資源簡介

(共32張PPT)
第2節　跨學科實踐：制作簡易桿秤
第十二章　簡單機械
1. 如圖所示，小紅撿了一個胡蘿卜，她用細線將其系好掛在天花板上。細線對胡蘿卜的拉力方向為 　豎直向上　，若在系線處將胡蘿卜切成兩段，則兩段胡蘿卜受到的重力GA 　大于　（填“大于”“小于”或“等于”）GB。
（第1題）
豎直向上　
大于　
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9
2. （2024·重慶沙坪壩校級期末）《墨經》最早記述了桿秤的杠桿原理。如圖所示，“標”“本”表示力臂，“權”“重”表示力。關于桿秤的平衡，下列說法中正確的是（　C　）
A. “權”小于“重”時，A端一定上揚，桿秤不可能平衡
B. “權”小于“重”時，“標”一定小于“本”，桿秤才能平衡
C. 增大“重”時，應把“權”向A端移動，桿秤才能平衡
D. 增大“重”時，應換用更小的“權”，桿秤才能平衡
（第2題）
C
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3. （2024·駐馬店西平一模）如圖所示為某高架橋梁橫截面的示意圖。橋面可視作一個杠桿，貨車因超重導致橋面發生側翻，此時支點是 　A　（填“A”或“B”）。若貨車沿大橋 　內　（填“外”或“內”）側的車道行駛，橋面側翻可能就不會發生。
（第3題）
A　
內　
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4. （2024·商丘梁園校級期末）如圖所示，桿秤是中國最古老，也是現今人們仍然在使用的衡量工具，它是根據 　杠桿　原理制造出來的。若左側秤鉤上的物體質量減小，應將秤砣向 　左　側調節。若秤砣有缺損，則桿秤所測物體的質量與真實值相比，會 　偏大　（填“偏大”或“偏小”）。
（第4題）
杠桿　
左　
偏大　
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5. （2024·武威民勤期末）桿秤是我國古代勞動人民智慧的結晶，是歷史悠久的稱重器具之一。如圖所示為桿秤的結構示意圖，秤盤上不放重物時，提起提紐，秤砣移至D處時桿秤恰好可以水平平衡。關于桿秤，下列說法中正確的是（　C　）
A. 桿秤上的零刻度線就在提紐O處
B. 被稱物體質量一定大于秤砣質量
C. 被稱物體質量越大，秤砣離提紐越遠
D. 若秤砣磕掉一塊，被稱物體的稱量值比真實值小
（第5題）
C
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6. （2024·北京通州期末）桿秤作為華夏國粹，它制作輕巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同時它還承載著公平公正的象征意義。如圖所示為桿秤的示意圖，使用時將貨物掛在秤鉤上，用手提起B或C（相當于支點）處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置。當秤桿水平平衡時，可讀出貨物的質量。最遠可移至D點，此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質量忽略不計，AB、BC、BD的長度如圖所示。下列說法中，錯誤的是（g取10N/kg）（　D　）
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A. 提起B秤紐，可以達到最大稱量
B. 秤砣的質量是0.4kg
C. 先用秤紐C稱量2kg貨物，再換用秤紐B稱量
該貨物，則秤砣需向左側移動
D. C點右側5cm處，有兩個刻度，分別為0.4kg和3.2kg
（第6題）
答案：D
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7. （2024·青海）在學習杠桿相關知識后，“飛天”興趣小組嘗試做了簡易桿秤并進行了以下探究：
活動一：了解桿秤的構造及物理原理
如圖甲所示，桿秤由秤盤（放置待稱量的物體）、秤砣、秤桿（標有刻度，可讀取被稱物體質量）、提紐組成。
　
（第7題）
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（1） 參照圖乙，圖甲中的提紐相當于杠桿的 　支點　，結合“秤砣雖小壓千斤”這句話，此時桿秤相當于 　省力　杠桿。
支點　
省力　
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活動二：自制簡易桿秤
該興趣小組自制桿秤如圖甲所示。其中：秤砣的質量為200g，A點為秤盤掛繩位置，B點為提紐掛繩位置，C點為0刻度線位置。
（2） 由圖甲可知，利用該桿秤最多可稱量 　1000　g的物體，D點處的刻度數為 　400　g。
1000　
400　
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（3） 忽略秤桿自身質量對桿秤平衡的影響，用m1表示秤砣質量，m2表示秤盤質量，l1表示B、C之間的距離，l2表示A、B之間的距離。根據杠桿平衡條件，當秤砣在C點處平衡時，將滿足 　m1l1＝m2l2　（用上述物理量表示），由此可得，秤盤的質量為 　160　g。
（4） 若想測量質量更大的物體，你可采取的辦法是 　將提紐向左移　（寫出一種即可）。
m1l1＝m2l2　
160　
將提紐向左移　
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8. 如圖所示為某興趣小組用輕質桿制作的桿秤，經測試發現原有刻度測量精確度偏小。為了能使桿秤原有刻度測量精確度提高一倍，請寫出兩種解決方案：
（第8題）
① 　秤砣的質量減小為原來的一半　。
② 　a點向左遠離b點至原來距離的兩倍　。
秤砣的質量減小為原來的一半　
a點向左遠離b點至原來距離的兩倍　
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9. 桿秤是中國最古老也是現今人們仍然在使用的衡量工具，映射出中國古代勞動人民的聰明才智，它是根據杠桿原理所制造出來，由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤砣、提紐等組成（如圖）。某校實驗小組體驗了桿秤的制作。
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（1） 在實驗過程中小陳由于操作錯誤把桿秤折斷了，發現斷裂處正是在桿的重心C處，則兩段木桿的質量的關系是m粗 　＞　（填“＞”
“＜”或“＝”）m細。
（2） 完整的桿秤示意圖如圖所示，秤桿與秤鉤的總重為G，重心在C點，O處為提紐，秤砣重為G0，已知OA＝a，OC＝b。求秤桿上零刻度線與提紐的距離（用題目中所給字母表示）。
解：（2） 　
＞　
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9
（3） 愛動腦筋的同學們制作完成后進行了深入的探索：桿秤的秤桿粗細不均，為什么刻度卻是均勻的呢？請你幫忙證明。
　（第9題答案）
（第9題答案）
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解：（3） 當在秤鉤上掛一重物重為Gx，桿秤剛好在水平位置平衡，秤砣距離支點的距離為l'，由杠桿的平衡條件得Gx×a＋G×b＝G0×l'　②，②－①得Gx×a＝G0×（l'－l），l'－l為稱重時秤砣的位置與零刻度的距離lx，Gx×a＝G0×lx，lx＝　③，因a與G0都為常數，由③可知，秤砣的位置與零刻度的距離lx和所稱物體的重力Gx成正比，故桿秤刻度是均勻的
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杠桿問題的分析、判斷、計算與作圖
第二章　簡單機械
類型一　杠桿問題的分析、判斷與計算
1. 農忙時節，小明幫爺爺挑谷子，初次干農活的他在左筐中裝了20kg谷子，右筐中裝了25kg谷子，如果扁擔的長度為1.8m，那么他在距扁擔左端 　1　m處將谷子挑起來才能使扁擔水平（扁擔和筐的重均不考慮）；為了方便行走，小明將兩筐谷子同時向內移動了0.1m，則需要在右筐增加約 　0.7　kg（結果保留一位小數）的谷子，才能基本保持扁擔水平。（g取10N/kg）
1　
0.7　
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2. （2024·達州通川期末）如圖所示，輕質杠桿AOB可繞O點轉動，C、D均為棱長為10cm、重為20N的實心正方體物體，當物體C浸入水中8cm深時杠桿水平靜止，A、B兩端的繩子均不可伸長且處于張緊狀態。AO∶OB＝4∶3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。則此時杠桿A端受到繩子的拉力為 　12　N，物體D對地面的壓強為 　400　Pa。
（第2題）
12　
400　
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3. 如圖所示，一根足夠長的輕質杠桿水平支在支架上，OA＝20cm，G1是棱長為5cm的正方體，G2重為20N。當OB＝10cm時，繩子的拉力為 　10　N，此時G1對地面的壓強為2×104Pa。現用一水平拉力F＝10N，使G2以5cm/s的速度向右勻速直線運動，經過 　10　s后，可使G1對地面的壓力恰好為零；拉力F做的功為 　5　J。
