第 13講 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 機(jī) 械 效 率 考 點(diǎn) 一 杠 桿 五 要 素 和 平 衡 條 件 （ 高 頻 考 點(diǎn) ）考 點(diǎn) 二 滑 輪 （ 高 頻 考 點(diǎn) ）考 點(diǎn) 三 斜 面類 型 一 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 類 型 的 判 斷類 型 二 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 相 關(guān) 計(jì) 算類 型 三 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 作 圖預(yù) 學(xué) 案 記 易精 講 案 學(xué) 易考 點(diǎn) 四 機(jī) 械 效 率 （ 高 頻 考 點(diǎn) ） 考 點(diǎn) 一 杠 桿 五 要 素 和 平 衡 條 件 (高 頻 考 點(diǎn) )1.杠 桿 五 要 素 和 平 衡 條 件預(yù) 學(xué) 案 記 易 2.杠 桿 的 分 類 1.(2018海 南 )如 圖 所 示 ,下 列 工 具 在 使 用 中 屬 于 省 力 杠 桿 的 是 ( C )即 學(xué) 即 練 2.(2018廣 東 )如 圖 所 示 ,輕 質(zhì) 杠 桿 OA可 繞 O點(diǎn) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ,請(qǐng) 在 圖 中 畫 出 杠 桿 OA的 動(dòng)力 臂 L。答 案 如 右 上 圖 所 示 特 別 提 醒杠 桿 省 力 必 然 費(fèi) 距 離 ,省 距 離 必 然 費(fèi) 力 ,既 省 力 又 省 距 離 的 杠 桿 是 不 存 在 的 。 考 點(diǎn) 二 滑 輪 (高 頻 考 點(diǎn) ) 即 學(xué) 即 練3.(2018無 錫 )用 如 圖 所 示 的 滑 輪 組 勻 速 提 升 200 N的 重 物 G,豎 直 向 上 的 拉 力F為 100 N,重 物 被 提 升 1 m ,不 計(jì) 繩 重 和 滑 輪 的 摩 擦 ,下 列 說 法 正 確 的 是 ( A )A.拉 力 做 的 額 外 功 是 100 JB.動(dòng) 滑 輪 的 重 力 為 50 NC.拉 力 做 的 總 功 是 200 JD.繩 子 末 端 移 動(dòng) 的 距 離 是 2 m 4.(2018福 建 )如 圖 所 示 ,用 同 一 滑 輪 組 分 別 將 物 體 A和 物 體 B勻 速 提 升 相 同 的高 度 。 與 提 升 B相 比 ,提 升 A的 過 程 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 較 大 。 若 不 計(jì) 繩 重 與 摩擦 的 影 響 ,則 提 升 A的 過 程 ( D )A.額 外 功 較 小B.額 外 功 較 大C.總 功 較 小D.總 功 較 大 特 別 提 醒 判 斷 滑 輪 組 繩 子 段 數(shù) n的 方 法 :可 以 在 定 滑 輪 與 動(dòng) 滑 輪 之 間 畫 一 條 虛 線 ,數(shù) 一 下 與 動(dòng) 滑 輪 相 連 的 繩 子 的 段 數(shù) 是 幾 段 ,則 n就 是 幾 。 如 圖 甲 、 乙 所 示 。 考 點(diǎn) 三 斜 面 5.(2018懷 化 )如 圖 所 示 ,在 斜 面 上 將 一 個(gè) 重 5 N的 物 體 勻 速 拉 到 頂 端 。 沿 斜 面向 上 的 拉 力 為 2 N,斜 面 長 4 m ,高 1 m 。 則 拉 力 做 的 有 用 功 為 5 J,斜 面 的 機(jī) 械 效率 為 62.5% 。即 學(xué) 即 練 考 點(diǎn) 四 機(jī) 械 效 率 (高 頻 考 點(diǎn) ) 即 學(xué) 即 練6.(2018重 慶 )部 分 農(nóng) 戶 在 新 建 住 房 時(shí) ,常 利 用 如 圖 所 示 的 簡(jiǎn) 易 滑 輪 提 升 建材 。 在 一 次 提 升 建 材 的 過 程 中 ,建 筑 工 人 用 400 N的 拉 力 ,將 重 600 N的 建 材 在10 s內(nèi) 勻 速 提 高 3 m 。 則 下 列 判 斷 正 確 的 是 ( C )A.滑 輪 所 做 的 有 用 功 為 1200 JB.滑 輪 受 到 的 重 力 為 100 NC.該 滑 輪 的 機(jī) 械 效 率 =75% D.繩 子 自 由 端 移 動(dòng) 的 速 度 大 小 為 0.3 m /s 7.