(shù)量的關系. 9. 根據(jù)數(shù)據(jù)選取滑輪組根據(jù)數(shù)據(jù)選取滑輪組 10. 實驗評估及結論總結實驗評估及結論總結例例2 (15阜新阜新)下表是小明做下表是小明做“測量滑輪組的機械效率測量滑輪組的機械效率”實驗時收集的有關數(shù)據(jù):實驗時收集的有關數(shù)據(jù):實實驗驗序序號號動滑動滑輪重輪重G動動/N 物重物重力力G/N鉤碼上鉤碼上升的升的高度高度h/m拉力拉力F/N拉力作拉力作用點移用點移動距離動距離s/m有用有用功功W有有/J總功總功W總總/J機械效機械效率率10.510.10.70.30.21
52、47.6%20.520.11.10.30.260.7%30.540.120.30.40.6(1)請你將表格中的數(shù)據(jù)補充完整:)請你將表格中的數(shù)據(jù)補充完整: ;= ; _.0.10.3366.7%【解析解析】由表格中】由表格中1組數(shù)據(jù)知,組數(shù)據(jù)知,W有用有用Gh=1 N 0.1 m=0.1 J;由第二組數(shù)據(jù)知,由第二組數(shù)據(jù)知,W總總=Fs1.1 N 0.3 m0.33 J;由第三組數(shù)據(jù)知,;由第三組數(shù)據(jù)知,0.4J100%=100%66.7%0.6JWW有用總;(2)請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法)請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法.例例2題圖題圖【解析解析】由表格中數(shù)據(jù)知,】由表格中數(shù)據(jù)知
53、,s3h,所以滑輪組由所以滑輪組由3段繩子承擔物重,段繩子承擔物重,滑輪組繞線如答圖所示;滑輪組繞線如答圖所示;F(3)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度,提升的)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度,提升的物重越大,滑輪組的物重越大,滑輪組的 機械效率越機械效率越_(選填(選填“高高”或或“低低”).高高【解析解析】由表格中數(shù)據(jù)知,使用同一滑輪組,被提升】由表格中數(shù)據(jù)知,使用同一滑輪組,被提升的物體越重,機械效率越高;的物體越重,機械效率越高;(4)第一次實驗中,提升鉤碼所用的時間為)第一次實驗中,提升鉤碼所用的時間為1.5 s,則拉力的功率是則拉力的功率是_W.0.14【解析解析】由第一組數(shù)
54、據(jù)知,拉力的功率】由第一組數(shù)據(jù)知,拉力的功率0.21J=0.14W.1.5sWPt(1)在實驗過程中,應沿豎直方向)在實驗過程中,應沿豎直方向_拉動彈簧測力拉動彈簧測力計計.(2)實驗中,若僅更換動滑輪為輕質滑輪,該滑輪組)實驗中,若僅更換動滑輪為輕質滑輪,該滑輪組的機械效率將的機械效率將_(選填(選填“增大增大”“”“不變不變”或或“減減小小”).勻速勻速增大增大 1測量器材(測量器材(彈簧測力計和刻度尺彈簧測力計和刻度尺) 2拉動彈簧測力計應勻速,且拉力應與斜面平行拉動彈簧測力計應勻速,且拉力應與斜面平行 3. 控制變量法的使用控制變量法的使用 (1)探究斜面機械效率與斜面的傾斜程度的關系
55、時,)探究斜面機械效率與斜面的傾斜程度的關系時,控制斜面的粗糙程度與物體的重力相同,改變斜面的控制斜面的粗糙程度與物體的重力相同,改變斜面的傾斜程度;傾斜程度;實驗三實驗三 探究斜面的機械效率探究斜面的機械效率 (2)探究斜面機械效率與斜面粗糙程度的關系時,控)探究斜面機械效率與斜面粗糙程度的關系時,控制斜面的傾斜程度與物體的重力相同,改變斜面的粗制斜面的傾斜程度與物體的重力相同,改變斜面的粗糙程度;糙程度; (3)探究斜面機械效率與物重的關系時,控制斜面的)探究斜面機械效率與物重的關系時,控制斜面的傾斜程度與粗糙程度相同,改變物體的重力傾斜程度與粗糙程度相同,改變物體的重力4.在該實驗中,克
56、服物體自身重力所做的功為有用功在該實驗中,克服物體自身重力所做的功為有用功(有有Gh)5. 在該實驗中,沿斜面的拉力所做的功是總功(在該實驗中,沿斜面的拉力所做的功是總功(W總總Fs) 6機械效率的計算機械效率的計算 7分析數(shù)據(jù)總結結論分析數(shù)據(jù)總結結論 8. 知道斜面在生活中的應用(知道斜面在生活中的應用(如樓梯、盤山公路等如樓梯、盤山公路等) 實驗結論實驗結論:在其他條件一定時,斜面越光滑,機械效在其他條件一定時,斜面越光滑,機械效率越高;在其他條件一定時,斜面越傾斜,機械效率率越高;在其他條件一定時,斜面越傾斜,機械效率越高;斜面的機械效率與物體的重力無關越高;斜面的機械效率與物體的重力無
57、關例例3 小亮看到工人利用斜面把貨物推到車上,聯(lián)想到物小亮看到工人利用斜面把貨物推到車上,聯(lián)想到物理課上學過的知識,提出了以下兩個問題:理課上學過的知識,提出了以下兩個問題:(1)斜面越緩越省力,是不是機械效率越高呢?)斜面越緩越省力,是不是機械效率越高呢?(2)對于同一個滑輪組,提升的物體越重,機械效率越)對于同一個滑輪組,提升的物體越重,機械效率越高;對于同一個斜面,是不是所推的物體越重,機械效高;對于同一個斜面,是不是所推的物體越重,機械效率越高呢?率越高呢?例例3題圖題圖為了解決以上問題,小亮與幾個同學一起用如圖所示為了解決以上問題,小亮與幾個同學一起用如圖所示的裝置進行了多次實驗探究