（第3題）
10　
10　
5　
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4. 如圖所示，重力不計的杠桿OAB，可繞O點在豎直平面內轉動。質量為10kg的物體掛在OA的中點處。已知OA＝40cm，AB＝30cm，OA垂直于AB，杠桿與轉動軸間的摩擦忽略不計。要使杠桿平衡，且OA段處于水平位置，則物體所受的重力為 　100　N，作用于B端的最小力的力臂等于 　50　cm，該最小力的大小等于 　40　N。（g取10N/kg）
（第4題）
100　
50　
40　
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5. （2024·常州武進校級一模）如圖甲所示，長1m的粗細均勻的光滑金屬桿可繞O點轉動，桿上有一光滑滑環，用豎直向上的測力計拉著滑環緩慢向右移動，使桿保持水平狀態，測力計示數F與滑環離開O點的距離s的關系如圖乙所示，則杠桿的重力為 　100　N，滑環的重力為 　50　N。
（第5題）
100　
50　
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6. （2024·惠州惠城校級期末）如圖所示，彎曲杠桿可繞O點轉動，力F1、F2、F3分別先后作用在彎曲杠桿上，都能使杠桿在圖示位置平衡，其中用力最小的是（　A　）
A. F1 B. F2
C. F3 D. 無法判定
（第6題）
A
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7. （2024·青島市北校級模擬）如圖所示，杠桿水平靜止，當拉力F繞作用點A轉動時，為保持杠桿水平平衡，F大小隨θ（F方向與水平方向的夾角）變化關系的圖像中，符合實際的是（　B　）
（第7題）
B
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8. （2024·常州新北校級模擬）小健同學把一根蠟燭截成長度不同的兩段，豎立在輕質杠桿的兩邊（支點在中點處）。調整使杠桿水平平衡，如圖所示。若同時點燃蠟燭（設燃燒速度相同），則杠桿（　A　）
A. 左端下沉 B. 右端下沉
C. 仍保持平衡 D. 條件不足，無法判斷
（第8題）
A
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9. 在某場“大力士”比賽中，參賽者要把一質量m＝400kg、棱長l＝1m、質量分布均勻的立方體，利用翻滾的方法沿直線移動一段距離，如圖所示。求：（g取10N/kg）
（第9題）
（1） 立方體靜止時對水平地面的壓強。
解：（1） 立方體靜止時對水平地面的壓力F＝G＝mg＝400kg×10N/kg＝4000N，受力面積S＝1m×1m＝1m2，立方體靜止時對水平地面的壓強p＝＝＝4×103Pa　
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（2） 翻滾立方體時，使立方體一邊剛剛離開地面，所用最小力F的大小。
解：（2） 如圖所示，翻滾立方體時，O為支點，力作用在A點，方向與OA垂直斜向上時最小，則動力臂l1＝OA＝＝＝m，阻力是重力，阻力臂l2＝×1m＝m，根據杠桿平衡條件得Fl1＝Gl2，則F＝＝≈1.41×103N
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（3） 某參賽者用翻滾的方法使立方體沿直線移動了10m，用時20s，該參賽者克服立方體重力做功的功率（結果保留整數）。
解：（3） 每翻滾一次立方體重心升高的距離h＝OA－l＝m－m＝m，翻滾立方體一次，參賽者克服立方體重力做的功W＝Gh＝4000N×m＝2000（－1）J，立方體移動10m需要翻滾10次，則翻滾10次做功的功率P＝＝＝≈414W
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類型二　杠桿問題的作圖
10. 如圖所示，舉著啞鈴的前臂骨可看成杠桿，畫出動力F1的示意圖及阻力F2的力臂l2。
（第10題）
（第10題答案）
（第10題答案）
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11. 如圖所示，輕質杠桿可繞O點轉動，杠桿上懸掛一重物G，在力F的作用下杠桿靜止在水平位置，l為F的力臂，請在圖中作出動力F的示意圖和畫出重物對杠桿的力的力臂l2。
（第11題答案）
（第11題）
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12. 如圖所示，在桌面上施加一個最小力，使桌子一端稍微離開地面，請作出該力的示意圖（保留作圖痕跡）。
（第12題）
（第12題答案）
（第12題答案）
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12(共29張PPT)
第4節　機械效率
第1課時　機械效率及測量
第十二章　簡單機械
1. 工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為450N的物體以0.5m/s的速度勻速豎直提升了2m，工人師傅對繩自由端豎直向上的拉力F為200N（不計繩重和摩擦），則動滑輪所受的重力為 　150　N。當用該滑輪組提升600N的重物時，該滑輪組的機械效率是 　80　％。
　（第1題）
150　
80　
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2. 用如圖所示的滑輪組將重50N的物體A以0.2m/s的速度沿水平地面勻速向左拉動1m，拉力F的大小為10N，該滑輪組的機械效率為75％。物體被拉動的過程中，物體所受重力做功 　0　J；拉力做功的功率為 　4　W；物體A受到水平地面的摩擦力為 　15　N。
（第2題）
0　
4　
15　
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9
10
3. （2024·泰安期末）有關機械做功、功率、機械效率，下列說法中正確的是（　D　）
A. 越省力的機械，機械效率越高
B. 做功越多的機械，功率越大
C. 做有用功越多的機械，效率越高
D. 有用功與總功的比值越大的機械，機械效率越高
D
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4. 如圖所示為一款健身拉力器原理圖。斜面的傾角為30°，重500N的物體與固定在斜面底端的彈簧相連。小衢通過定滑輪拉著物體沿斜面向上勻速運動1m的過程中（此過程彈簧一直處于拉伸狀態），小衢對繩的拉力所做的功為500J，克服彈簧拉力做功為150J，則克服物體重力做功為 　250　J；物體與斜面之間摩擦力的大小為 　100　N。（忽略繩重、滑輪與繩和軸的摩擦）
250　
100　
（第4題）
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5. 如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動質量均勻的杠桿，一重為18N的物體掛在杠桿中點處，現將物體緩慢升高0.1m，拉力大小F＝10N，拉力移動的距離為0.2m，不計轉軸處的摩擦，則拉力所做的功為 　2　J，有用功為 　1.8　J，杠桿的機械效率為 　90％　，杠桿自重為 　2　N。
（第5題）
2　
1.8　
90％　
2　
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6. （2024·滁州天長三模）如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩緩上升，不計繩重和摩擦。現改變物體的重力G，則動滑輪的機械效率η與物體重力G的關系圖像可能是（　B　）
（第6題）
B
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7. （2024·淄博高青二模）一名重為600N，雙腳與地面接觸面積為0.05m2的工人，用如圖所示的滑輪組將重為600N的建材勻速提升了2m，用時20s，其滑輪組的機械效率為75％。不計繩重及摩擦，下列說法中，正確的是（　D　）
A. 在20s內，工人提升建材所做的有用功為600J
B. 在提升建材的過程中，拉力做功的功率為40W
C. 在提升建材的過程中，工人對地面的壓強為12000Pa
D. 使用該滑輪組，該工人一次最多能提起重為1000N的建材
（第7題）
D
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7
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10
8. （2024·哈爾濱平房三模）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用拉力FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩個物體。相同時間內，物體提升相同高度，不計繩重和摩擦，下列說法中，錯誤的是（　D　）
