九年级物理-简单机械与机械效率

1图3图4图5第一部分：杠杆【考点诊察】1．下列应用杠杆原理工作的工具中,费力的是〔〕A．铡刀B．汽水瓶起盖器的使用C．钓鱼杆D．剪铁皮的剪子2．下列关于杠杆的说法中，错误的是〔〕A．杠杆可以是直的，也可以是弯的B．动力、阻力使杠杆转动方向相反，但他们的方向不一定相反C．支点可以在杠杆的端点，也可以在力的作用线之间D．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和3．如图3所示。把一把米尺，在O点支起，两边分别挂相同砝码各4个和2个，下列情况下，哪种情况还能保持平衡（）A．两边砝码组各向支点处移近一个格B．两边砝码组各向支点处移远一个格C．两边钩码组各减少一个钩码D．两边钩码组各减少一半钩码4．如图4所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是（）A．此杠杆一定是省力杠杆B．沿竖直向上方向用力最小C．此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆；D．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡5．图5中，O为一根轻质杠杆的支点，OA=2m，OB=2.5m，A点处挂着重100N的物体。若在B端施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置上保持静止，则这个力的大小和方向是〔〕A．20N，竖直向上B．20N，竖直向下C．80N，竖直向上D．80N，竖直向下6、如图所示的轻质杠杆，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课题简单机械与机械效率学生姓名年级日期2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7如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态，弹簧测力计的示数是5N，OA＝80cm，AB＝20cm，则物体的重是（）A、20NB、4NC、1.25ND、条件不足，无法判断【典例详解】知识点一：画力臂【例1】如图，杠杆处于平衡状态，在图中分别画出对应的力臂L1和L2。【例题2】作出下图相应的力与力臂知识点二：杠杆的平衡条件及应用【例1】在右图所示的实验装置中：l1F2AOF1l23①实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______(左或右)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。这样做得目的是__________________②实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)①②【补充提问】：为什么实验装置中，杠杆左右两边是等长的？【例2】下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。（每个钩码质量为50g，g=10N/kg）在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如右图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是【例3】在研究“杠杆的平衡条件”实验中，在处理数据过程中，有同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。经过实验，获得了下述数据：动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm4554于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题？【跟踪强化】如图所示的轻质杠杆，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，则杠杆端下沉。实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.5814261.584知识点三：杠杆的分类【例1】下列图7工具中省力杠杆是（）；费力杠杆是（）等臂杠杆是（）。【例2】如图12-23是自卸车的示意图，车厢部分视为杠杆，则下列分析正确的是（）A.B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力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【例3】夹子是我们生活中经常使用的物品，图5给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中正确的是()A．当我们用手将其捏开时，它是费力的B．当我们用其夹住物品时，它是费力的C．无论用手将其捏开还是夹住物品时．它都是省力的D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力【跟踪练习】1.如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放．车前行时，需经过障碍物．当车的前轮遇到障碍物A时，售货员竖直向按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，图12-23图5弹圈5动力臂和阻力臂之比为2：3，则服务员作用在扶把上的力为N.当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向提扶把，这时支点是（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为杠杆（选填“省力”或“费力”）．2.如图12-20所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（）A．三个杠杆都是省力杠杆B．三个杠杆都是费力杠杆C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆知识点四：解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①.在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②.动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。【例1】画出使下图中杠杆平衡的最小的力【例2】.向左用最小的力推倒下面这个箱子：图12-20GO6【例3】.用最小的力将一个圆柱形的油桶推上台阶，画出这个力第二部分滑轮知识点一：设计组装滑轮组【例题1】、一根绳子能承受的最大拉力为500牛，一个人站在地上，想用这根绳子提起1800牛的重物，请在图下右中画出绳子的绕法。【例题2】、小强想把一货物吊到楼上去，已知货物重1000N，小强最大的拉力为300N，如果使用滑轮组，至少需要几个滑轮？如何装配？7知识点二：滑轮----竖直方向上提升问题1、如下左图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。地面对物体A的支持力______N.2、如下右图所示，已知物重为G，则各图中的拉力F各为多少？（滑轮组及摩擦不计）3、用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如下左图所示，不计摩擦，比较拉力F1、F2、F3的大小（）A、F1＞F2＞F3B、F1=F2=F3C、F1＜F2＜F3D、F2＞F3＞F14、如上中图所示，人对绳的自由端拉力F都相等，且物体处于静止状态，不计滑轮重和摩擦，比较四个物体重力，最大的是（）A、G1B、G2C、G3D、G45.如图13所示（滑轮组的绕绳未画出），人以400N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重为1100N物体匀速上升了0.5m，求：（g＝10N/kg）．（1）按题意画出滑轮组的绕绳．（2）被吊起的重物质量多大？它上升的速度为多少？（3）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；知识点三：滑轮-----水平方向上拉动物体图1381、在下左图中，物体A的重力为G，拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于（）A、0.5GB.2GC.0.5fD.2f2、如上右图所示，若拉力F＝900牛顿，物体A重1500牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3米，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是______牛顿，物体A移动______米。3、如下左图所示，在水平面桌面上放一个200N重的物体，物体与桌面的摩擦力为40N，匀速拉动物体时，水平拉力F应为。4、如上中图所示的装置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N，在不考虑摩擦和其他阻力情况下，使重物G1保持平衡的拉力F应等于。5、如上右图所示，当F=100N时，物体匀速运动，则物体所受的摩擦力（）A.100NB.200NC.50ND.150N第三部分：机械效率1．有用功：(1)定义：对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功．(2)计算公式：有W＝Gh＝总W－额W.2．额外功：(1)定义：一般指人对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功．(2)计算公式：额W＝总W－有W．（斜面中：额W=fs可以反过来求f）3．总功：(1)定义：有用功和额外功之和，一般拉力做的功为总功．F9(2)计算公式：总W＝Fs＝________.4．机械效率：(1)定义：有用功跟总功的比值．公式：η＝×100%.(2)任何机械的机械效率都小于100%.（3）同一个机械，越省力，机械效率越低【公式推导】竖直方向的滑轮组：（1）η＝（2）η＝水平方向的滑轮组：%100%100nsfs%100nFfFWW总有斜面：η＝5.实验（1）：测量滑轮组的机械效率1．实验原理：η＝总有用WW=SFGh拉2．要测量的物理量：钩码重G、钩码提升的高度h、拉力拉F、绳的自由端移动的距离S.3．实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计．4．实验结论：影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的质量、物体的质量、滑轮和绳子间的摩擦．5．实验拓展：（1）必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计的示数不变．（2）提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组，机械效率越低．（3）同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越大．（4）根据推导公式：η＝总有用WW=SFhG拉物=nhFhG物=nFhG物=动物物GGG可知机械效率与绳子的股数n无关，且小于1．（5）一般考题中：η主要与物G，动G有关，与n和h无关10【例1】、如图，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体竖直上升了1m，人拉绳的力为250N。求：滑轮组的机械效率为多少？动滑轮重多少？（不计绳重和摩擦）若提升500N的物体,该滑轮组的机械效率又是多少?【例2】．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．【例3】.用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？