第十一章简单机械和功知识归纳
1．杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。
2．什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂？
(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力：使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）。
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）
3．杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作：F1L1=F2L2或写成。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4．三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1<F2。特点是省力，但费距离。（如剪铁剪刀，铡刀，起子）
(2)费力杠杆：L1<L2,平衡时F1>F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）
5．定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实质是个等臂杠杆）
6．动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
7．滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
1．功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2．功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。（功=力×距离）
3.功的公式：W=Fs；单位：W→焦；F→牛顿；s→米。(1焦=1牛·米).
4．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。
5．斜面：FL=Gh斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。（螺丝、盘山公路也是斜面）
6．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式：P有/W=η
7．功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。
计算公式：。单位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）
2．如图2所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（ ）
图2
A．B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
3．一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时，杠杆恰好平衡。若将两边物重同时减少50牛，则杠杆（? ）
A．左端下沉
B．右端下沉
C．仍然平衡
D．无法确定
4．如图3所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆（? ）
A．仍能平衡
B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉
D．无法判断
5．如图4示，人的前臂可视为杠杆，当将茶杯沿箭头方向举起时，下列说法正确的是（ ）
A．前臂是省力杠杆，阻力臂变大
B．前臂是省力杠杆，阻力臂变小
C．前臂是费力杠杆，阻力臂变大
D．前臂是费力杠杆，阻力臂变小
图3 图4 图5 图6 图7
6．如图5所示，林雨将两只鸡蛋举高1米，所做的功最接近于（ ）
A．0．01J
B．0．1J
C．1J
D．10J
7．如图6所示的轻质杠杆，AO小于BO，在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（ ）
A．杠杆仍保持平衡
B．杠杆的A端向下倾斜
C．杠杆的B端向下倾斜
D．无法判断
8．如图7所示，AOB为一杠杆（自重不计），O为支点（OA<OB，OD=OA），在A端悬挂一重物G，那么（ ）
A．在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的
B．在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C．在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力
D．在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡
9．如图8所示，为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
图8
A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功
C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
10．斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图9所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（ ）
图9
A．甲方法不可以省力，但能省功
B．甲方法可以省力，也能省功
C．乙方法可以省力，但不能省功
D．乙方法可以省力，也能省功
11．甲比乙高，如果举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图10示，则（ ）
图10
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙的功率较大
12．如图11所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）
图11
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力
B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力
C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率
D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率
13．下列说法中正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功一定越快
B．做功越多的机械，机械效率一定越高
C．功率越大的机械做功一定越多
D．做功越快的机械，功率一定越大
14．李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中，他的功率与下列哪个值最相近（ ）
A．5W
B．50W
C．500W
D．5000W
14．关于滑轮组的叙述，较全面的是（ ）
A．一定省力，又能改变力的方向
B．一定省力，但不能改变力的方向
C．有时既能省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不能改变力的方向
15．陷进沼泽的汽车，司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动，此过程（ ）
A．发动机对汽车没有做功
B．发动机对汽车没有作用力
C．司机对汽车做了功
D．地面的摩擦力对汽车做了功
二、填空题
16．优秀运动员短时间内的功率可达1kW，它的物理意义是______________________；两台机器的实际功率之比为5：1，则做同样的功所需的时间之比是________。
17．利用定滑轮提起重物，沿着如图13所示方向的F1、F2、F3来施力拉绳子时拉力大小的关系是F1______F2______F3（以上两空选填“＝”或“≠”），这是因为F1、F2、F3的力臂________（选填“相等”或“不等”）
图13
18．小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0．4㎏，她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5㎝，则每上升一次，她对鞋所做的功为________J。跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的0．3倍，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为________W（g=10N/㎏）
19．杠杆的应用非常厂泛，如图14所示的两种剪刀，正常使用时属于省力杠杆的是_____剪刀（填甲、乙）根据功的原理，使用这两处剪刀都不能省______；工程车上的起重臂就是一个费力杠杆（如图15所示），使用它的好处是能够省________；如图16所示，A装置是____滑轮（选填“定”或“动”），它的实质是_________，使用它的作用是___________________．
图14 图15 图16 图17
20．如图17所示，重为100牛的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0．4米／秒的速度作匀速直线运动，弹簧秤的示数为5牛，不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则物体A受到水平面的摩擦力为________牛；若物体A匀速运动2秒钟，拉力F做功为________焦，拉力F的功率为________瓦。
21．如图18-（甲）所示，小华同学用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L，则小华对木箱所做的功为W1=_______。小昕同学沿如图（乙）所示的斜面用同样大小的力F 拉着同样的木箱在力的方向上也运动了距离L，小昕对木箱所做的功为W2，则W2 W1（填“>”、“<”或“=”）。
图18
22．如图19所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_____m，手拉绳子的力为____N，拉力的功率为_____W，滑轮组的机械效率为________。
图19 图20
23．如图20所示，OA是起重机的吊臂，可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000 N的物体，为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力F为_____N。
将吊臂缓慢拉起，使用A点升高2m的过程中，拉力变______。（绳重、吊臂重、摩擦均不计）
三、作图与简答题
24．请画出图21和图22中杠杆所受力的力臂。
图21 图22 图23
25．如图23所示，前后两人抬一个大而均匀的重木箱上楼。
①作出木箱的受力示意图；②以木箱重心为支点，画出每个力的力臂，比较两人用力F前、F后；③要使两人用力相等，应怎样抬？
四、实验与探究题
26．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡，这样做是为了便于测量 ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向 调节，或将左端的平衡螺母向 调节。
如图24，是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0．5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下表中。
|
实验次数 |
动力F1 / N |
动力臂L1 / cm |
阻力F2 / N |
阻力臂L2 / cm |
|
1 |
1．5 |
10 |
1 |
|
|
2 |
1 |
20 |
|
10 |
|
3 |
1 |
20 |
1．5 |
10 |
（1）将表格中的实验数据补充完整。
（2）小明的第3次实验存在错误，其错误是__________________________。
27．交流与评估是科学探究的一个重要环节。德圣中学的同学，利用如图25所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：
图25
|
实验小组 |
钩码重G（N） |
动滑轮G′（N） |
拉力F（N） |
滑轮组的机械效率η |
|
1 |
0．5 |
0．4 |
0．35 |
47．6％ |
|
2 |
0．5 |
0．4 |
0．38 |
43．9％ |
|
3 |
1 |
0．6 |
0．62 |
53．8％ |
|
4 |
1 |
0．8 |
0．71 |
46．9％ |
|
5 |
2 |
0．6 |
0．98 |
68．0％ |
|
6 |
2 |
0．8 |
1．06 |
62．9％ |
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
（1）实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么？
____________________________________________________
（2）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮机械效率却不同，原因不可能是（ ）
A．滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
（3）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）：
①____________________________________________________
②____________________________________________________
五、计算题
28．“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备。如图26，AB是竖直支架，CD是水平臂，期上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，滑轮组重力及摩擦忽略不计。OE＝15m时，若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是0．8t，则当滑轮组移到D点（OD＝25m）时能够安全起吊重物的最大质量是多少？
图26
29．如图27所示，木块重200N，前进过程中所受的摩擦力为40N，求：
图27
①不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2 m时拉力F做了多少功？
②如果这个装置的机械效率是80%，拉力F的大小等于多少？
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