（第8題）
D
A. 若GA＝GB，則拉力FA＜FB
B. 若FA＝FB，則拉力FA做的功比拉力FB做的功多
C. 若GA＝GB，則拉力FA做功的功率等于拉力FB做功的功率
D. 若GA＝GB，則機械效率η甲＞η乙
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9. （2024·惠州惠陽模擬）小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，如圖所示，實驗所用的鉤碼每個重2N，測得的數據如表所示。
　 　
（第9題）
實驗 次序 鉤碼 總重 G/N 鉤碼上 升的高 度h/m 測力計 示數 F/N 測力計 移動距 離s/m 機械
效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83％
3 4 0.1 1.4 0.5 57％
4 4 0.2 1.4 1.0 57％
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10
（1） 在實驗中，測繩端拉力F時，應盡量豎直向上 　勻速　拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數。
（2） 第1次實驗中的機械效率為 　74％　。
（3） 分析表中數據可知：第2次實驗是用圖 　乙　做的。
勻速　
74％　
乙　
　 　
實驗 次序 鉤碼 總重 G/N 鉤碼上 升的高 度h/m 測力計 示數 F/N 測力計 移動距 離s/m 機械
效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83％
3 4 0.1 1.4 0.5 57％
4 4 0.2 1.4 1.0 57％
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10
（4） 分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組， 　增加物重　可以提高滑輪組的機械效率。
（5） 分析第3、4次實驗數據可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度 　無關　（填“有關”或“無關”）。
（6） 在實驗中，除了要克服摩擦力及繩重做額外功外，還需要克服 　動滑輪　重力做額外功。
增加物重　
無關　
動滑輪　
　 　
實驗次序 鉤碼總重 G/N 鉤碼上升的高度h/m 測力計示數 F/N 測力計移動距離s/m 機械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83％
3 4 0.1 1.4 0.5 57％
4 4 0.2 1.4 1.0 57％
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10
10. 如圖所示為工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知物體下降的距離為3m，用時3s，工人的拉力為50N，工人質量為50kg。（物體未浸入水中，且不計繩重及摩擦）
（1） 求工人放繩的速度。
（第10題）
解：（1） 物體下降速度v物＝＝＝1m/s；因為有4段繩子承擔物重，所以工人放繩的速度v繩＝4v物＝4×1m/s＝4m/s　
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10
（2） 求滑輪組的機械效率η1。
解：（2） 因為有4段繩子承擔物重，所以繩子運動的距離s＝4h＝4×3m＝12m；有用功W有用＝Gh＝160N×3m＝480J；總功W總＝Fs＝50N×12m＝600J；滑輪組的機械效率η1＝×100％＝×100％＝80％　
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10
（3） 如果物體浸沒于水中后滑輪組的機械效率為η2，已知η1∶η2＝4∶3（物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計繩重及摩擦），求當物體浸沒于水中后，工人對地面的壓力。（g取10N/kg）
解：（3） 物體未浸入水中時，不計繩重及摩擦，動滑輪受到物體對它的拉力、自身的重力、繩子的拉力，由F＝（G動＋G）可得，動滑輪重G動＝4F－G＝4×50N－160N＝40N；已知η1∶η2＝4∶3，則物體浸沒于水中后滑輪組的機械效率η2＝η1＝×80％＝60％；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
物體浸沒于水中后，滑輪組對物體的拉力做的功為有用功，不計繩重及摩擦，克服動滑輪重做的功為額外功，則此時滑輪組的機械效率η2＝×100％＝×100％＝×100％＝60％，解得F拉物＝60N；物體完全入水后，動滑輪受到物體對它向下的拉力、本身向下的重力、4段繩子向上的拉力，由力的平衡條件可得4F繩＝F拉物＋G動，則人對繩子的拉力F繩＝（F拉物＋G動）＝×（60N＋40N）＝25N，因為物體間力的作用是相互的，所以繩子對人的拉力也為25N；
1
2
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4
5
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7
8
9
10
人所受的重力G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N，對人進行受力分析可知，人受豎直向下的重力、豎直向下的拉力、豎直向上的支持力，則人受到豎直向上的支持力F支＝G人＋F繩＝500N＋25N＝525N。因為物體間力的作用是相互的，所以人對地面的壓力為525N
1
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10
第2課時　機械效率的運用
1. 在“測定滑輪組的機械效率”的實驗中，用同一滑輪組先后兩次將兩組鉤碼勻速提升相同的高度，如圖所示，每個鉤碼的質量相等，兩次實驗中摩擦均不計，則兩次實驗中的額外功W甲額 　＝　W乙額，滑輪組的機械效率η甲 　＜　η乙。（填“＞”“＜”或“＝”）
　　
＝　
＜　
（第1題）
1
2
3
4
5
6
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8
9
2. （2024·廣安）裝修房屋時，工人利用滑輪組提升物體。如圖所示，已知物體的重力為800N，在繩子自由端用500N的力拉著物體在豎直方向上做勻速直線運動，物體被提升了3m，該滑輪組的機械效率為 　80％　。如果要提高滑輪組的機械效率，可采取的措施有 　①③　（填序號）。
（第2題）
80％
①③　
① 增加物體的重力
② 增加提升物體的高度
③ 減小動滑輪的重力
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3. （2024·平頂山寶豐期末）如圖所示，把重為G的物體甲從A點豎直向上勻速拉至高度為H的B點；另用平行于斜面的力把重也為G的物體乙從C點勻速拉至與B點等高的D點。在此過程中，物體乙克服斜面摩擦力做的功為W，則做的有用功是 　GH　；斜面的機械效率是 　 ×　。
（均用所給字母表示）
GH　
×100％
（第3題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4. 為了探究機械效率與哪些因素有關，小明同學提出兩個猜想。猜想一：機械效率與G物有關；猜想二：機械效率與G動有關。為了驗證猜想，小明先用圖甲所示的裝置不斷改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物的關系，如圖乙中曲線a所示；然后換另一個不同重力的動滑輪，不斷改變G物，計算并繪出η與G物的關系，如圖乙中曲線b所示。根據圖像（　C　）
C
（第4題）
A. 只能驗證猜想一
B. 只能驗證猜想二
C. 既能驗證猜想一，也能驗證猜想二
D. 既不能驗證猜想一，也不能驗證猜想二
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5. （2024·廣元）用如圖所示的滑輪組來提升材料，當提升的材料所受重力為300N時，滑輪組的機械效率為75％，則動滑輪的重力為 　100　N；若繩子能承受的最大拉力為500N，則該滑輪組能提起材料的最大質量為 　90　kg。（空氣阻力、摩擦力及繩重不計，g取10N/kg）
100　
90　
（第5題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6. （2024·蕪湖南陵模擬）如圖甲所示裝置中，空吊籃A重25N，繞在滑輪上的繩子能承受的最大拉力為100N。小李將空吊籃A提升到高處，施加拉力F隨時間變化關系F－t圖像如圖乙所示，空吊籃A上升速度隨時間變化關系v－t圖像如圖丙所示。忽略繩重、摩擦、空氣阻力等，下列說法中，正確的是（　D　）
（第6題）
D
A. 此裝置動滑輪所受的重力為10N
B. 此裝置第2秒內克服滑輪重力做功為15J
C. 此裝置最多能勻速運載200N的貨物