(2018內(nèi) 江 )用 如 圖 甲 所 示 的 滑 輪 組 運(yùn) 送 貨 物 上 樓 ,每 件 貨 物 重 100 N,每 次運(yùn) 送 的 量 不 定 。 圖 乙 記 錄 了 在 整 個(gè) 過 程 中 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 隨 貨 物 重 力 增加 而 變 化 的 圖 像 ,則 動(dòng) 滑 輪 重 為 100 N;當(dāng) 某 次 運(yùn) 送 3件 貨 物 時(shí) ,繩 子 的 拉 力 F是 200 N。 (不 考 慮 繩 重 和 摩 擦 ) 押 圖 練 通 易 精 講 案 學(xué) 易類 型 一 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 類 型 的 判 斷 (近 三 年 云 南 1次 ,昆 明 2次 ,曲 靖 1次 )【 命 題 解 讀 】 常 以 選 擇 題 和 填 空 題 的 形 式 考 查 省 力 、 費(fèi) 力 、 等 臂 杠 桿 的判 斷 ,動(dòng) 滑 輪 、 定 滑 輪 的 判 斷 ,斜 面 、 輪 軸 等 省 力 、 費(fèi) 力 的 判 斷 。 例 1(2017昆 明 )如 圖 所 示 ,正 在 使 用 的 各 類 工 具 中 ,屬 于 費(fèi) 力 杠 桿 的 是 ( A )命 題 思 路 主 要 考 查 杠 桿 的 分 類 。失 分 警 示 對(duì) 于 熟 悉 的 物 體 可 根 據(jù) 實(shí) 際 用 途 來 區(qū) 分 ;對(duì) 于 不 熟 悉 的 物 體 ,首 先要 觀 察 物 體 ,確 定 支 點(diǎn) ,再 根 據(jù) 動(dòng) 力 臂 與 阻 力 臂 的 關(guān) 系 來 判 斷 。 真 題 實(shí) 戰(zhàn)1.(2018黑 龍 江 )如 圖 所 示 的 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 中 一 定 費(fèi) 力 的 是 ( D ) 類 型 二 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 相 關(guān) 計(jì) 算 (近 三 年 云 南 3次 ,昆 明 2次 ,曲 靖 3次 )【 命 題 解 讀 】 主 要 考 查 杠 桿 、 滑 輪 、 斜 面 和 輪 軸 的 簡(jiǎn) 單 計(jì) 算 。例 2(2018昆 明 )如 圖 所 示 ,輕 質(zhì) 杠 桿 OA可 繞 O點(diǎn) 無 摩 擦 轉(zhuǎn) 動(dòng) ,A點(diǎn) 處 掛 一 個(gè) 重為 20 N的 物 體 ,B點(diǎn) 處 加 一 個(gè) 豎 直 向 上 的 力 F,杠 桿 在 水 平 位 置 平 衡 ,且 OB AB=2 1。 則 F= 30 N,它 是 費(fèi) 力 杠 桿 。 命 題 思 路 主 要 考 查 杠 桿 、 滑 輪 、 斜 面 和 輪 軸 的 簡(jiǎn) 單 計(jì) 算 。 主 要 考 查 已 知物 體 的 重 力 ,再 根 據(jù) 杠 桿 平 衡 條 件 FOB=GOA可 直 接 求 F的 大 小 ,根 據(jù) 拉 力 F和 G的 大 小 判 斷 杠 桿 的 種 類 。 例 3(2016云 南 )如 圖 所 示 ,使 用 滑 輪 組 提 升 重 物 時(shí) ,能 提 高 機(jī) 械 效 率 的 是 (忽 略繩 重 和 摩 擦 )( B )A.改 變 繞 繩 方 式B.減 小 動(dòng) 滑 輪 的 質(zhì) 量C.減 小 提 升 重 物 的 高 度D.減 小 被 提 升 重 物 的 質(zhì) 量 命 題 思 路 對(duì) 于 改 變 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 的 方 法 有 兩 種 情 況 :一 是 減 輕 動(dòng) 滑 輪 質(zhì) 量 、 加 潤 滑 油 減 小 摩 擦 ,這 些 方 法 可 以 減 少 額 外 功 ,提 高 機(jī)械 效 率 ;二 是 增 加 提 升 重 物 的 重 力 ,在 額 外 功 不 變 的 情 況 下 ,增 大 有 用 功 ,從 而 提 高 機(jī)械 效 率 。失 分 警 示 機(jī) 械 效 率 的 高 低 取 決 于 有 用 功 和 總 功 兩 個(gè) 因 素 ,不 能 理 解 成 :“有用 功 多 ,機(jī) 械 效 率 高 ” ,或 “ 總 功 大 ,機(jī) 械 效 率 低 ” 。 機(jī) 械 效 率 的 高 低 與 是 否省 力 及 重 物 提 升 的 高 度 無 關(guān) 。 真 題 實(shí) 戰(zhàn)2.(2018南 京 )用 如 圖 所 示 的 滑 輪 組 將 重 85 N的 物 體 勻 速 提 升 2 m ,拉 力 F為 50 N。 