58、,記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如的裝置進行了多次實驗探究,記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如下表:下表:實驗實驗次數(shù)次數(shù)斜面斜面傾角傾角物重物重G/N斜面高斜面高度度h/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/N斜面斜面長長s/m有用功有用功W有有/J總功總功W總總/J機械效機械效率率()4510.70.91_0.977.83010.50.710.50.771.43020.51.4111.4_71.40.7(1)表格中缺少)表格中缺少2個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù),請補充完整(保留一位小數(shù))請補充完整(保留一位小數(shù)).【解析解析】第一次實驗中有用功第一次實驗中有用功W=Gh=1 N0.7 m=0.7 J,第三次實驗機械效率為第三次實驗機械效率為:
59、1J100%=100%71.4%1.4JWW有總(2)在實驗操作過程中)在實驗操作過程中,應沿斜面向上應沿斜面向上_拉動木塊拉動木塊;實驗時要使木板的傾斜角變大實驗時要使木板的傾斜角變大,應該把木板下面的木塊應該把木板下面的木塊向移動向移動_(選填(選填“左左”或或“右右”).勻速勻速左左【解析解析】在實驗操作過程中在實驗操作過程中, ,為了使測力計示數(shù)穩(wěn)定為了使測力計示數(shù)穩(wěn)定, ,便于讀出拉力大小便于讀出拉力大小, ,應沿斜面向上勻速拉動木塊應沿斜面向上勻速拉動木塊, ,要使要使木塊的傾斜角變大木塊的傾斜角變大, ,應把木塊向左移動;應把木塊向左移動;(3)通過對比實驗)通過對比實驗的數(shù)據(jù),
60、得出的結論是斜面越的數(shù)據(jù),得出的結論是斜面越緩越省力緩越省力,機械效率越機械效率越 .低低【解析】觀察【解析】觀察數(shù)據(jù)可以看出物重相同時,斜面傾數(shù)據(jù)可以看出物重相同時,斜面傾角為角為30時,拉力為時,拉力為0.7 N,機械效率為,機械效率為71.4,斜面斜面傾角為傾角為45時,拉力為時,拉力為 0.9 N,機械效率為,機械效率為77.8,可可以得出斜面越緩越省力,機械效率越低(?。?;以得出斜面越緩越省力,機械效率越低(?。?;(4)通過對比)通過對比_實驗的數(shù)據(jù)(選填實驗次數(shù))實驗的數(shù)據(jù)(選填實驗次數(shù)),得出得出的結論是對于同一斜面的結論是對于同一斜面,機械效率與所拉物體的重力機械效率與所拉物體
61、的重力_.【解析解析】根據(jù)題干可看出同一斜面,探究機械效率與重】根據(jù)題干可看出同一斜面,探究機械效率與重力的關系,因此要選擇斜面傾角相同,物重不同的實驗力的關系,因此要選擇斜面傾角相同,物重不同的實驗進行對比,所以應選擇進行對比,所以應選擇,此時物重相同,機械效率,此時物重相同,機械效率也相同,均為也相同,均為71.4,得出結論是對同一斜面,機械效,得出結論是對同一斜面,機械效率與所拉物體的重力無關率與所拉物體的重力無關.無關無關(1)在探究斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關系時)在探究斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關系時,應控制斜面的傾斜程度和物重不變應控制斜面的傾斜程度和物重不變,只改變斜面
62、的粗只改變斜面的粗糙程度糙程度, 這是應用了物理學中的這是應用了物理學中的_;控制變量法控制變量法【解析】在探究斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關【解析】在探究斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關系時,應控制斜面的傾斜程度和物重不變,系時,應控制斜面的傾斜程度和物重不變, 這是應用這是應用了物理學中的控制變量法;了物理學中的控制變量法;(2)若斜面是光滑的)若斜面是光滑的,斜面的機械效率等于斜面的機械效率等于_;1【解析解析】斜面光滑時,物體和斜面之間沒有摩擦,不用】斜面光滑時,物體和斜面之間沒有摩擦,不用克服摩擦做額外功,有用功等于總功,機械效率等于克服摩擦做額外功,有用功等于總功,機械效率等于1;(3)實驗假設:斜面的機械效率除與斜面的傾斜程度)實驗假設:斜面的機械效率除與斜面的傾斜程度有關外,請你猜想斜面的機械效率還可能與有關外,請你猜想斜面的機械效率還可能與 (寫出一個)有關;(寫出一個)有關;斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度【解析解析】斜面的機械效率除與斜面的傾斜程度和所拉物】斜面的機械效率除與斜面的傾斜程度和所拉物 重有關外,還可能與斜面的粗糙程度有關重有關外,還可能與斜面的粗糙程度有關. (4)請你舉出一個生產(chǎn)或生活中利用斜面的實)請你舉出一個生產(chǎn)或生活中利用斜面的實例:例: .盤山公路盤山公路
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