D. 此裝置運載貨物的最高機械效率為80％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
7. 用圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率η與動滑輪重G動的關系。（忽略繩重和摩擦）
　　　
（1） 實驗時，應 　勻速　（填“加速”“減速”或“勻速”）豎直向下拉動彈簧測力計。
（第7題）
勻速　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（2） 改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出圖乙所示的圖像。分析圖像可知：被提升物體重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率 　越低　（填“越高”或“越低”）。滑輪組的效率與物體上升的高度 　無關　（填“有關”或“無關”）。
（3） 分析圖乙中的A點可知，被提升物體所受的重力為 　3　N。若用不同滑輪組提升同一物體的效率分別為50％和90％，則兩次滑輪組中的動滑輪重力之比為 　9∶1　。
越低　
無關　
3　
9∶1　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8. 如圖所示，質量為50kg的工人站在地面上用滑輪組豎直向下拉繩提升重物，不計繩重和摩擦，每個滑輪的重力均為100N，工人用該滑輪組將重力為400N的物體勻速提起3m，所用時間為30s。
（1） 此過程中，工人做的有用功為多少？工人做功的功率為多大？
解：（1） 由圖可知，承擔物重的繩子股數n＝2，動滑輪重G動＝100N；重物重G＝400N，繩子自由端移動的距離s＝nh＝2×3m＝6m，工人做的有用功W有用＝Gh＝400N×3m＝1200J，工人的拉力F＝（G＋G動）＝（400N＋100N）＝250N，工人的拉力做的總功W總＝Fs＝250N×6m＝1500J，則工人做功的功率P＝＝＝50W
（第8題）
1
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3
4
5
6
7
8
9
（2） 若工人能施加的最大拉力為500N，求工人使用該滑輪組提升重物時的最大機械效率。
解：（2） 設可以提升的重物的最大重力為G'，由題意可得，F'＝（G'＋G動）＝500N，G'＝nF'－G動＝2×500N－100N＝900N；滑輪組的機械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝90％
（第8題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9. 如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運動；物體B靜止在光滑地面上，彈簧測力計的示數為30N，下列說法中，正確的是（　C　）
A. 物體A受到的摩擦力為20N
B. 拉力F的功率為1.0W
C. 滑輪組的機械效率為75％
D. 拉力F增大時，彈簧測力計的示數增大
（第9題）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9(共27張PPT)
第1節　杠　桿
第1課時　杠桿及其平衡條件
第十二章　簡單機械
1. （2024·北京石景山期末）如圖所示，OB是以O點為支點的杠桿，F是作用在杠桿B端的力。圖中線段AB與力F的作用線在同一條直線上，且OA⊥AB，AC⊥OB，線段 　OA　（填“OA”“AC”或“OB”）表示力F的力臂。
（第1題）
OA　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. （2024·崇左寧明校級段考）下列關于杠桿的說法，正確的是（　D　）
A. 杠桿一定是直的硬棒
B. 動力臂與阻力臂之和一定等于杠桿的長度
C. 杠桿不一定有支點
D. 杠桿受到的動力和阻力方向可能是相同的
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. 如圖所示的圖釘來自一名初中生的創意，翹起部分為人們預留出的施力空間，該圖釘作為杠桿，其支點是（　C　）
A. A點 B. B點 C. C點 D. D點
（第3題）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. 如圖所示，一把質地均勻的直尺放在水平桌面上，其中一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺長的。當在B端掛一個重為6N的物體C時，直尺A端剛開始翹起。若將其抽象為杠桿模型，則它的支點是圖中的 　O　點，該直尺所受的重力為 　4　N。若不計直尺的自重，則需要在A點施加的最小的力為 　1.5　N，方向 　豎直向下　。
（第4題）
O　
4　
1.5　
豎直向下　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. （2024·蚌埠期末）如圖所示，每個鉤碼的質量為100g，在質地均勻杠桿的A處掛2個鉤碼，B處掛1個鉤碼，杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼，那么（　A　）
A. 杠桿的右邊向下傾斜
B. 杠桿仍水平平衡
C. 杠桿的左邊向下傾斜
D. 將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿仍能水平平衡
（第5題）
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. 一根杠桿在兩個力的作用下處于靜止狀態，若此時再施加第三個力，則杠桿（　D　）
A. 一定平衡
B. 一定不平衡
C. 一定勻速轉動
D. 條件不足，無法判斷
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. （2024·邢臺期末）如圖所示，吊車向上起吊一箱重為G的貨物，利用伸縮撐桿可使吊臂繞O點緩慢轉動。起吊時，伸縮撐桿對吊臂的支持力F始終與吊臂垂直，且作用點不變。貨物對吊臂向下拉力的力臂為l，則在吊起貨物的過程中，下列說法中，不正確的是（　D　）
A. 力臂l逐漸減小
B. 撐桿對吊臂的作用力的力臂不變
C. 隨著吊臂的升高，支持力F逐漸減小
D. 支持力F與力臂l成反比
（第7題）
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8. （2024·沈陽于洪模擬）如圖甲所示為自行車的手閘，其中ABO部分可視為一種杠桿，該部分的簡化示意圖如圖乙所示，O為支點，F2為阻力，請在圖乙中畫出：
（1） 作用在A點的最小動力F1。
（2） 阻力F2的力臂l2。
　
（第8題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9. （2024·濟寧嘉祥期末）如圖甲所示為小祥同學“探究杠桿的平衡條件”的實驗裝置，每個鉤碼重0.5N（鉤碼個數若干）；杠桿放在支架上后，在如圖甲所示的位置靜止，為了將杠桿調至水平位置平衡，他將左端平衡螺母向左端調節。
　 　
（第9題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（1） 圖乙中，在水平位置平衡的杠桿A處掛兩個鉤碼，則在B處掛 　3　個鉤碼時，杠桿才能繼續保持在水平位置平衡。
（2） 保持杠桿水平位置平衡，將圖丙中的彈簧測力計由豎直位置緩慢向右轉動至虛線位置，彈簧測力計示數將 　變大　（填“變大”“變小”或“不變”）。
3　
變大　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（3） 實驗中保持阻力F2及阻力臂l2不變，多次改變動力F1與動力臂l1，收集數據并在坐標系中繪制出動力臂l1與動力F1的關系圖像（如圖丁），由圖像分析可知：當F1＝ 　0.5　N時，l1＝30cm。
（第9題丁）
0.5　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10. ★如圖所示，AB為一輕質杠桿，O為支點，OB＝60cm，OA＝20cm，兩端分別懸掛實心鋁球和實心銅球，杠桿在水平位置平衡，若將兩球同時浸沒在水中，則（鋁的密度為2.7×103kg/m3，銅的密度為8.9×103kg/m3）（　B　）
A. 杠桿仍能保持平衡
B. 銅球所在的一端下降
C. 鋁球所在的一端下降
D. 條件不足，無法判斷
（第10題）
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
第2課時　杠桿的應用
1. （2024·敦煌期末）如圖所示為我們常用的燕尾夾，AB＝BC，當用力摁住C點打開該夾子時，可把 　B　點看作支點，此時夾子可近似看作 　等臂　（填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。
（第1題）
B　
等臂　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. 衣物夾是一種常用生活物品，如圖所示為用手捏開和夾住物品時的兩種情況。下列說法中，正確的是（　A　）
A. 用手將其捏開時，它是省力杠桿
B. 用它夾住物品時，它是省力杠桿
C. 用手將其捏開時，它是費力杠桿
D. 用它夾住物品時，它是等臂杠桿
（第2題）
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. （2024·菏澤）如圖所示為我國古人運送巨木的勞動情形。結合示意圖判斷，下列說法中，正確的是（　C　）
A. 抬巨木時眾人越靠近支架越省力
B. 只把懸繩向左移動一定距離更利于抬起巨木
C. 抬起巨木時橫桿是省力杠桿
D. 支架下端墊有底面積較大的石塊是為了減小壓力
（第3題）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. （2024·內江期末）如圖所示為生活中常用的三種剪刀，其中，用來剪鐵皮的剪刀是圖 　乙　（填“甲”“乙”或“丙”）；剪刀實際上也是一種杠桿，如圖丙所示的剪刀正常使用時為 　費力　（填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。
　 　
（第4題）
乙　
費力　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. ★如圖所示，質地均勻的刻度尺長30cm，右端伸出水平課桌邊緣10cm。將一枚質地均勻、直徑為3cm、質量為9g的硬幣放在刻度尺上，硬幣右端邊緣與刻度尺右端對齊時，刻度尺剛好翻轉，則刻度尺的質量是 　15.3　g。
（第5題）
15.3　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. （2024·蘇州姑蘇校級開學）用如圖所示的杠桿提升重物，如果作用在A端的力F始終垂直于杠桿，在將重物慢慢提升到一定高度的過程中（超過水平位置），力F的大小將（　D　）
A. 逐漸變大 B. 逐漸變小
C. 先變小，后變大 D. 先變大，后變小
（第6題）
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. （2024·赤峰紅山期末）如圖所示為我國空間站的機械臂，它類似人的手臂，可以省距離，下列工具中，使用時與機械臂屬同類型杠桿的是（　B　）
A. 羊角錘（起釘子）
B. 鑷子（夾取砝碼）
C. 老虎鉗（剪斷鐵絲）
D. 瓶蓋起子（開啟瓶蓋）
（第7題）
B
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
8. 如圖甲所示，輕質杠桿可繞O點轉動，A點懸掛一重物M，B點受到電子測力計豎直向上的拉力F，杠桿水平靜止。保持F的方向不變，F的力臂記為l，改變B點位置，F與的關系圖像為圖乙中的①；將M從A點移至P點，再重復上述步驟，F與的關系圖線為圖乙中的（　D　）
　
A. ① B. ② C. ③ D. ④
（第8題）
D
1
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3
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5
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7
8
9
10
9. 如圖所示為“利用杠桿測量石塊密度”的實驗。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
　 　
（1） 在實驗前，杠桿靜止在如圖甲所示的位置，要使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向 　右　調節，這樣做的目的是 　便于從杠桿上測量力臂　，并消除杠桿自重對實驗的影響。
（第9題）
右　
便于從杠桿上測
量力臂　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2） 如圖乙所示，在溢水杯中裝滿水，將石塊緩慢浸沒在水中，讓溢出的水流入小桶A中，此時小桶A中水的體積等于 　石塊　的體積。
（3） 將石塊從溢水杯中取出，放入另一相同的小桶B中，將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調好的杠桿兩端，移動小桶在杠桿上的位置，直到杠桿在水平位置恢復平衡，如圖丙所示。
石塊　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（4） ① 若不考慮小桶所受重力，則石塊密度的測量值為 　2.5×103　kg/m3。
② 若考慮小桶所受重力，則石塊的實際密度將比上述測量值偏 　大　。
③ 寫出在步驟（3）中可以進一步減小測量誤差的措施： 　換用質量更小的小桶（或將石塊從溢水杯中取出擦干后再放入B桶中；或用刻度尺測量力臂）　（寫出一條即可）。
2.5×103　
大　
換用質量更
小的小桶（或將石塊從溢水杯中取出擦干后再放入B桶中；或用刻度尺
測量力臂）　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10. 如圖甲所示為一種利用杠桿原理制成的用于搬運重物上樓的爬樓車，O、O' 兩處用軸連接。請你根據爬樓車的使用過程（如圖乙）分析說明爬樓車是費力杠桿還是省力杠桿。
（第10題）
乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解：杠桿的省力或費力，取決于動力臂與阻力臂之間的大小關系。由圖（a）和（b）可知，爬樓車以O點為支點，O點到重力G作用線的距離小于它到動力F、F1作用線的距離，即阻力臂小于動力臂，是省力杠桿；同理，由圖（c）可知，爬樓車以A點為支點，A點到重力G作用線的距離仍然小于它到動力F2作用線的距離，即阻力臂仍然小于動力臂，也是省力杠桿。所以整個過程中，爬樓車都是省力杠桿
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10(共35張PPT)
第十二章復習
第十二章　簡單機械
考點一　杠桿原理的綜合運用
典例1　（2024·柳州魚峰三模）如圖所示，一塊質地均勻的木板AB，B端固定在墻壁的轉軸上，木板可以在豎直面內繞B點轉動，木板下墊有長方體木塊C，恰好使木板水平放置。現用彈簧測力計緩慢拉動木塊C，使木塊C由B端向A端移動。在此過程中，水平地面受到的壓力將 　變小　，彈簧測力計的拉力將 　變小　。（填“變大”“變小”或“不變”）（木板AB和地面粗糙程度都均勻）
變小　
變小　
（典例1圖）
跟蹤訓練
1. 如圖所示，質地均勻的木棒AB長1m，水平放置在O、O'兩個支點上，已知AO、O'B的長均為0.25m，若把B端豎直向上稍微抬起一點距離，至少要用力20N，則下列說法中，不正確的是（　C　）
A. 木棒自重60N
B. 若把B端豎直向下稍微壓下一點距離至少要用力60N
C. 若把A端豎直向上稍微抬起一點距離至少要用力40N
D. 若把A端豎直向下稍微壓下一點距離至少要用力60N
（第1題）
C
考點二　滑輪及滑輪組
典例2　如圖所示，重為700N的水平木板在滑輪組的作用下保持靜止。三個滑輪等大、光滑，質量均忽略不計。所有細繩的重均不計，與天花板間的固定點分別為A、B、C，與木板間的固定點分別為D、E；各條細繩中不與滑輪接觸的部分均豎直，則B點處的細繩對天花板的拉力大小為 　140　N。
140　
（典例2圖）
跟蹤訓練
2. 如圖所示，用200N的水平拉力拉動物體A以1m/s的速度在水平面上勻速運動，若滑輪與物體A相連的繩C中的拉力大小是120N，不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則物體A與地面間的摩擦力為 　80　N，物體B與地面間的摩擦力為 　60　N，物體B前進的速度為 　2　m/s。
（第2題）
80　
60　
2　
考點三　機械效率的綜合計算
典例3　（2023·新疆）使用如圖所示的滑輪組勻速提升不等重的物體時，除了動滑輪的重力導致的額外功外，其他因素導致的額外功與總功之比為一定值。已知動滑輪的重為1.0N，繩子能夠承受的最大拉力為50N。當勻速提升重為9.0N的物體時，滑輪組的機械效率為81％，則使用該滑輪組勻速提升物體時的機械效率的最大值為（　B　）
B
（典例3圖）
A. 90％ B. 89％ C. 88％ D. 87％
跟蹤訓練
3. （2023·濱州）用如圖所示的裝置勻速提升浸沒在容器底部的正方體物塊A，物塊A的質量為5kg，棱長為10cm，水的深度為60cm。物塊A露出水面前滑輪組的機械效率為80％，在水中上升的時間為5s。物塊A與容器底部未緊密接觸，水對物塊A的阻力、繩子的重力、繩子與滑輪間的摩擦都忽略不計。ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，下列分析中，錯誤的是（　B　）
B
A. 物塊A所受的重力為50N
B. 物塊A上升的速度為0.12m/s
C. 物塊A露出水面前，拉力所做的有用功為20J
D. 物塊A完全露出水面后，滑輪組的機械效率約為83.3％
（第3題）
考點四　與機械效率相關的比例
典例4　某工地用固定在水平工作臺上的卷揚機（其內部有提供動力的電動機）通過滑輪組勻速提升貨物，如圖所示。已知卷揚機的總質量為120kg，工作時拉動繩子的功率保持400W不變。第一次提升質量為320kg的貨物時，卷揚機對繩子的拉力為F1，對工作臺的壓力為N1；第二次提升質量為240kg的貨物時，卷揚機對繩子的拉力為F2，
對工作臺的壓力為N2。已知N1與N2之比為25∶23，g取10N/kg，
繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計，則（　C　）
（典例4圖）
A. 動滑輪的重為600N
B. 卷揚機對繩子的拉力F1∶F2＝3∶2
C. 前后兩次提升貨物過程中滑輪組的機械效率之比為16∶15
D. 前后兩次提升貨物過程中貨物豎直向上運動的速度之比為5∶6
答案：C
跟蹤訓練
4. 用五個相同質量的滑輪和繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升，乙滑輪組的效率為η乙，不計摩擦、繩和木板的重，下列說法中，錯誤的是（　A　）
　
（第4題）
A
A. 兩個滑輪組的機械效率可能相等
B. F1一定大于F2
C. 每個滑輪重為
D. 甲、乙將重物提升相同的高度，F1與F2的功率可能相等
1. （2024·淄博高青期末）如圖所示為使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械自重和摩擦），其中所需動力最小的是（　D　）
D
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2. 國產航空母艦在建造過程中需要使用大型起重機“龍門吊”。它主要由主梁和支架構成，可以提升和平移重物，其示意圖如圖所示。在重物由主梁右端緩慢移到左端的過程中，右支架對主梁的支持力F與重物移動距離s的關系圖像是（　D　）
（第2題）
D
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3. （2024·廣州荔灣校級二模）如圖所示，人借助滑輪組或斜面可以把重均為G的物體A、B勻速提升相同高度h，繩子對A的拉力為F1，F3平行于斜面，則（　A　）
A. 斜面的機械效率是×100％
B. 滑輪組的額外功是2F2h－Gh
C. 滑輪組的機械效率是×100％
D. 斜面的總功是Gh
（第3題）
A
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4. （2024·泰安肥城期末）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重60N，B重10N，A所受地面的摩擦力為f；若對A施加一個水平向左的拉力F，剛好使A在原來的水平面上勻速向左運動，不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦，下列說法中，正確的是（　B　）
（第4題）
B
① f＝20N；② f＝30N；③ F＝40N；④ F＝60N。
A. 只有①④ B. 只有①③
C. 只有②④ D. 只有②③
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5. （2024·南通海門期中）如圖所示，2s內拉力F1將物體B勻速提升0.5m，F1做功為3J；若借助滑輪組，在相同時間內拉力F2把物體B勻速提升相同高度，滑輪組的機械效率為75％，不計繩重和摩擦。結合以上信息，下列說法中，錯誤的是（g取10N/kg）（　D　）
A. 物體B的質量為0.6kg
B. 拉力F2做功的功率為2W
C. 動滑輪的重力為2N
D. 拉力F2的大小是4N
（第5題）
D
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6. 物理學中把機械對重物施加的力與人對機械施加的力的比值叫作機械效益MA，用于比較不同機械的省力程度，現用如圖所示的滑輪組勻速提升重物，不計繩重和摩擦，則下列描述滑輪組的機械效益MA與物重G、機械效率η與機械效益MA的關系圖線中，可能正確的是 （　C　）
（第6題）
C
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7. 小明用如圖所示的裝置研究杠桿的機械效率時，將重為G的鉤碼掛在鐵制杠桿上的A點，彈簧測力計作用于C點，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升一定的高度h，杠桿的機械效率為η1；在小明的裝置基礎上，小紅僅改為將彈簧測力計作用于B點，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，仍使鉤碼上升h高度，杠桿的機械效率為η2；在小明的裝置基礎上，小華僅改為將鉤碼掛到B點，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，仍使鉤碼上升h高度，杠桿的機械效率為η3，下列關系式中，正確的是（不計摩擦）（　B　）
B
（第7題）
A. η1＜η2，η1＜η3 B. η1＝η2，η1＜η3
C. η1＝η2，η1＝η3 D. η1＞η2，η1＞η3
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8. 如圖所示，工人用動滑輪把重物勻速提升到一定高度，物體的重為G物，動滑輪的重為G動，此裝置的機械效率為η，不計繩重和摩擦，則下列工人所用拉力的表達式中，錯誤的是（　C　）
A. B.
C. D.
（第8題）
C
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9. 用圖甲所示的滑輪組將貨物運至樓上，每件貨物重50N，每次運送的量不定。滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像如圖乙所示。若不計繩重和摩擦，則下列說法中，正確的是（　D　）
　
（第9題）
D
A. 動滑輪的重力為50N
B. 當某次運送8件貨物時，機械效率η＝90％
C. 同一滑輪組，機械效率η大小是不變的
D. 提升物重不變，改變圖甲的繞線方式，
滑輪組的機械效率不變
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10. 我們的祖先在長期實踐過程中，把杠桿改造成了可以連續轉動的機械。如圖甲所示為杠桿變形成 　輪軸　的過程，如圖乙所示的螺旋可以看成是繞在圓柱上的 　斜面　。
（第10題）
輪軸　
斜面　
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11. 用如圖所示的滑輪組拉起G＝100N的重物，不計摩擦、繩重和滑輪重，拉力F為 　12.5　N。
（第11題）
12.5　
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12. 在科技節期間，小海用傳感器設計了如圖甲所示的力學裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點，OB＝3OA，豎直細桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點，豎直細桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定，水箱的質量為0.8kg，不計杠桿、細桿的重及連接處的摩擦。當如圖甲所示的水箱中裝滿水時，水的質量為3kg。力傳感器可以顯示出細桿a的上端受到作用力的大小，如圖乙所示為力傳感器的示數大小隨水箱中水的質量變化的圖像。（g取10N/kg）
（第12題）
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（1） 如圖甲所示的水箱裝滿水時，水受到的重力為 　30　N。
（2） 物體M的質量為 　0.2　kg。
（3） 當向水箱中加入質量為1.1kg的水時，力傳感器的示數大小為F，水箱對水平面的壓強為p1；繼續向水箱中加水，當力傳感器的示數大小變為4F時，水箱對水平面的壓強為p2，則p1∶p2＝ 　2∶3　。
30　
0.2　
2∶3　
（第12題）
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13. 小超與同學到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示的滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調查得知：石料的棱長為0.2m，密度為2.5×103kg/m3，石料上升的速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為0.2m2，動滑輪重為30N。（不計繩重和摩擦，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1） 求石料露出水面前受到的浮力。
（第13題）
解：（1） 石料的棱長為0.2m，V石＝（0.2m）3＝8×10－3m3，石料露出水面前，即浸沒時，V排＝V石＝8×10－3m3，石料露出水面前受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10－3m3＝80N　
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（2） 求石料所受的重力。
解：（2） 石料的質量m石＝ρ石V石＝2.5×103kg/m3×8×10－3m3＝20kg，石料所受的重力G石＝m石g＝20kg×10N/kg＝200N　
（第13題）
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（3） 求石料露出水面前滑輪組的機械效率。
解：（3） 石料露出水面前滑輪組對石料的拉力F拉＝G石－F浮＝200N－80N＝120N，滑輪組的機械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝80％　
（第13題）
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解：（4） 石料從剛露出水面到完全露出水面的過程，由于V排的減小，池中水面會下降，由ΔV＝V石＝S池Δh可得，水面下降高度Δh＝＝＝0.04m，石料上升的實際高度h'＝L－Δh＝0.2m－0.04m＝0.16m，所以石料被拉出水面的時間t0＝＝＝0.4s；
（第13題）
（4） 求石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間，并推導出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數關系式。
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石料從剛露出水面到完全露出水面前經過時間t上升的高度h1＝v石t＝0.4m/s×t，水面下降的高度h2＝＝＝＝0.1m/s×t，石料露出水面的高度h露＝h1＋h2＝0.4m/s×t＋0.1m/s×t＝0.5m/s×t，石料排開水的體積V排'＝（L－h露）S石＝（0.2m－0.5m/s×t）×（0.2m）2＝8×10－3m3－0.02m3/s×t，石料受到的浮力F浮'＝ρ水gV排'＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（8×10－3m3－0.02m3/s×t）＝－200N/s×t＋80N，由圖知，通過動滑輪繩子段數n＝2，不計繩重和摩擦，nF＝G石＋G動－F浮'，
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繩端拉力F＝＝＝100N/s×t＋75N，繩端速度v＝2v石＝2×0.4m/s＝0.8m/s，繩端拉力功率，即電動機的輸出功率P＝＝＝Fv＝（100N/s×t＋75N）×0.8m/s＝80W/s×t＋60W，即當0≤t≤0.4s，電動機的輸出功率與時間的函數關系式為P＝80W/s×t＋60W
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14. 如圖甲所示為液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。A是動滑輪，B是定滑輪，C是卷揚機，D是油缸，E是柱塞。OF∶OB＝1∶4。卷揚機轉動使鋼絲繩帶動A上升，被打撈重物的體積V＝0.6m3，所受重力G物＝2.4×104N，動滑輪的重為2 000N，重物出水前以0.5m/s的速度勻速上升（不計水的阻力），重物出水前卷揚機牽引力做的功隨時間變化的圖像如圖乙所示。（g取10N/kg）
（第14題）
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（1） 求重物出水前受到的浮力。
解：（1） 重物出水前排開水的體積V排＝V＝0.6m3，重物出水前受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m3＝6×103N　
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（2） 求重物出水前起重機的機械效率。
解：（2） 由圖乙可知，當t＝40s時，重物出水前卷揚機牽引力做的功為W總＝4.8×105J，則克服物體重力和所受浮力之差做的有用功W有用＝（G物－F浮）h＝（G物－F浮）vt＝（2.4×104N－6×103N）×0.5m/s×40s＝3.6×105J，則滑輪組的機械效率η＝×100％＝×100％＝75％　
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（3） 若打撈過程中，E對吊臂的力的方向始終豎直向上，忽略吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重和輪與繩的摩擦，則重物出水后E對吊臂的支撐力是多少牛？
解：（3） 吊臂支點為O，柱塞E豎直向上的力為動力，忽略吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重和輪與繩的摩擦，出水后滑輪組對B端的拉力為阻力，則F2＝G物＋G動＝2.4×104N＋2000N＝2.6×104N，由幾何關系可知，l1∶l2＝OF∶OB＝1∶4，根據杠桿的平衡條件可得F1l1＝F2l2，則F1＝＝＝1.04×105N
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14(共27張PPT)
第3節　滑　輪
第1課時　定滑輪和動滑輪
第十二章　簡單機械
1. 小聰為使船靠岸而設計的兩種方案如圖所示，若拉船的力需要很大，則應選用 　甲　（填“甲”或“乙”）方案，采用這種方案的缺點是 　費距離　。（不計機械的自重及摩擦）
（第1題）
甲　
費距離　
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2. 如圖所示，用力F1和F2分別勻速提起物體G時，滑輪 　A　（填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿。若物體G重為50N，則力F1的大小為 　50　N，物體G在F2的作用下5s內勻速上升2m時，拉力F2＝ 　25　N，拉力F2所做的功為 　100　J，物體G的動能將 　不變　（填“變大”“變小”或“不變”）。（不計滑輪重和摩擦）
（第2題）
A　
50　
25　
100　
不變　
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3. （2024·濟南二模）小謙想把歪倒的甲樹拉正，他把繩子的一端系在乙樹上，然后繞過甲樹用力拉繩子，若不計繩重和摩擦，甲樹受到了300N的拉力，則小謙對繩子的拉力至少為（　C　）
A. 300N B. 200N
C. 150N D. 100N
（第3題）
C
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4. 如圖所示，物體A的質量m＝12kg，在拉力F的作用下，物體A以0.1m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，彈簧測力計的示數為12N，忽略滑輪與繩子的摩擦力以及滑輪、彈簧測力計和繩子所受的重力，并且繩子足夠長，物體A與水平面間的摩擦力是 　12　N；拉力F是 　24　N；物體A運動10s的過程中，拉力F所做的功是 　12　J，拉力的功率是 　1.2　W。
（第4題）
12　
24　
12　
1.2　
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12
5. （2024·威海期末）如圖所示為一座吊橋的結構示意圖，圖中定滑輪的作用是 　改變力的方向　。吊橋可以看作杠桿，鋼索對它的拉力F是動力，吊橋的重力是阻力，不計繩重及摩擦，將吊橋從A位置勻速拉起至B位置的過程中，拉力F將變 　小　。
（第5題）
改變力的方向　
小　
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12
6. （2024·丹東振興校級開學）如圖所示，一個重10N的滑輪下端懸吊一個重50N的物體，在拉力F的作用下使物體在2s內勻速上升了2m，則拉力F＝ 　110　N，動滑輪上升的速度是v＝ 　0.5　m/s，拉力F的功率P＝ 　55　W。（不計繩的重力和摩擦）
（第6題）
110　
0.5　
55　
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5
6
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12
7. 一名重為600N的舉重運動員，可舉起1 300N的物體，該運動員站在地面上，用如圖所示的裝置提升物體，滑輪重和摩擦均忽略不計，他能提起的最大物重是（　A　）
A. 600N B. 1 300N
C. 1 900N D. 700N
（第7題）
A
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8. 如圖所示，重為100N的物體A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.5m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計的示數為4N。不計滑輪、繩子、彈簧測力計的重力、忽略繩子與滑輪間的摩擦，則（　B　）
A. 物體A受到水平面的摩擦力為50N
B. 拉力F的功率為4W
C. 若物體A勻速運動2s，拉力F做功為4J
D. 物體A受到的支持力和物體A對水平面的壓力是一對平衡力
（第8題）
B
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12
9. ★由如圖所示的甲、乙兩個實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結論。小敏想通過一次實驗既得出結論，又能直接顯示出鉤碼所受重力的大小，
于是在左側加上一個相同的彈簧測力計（彈簧測力計所受的重力不能忽略、繩和滑輪之間的摩擦不計），下列四套裝置中，能實現的是（　D　）
D
（第9題）
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12
10. 如圖所示，某輕質動滑輪處于平衡狀態。請在圖中畫出物體所受的重力，同時標出支點O并畫出拉力F對應的力臂l。（不計摩擦，體現動滑輪省力）
　（第10題）
　（第10題答案）
（第10題答案）
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12
11. 某小組同學探究動滑輪的使用特點，他們先用彈簧測力計緩慢提起鉤碼，如圖（a）所示，再分別用質量不同的動滑輪甲、乙、丙（G甲＞G乙＞G丙）緩慢提起相同的鉤碼，如圖（b）（c）（d）所示。請仔細觀察圖中的操作和彈簧測力計的示數，然后歸納得出結論。
　 　 　
（第11題）
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12
（1） 比較圖（a）（b）[或圖（a）（c）；或圖（a）（d）]，可得 　緩慢提起相同重物，使用動滑輪能省力，但不能改變力的方向　。
（2） 比較圖（b）（c）（d）三圖，可得 　使用動滑輪緩慢提起相同重物時，動滑輪所受的重力越小，所用的拉力越小　。
緩慢提起相同重物，使用動滑輪能省力，但不能改變力的方向　
使用動滑輪緩慢提起相同
重物時，動滑輪所受的重力越小，所用的拉力越小　
　 　 　
1
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12
12. （2024·廣州荔灣校級期中）如圖所示，輕質細繩將物體A、B通過兩個定滑輪分別連在同一彈簧測力計的兩端，其中GA＝20N，GB＝80N，B是棱長為10cm的正方體，整個裝置處于靜止狀態（不計彈簧測力計的重力及滑輪與繩子的摩擦），下列說法中，正確的是（　D　）
A. 彈簧測力計的示數為0N
B. 彈簧測力計的示數為40N
C. B物體對支撐面的壓力為80N
D. B物體對支撐面的壓強為6×103Pa
（第12題）
D
1
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4
5
6
7
8
9
10
11
12
第2課時　滑輪組、輪軸和斜面
1. （2024·惠州惠城一模）如圖所示，已知物體A重為200N，當物體A勻速上升高度為1m時，繩子移動的距離為 　2　m，若人對繩子的拉力為125N，則動滑輪的質量為 　5　kg，人對繩子的拉力做的功為 　 250　J。（繩子與滑輪的摩擦力、空氣阻力忽略不計，g取10N/kg）
2　
5　
250　
（第1題）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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2. 如圖所示為維修工人常用的一種套筒扳手。使用時將金屬手柄插入套筒，再將套筒套在需要擰動的螺栓或螺母上，扳動金屬手柄使套筒轉動，就可以擰動螺栓或螺母了。使用時，套筒扳手相當于一個 　輪軸　（填“滑輪”或“輪軸”）。若某次沿順時針扳動套在螺栓上的螺母，則螺母受到螺栓施加的力沿 　逆　時針方向。若想要扳動時更省力，則可以 　使手的位置遠離套筒　。
輪軸　
逆　
使手的位置遠離套筒　
（第2題）
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3. 小明去健身房用如圖所示的牽引裝置來鍛煉腿部和手部肌肉，其中所懸掛重物重力為G＝150N，且不計滑輪重、繩重及摩擦，使用時若繩a處固定不動，手在b處用力Fb拉繩，使重物勻速上升，則Fb＝ 　 300　N；若繩b處固定不動，腿在a處用力Fa拉繩，使重物G勻速上升，則Fa＝ 　150　N。
300　
150　
（第3題）
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4. 如圖所示，重力為G 的物體在不同簡單機械中均處于平衡狀態（不計機械自重和摩擦），拉力大小錯誤的是（　C　）
C
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5. 如圖所示，重為G的物體在不同簡單機械中均處于平衡狀態（不計機械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小關系是（　B　）
A. F3＜F1＜F2 B. F2＝F3＜F1
C. F2＜F3＝F1 D. F2＜F1＜F3
　 　
（第5題）
B
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6. （2024·玉溪二模）如圖所示，豎直固定的測力計下端掛一個滑輪組，已知每個滑輪重均為50N，滑輪組下端掛有物體B，滑輪組繩的末端通過定滑輪沿水平方向與物體A相連，物體A在繩的水平拉力作用下向右做勻速直線運動，此時測力計的示數為550N；在物體B下加掛重為90N的物體C后，用水平向左的力F拉動物體A可使其沿水平桌面向左做勻速直線運動，此時物體B上升的速度大小為5cm/s，若不計繩重及滑輪的摩擦，g取10N/kg，則下列說法中，正確的是（　B　）
B
A. 物體A所受滑動摩擦力的大小為200N
B. F的大小為530N
C. 物體B的重力為500N
D. F做功的功率為42W
（第6題）
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7. （多選題）電動機帶動電梯上下時要加一配重，其裝置如圖所示。A、B是兩個定滑輪，C是動滑輪，不計滑輪摩擦和質量，配重的質量m＝1 200kg，電梯載人后的總質量M＝3 900kg，電梯向上勻速運動，g取10N/kg，下列結論中，正確的是（　BC　）
A. 若電梯速度為v1＝3m/s，則電動機對繩子拉力為13 000N
B. 若電梯速度為v1＝3m/s，則電動機對繩子拉力為13 500N
C. 若電梯速度為v2＝2m/s，則電動機的輸出功率為54 000W
D. 若電梯速度為v2＝2m/s，則電動機的輸出功率為78 000W
（第7題）
BC
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8. （2024·松原前郭期末）如圖所示，一個人站在地上利用滑輪組提升重物到高處，請畫出正確的繞繩方式。
（第8題）
（第8題答案）
（第8題答案）
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9. 斜面是一種簡單機械。螺釘上的螺紋可看成環繞在圓柱上的斜面，如圖甲所示，一圈圈螺紋的長相當于斜面的長度。仔細觀察如圖乙、丙所示的兩枚螺釘，你認為使用哪枚螺釘會更省力？試說明原因。
解：圖乙中螺釘使用起來會更省力。因為高度相同時，圖乙中螺釘上的螺紋密、螺線長，相當于斜面長，斜面越長越省力
（第9題）
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10. 小明用如圖所示的滑輪組來提升重物至樓上。若他所用力為120N，且經過5s將質量為20kg重物勻速提高了2m，不計繩重和摩擦。（g取10N/kg）
（1） 求動滑輪所受的重力。
解：（1） 物體的重G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；由圖知，n＝2，因為不計繩重和摩擦，所以F＝（G＋G輪），即120N＝×（200N＋G輪），動滑輪重G輪＝40N
（第10題）
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（2） 求繩子自由端移動的距離。
解：（2） 繩子自由端移動的距離s＝nh＝2×2m＝4m
（第10題）
（3） 若小明的體重為600N，則他用此滑輪組所提升的物重不能超過多少？
解：（3） 設提升的最大物重為G'，人的體重為G1，此時繩的拉力為F'，則F'＝G1，由2F'＝G'＋G輪，得所能提起物體的最大物重G'＝2F'－G輪＝2×600N－40N＝1160N
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11. ★（2024·南昌青山湖段考）如圖所示，質量為60kg的人站在質量為30kg的吊籃內，其中每個滑輪重100N，不計繩重和摩擦，g取10N/kg。他至少用 　200　N的拉力拉住繩子，才能使自己和吊籃在空中保持靜止狀態，此時吊籃底面對他的支持力為 　400　N。
200　
400　
（第11題）
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