此 過 程 中 有 用 功 為 170 J,總 功 為 200 J,滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 為 85% 。 根 據(jù) 已知 條 件 ,以 下 四 個(gè) 物 理 量 : 動(dòng) 滑 輪 上 升 的 高 度 、 動(dòng) 滑 輪 的 重 力 、 額 外 功 、 拉 力 的 功 率 ,還 能 求 出 的 有 和 (選 填 序 號(hào) )。 類 型 三 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 作 圖 (近 三 年 云 南 1次 ,曲 靖 1次 )【 命 題 解 讀 】 在 作 圖 題 ,一 般 考 查 杠 桿 畫 力 臂 ,要 注 意 畫 最 小 力 的 問 題 。 偶爾 會(huì) 考 查 畫 滑 輪 的 繞 線 方 式 。例 4(2017云 南 )請(qǐng) 在 圖 中 畫 出 F的 力 臂 L。答 案 如 右 上 圖 所 示 失 分 警 示 據(jù) 力 臂 的 正 確 畫 法 作 圖 ,即 過 支 點(diǎn) 作 力 的 作 用 線 的 垂 線 段 ,要 用 虛線 延 長 力 F的 作 用 線 。 真 題 實(shí) 戰(zhàn)3.(2018咸 寧 )過 去 農(nóng) 村 用 的 舂 米 工 具 是 一 個(gè) 杠 桿 ,如 圖 所 示 是 它 的 結(jié) 構(gòu) 示 意圖 。 O為 固 定 轉(zhuǎn) 軸 ,在 A端 連 接 著 石 球 ,腳 踏 B端 可 以 使 石 球 升 高 ,抬 起 腳 ,石 球會(huì) 落 下 打 擊 稻 谷 。 請(qǐng) 在 圖 中 畫 出 動(dòng) 力 F的 力 臂 和 石 球 所 受 重 力 G的 示 意 圖 。答 案 如 右 上 圖 所 示 易 混 點(diǎn) 辨 析易 混 點(diǎn) (一 )畫 力 臂 的 方 法 【 簡(jiǎn) 記 :一 點(diǎn) 、 二 線 、 三 垂 、 四 標(biāo) 】(1)找 支 點(diǎn) O(2)畫 動(dòng) 力 或 阻 力 的 作 用 線 【 延 長 時(shí) 用 虛 線 】(3)過 支 點(diǎn) 向 力 的 作 用 線 作 垂 線 段(4)標(biāo) 力 臂 【 力 臂 畫 實(shí) 線 時(shí) ,在 兩 頭 加 箭 頭 表 示 力 臂 ;力 臂 畫 虛 線 時(shí) ,用 大 括 號(hào) 標(biāo) 出 ,表 示 力 臂 】(二 )畫 最 小 力 的 方 法 【 簡(jiǎn) 記 :一 點(diǎn) 、 二 線 、 三 垂 】(1)將 離 支 點(diǎn) 最 遠(yuǎn) 的 點(diǎn) 作 為 動(dòng) 力 作 用 點(diǎn)(2)將 支 點(diǎn) 和 動(dòng) 力 作 用 點(diǎn) 相 連(3)判 斷 動(dòng) 力 的 方 向 后 ,作 支 點(diǎn) 和 動(dòng) 力 作 用 點(diǎn) 連 線 的 垂 線 例 5(2018眉 山 )如 圖 所 示 ,輕 質(zhì) 杠 桿 OA能 繞 O點(diǎn) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ,請(qǐng) 在 杠 桿 中 的 A端 畫 出使 輕 質(zhì) 杠 桿 保 持 平 衡 的 最 小 的 力 F的 示 意 圖 (要 求 保 留 作 圖 痕 跡 )。答 案 如 右 上 圖 所 示 試 真 題 練 易命 題 點(diǎn) 一 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 判 斷1.(2017云 南 )某 工 人 用 如 圖 所 示 的 裝 置 ,將 重 150 N的 木 塊 在 10 s內(nèi) 豎 直 向 上勻 速 提 升 4 m ,此 裝 置 是 動(dòng) (選 填 “ 定 ” 或 “ 動(dòng) ” )滑 輪 。 該 工 人 拉 力 的 功 率 為 60 W(滑 輪 和 繩 的 重 力 、 摩 擦 均 不 計(jì) )。 命 題 點(diǎn) 二 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 計(jì) 算2.(2015云 南 )如 圖 所 示 ,小 剛 用 200 N的 拉 力 在 10 s內(nèi) 把 重 320 N的 物 體 勻 速 提升 了 3 m ,滑 輪 的 機(jī) 械 效 率 是 80% ,拉 力 的 功 率 是 120 W。 3.(2015曲 靖 )如 圖 所 示 ,用 一 個(gè) 長 為 1.2 m 的 斜 面 將 重 為 45 N的 物 體 沿 斜 面 拉到 0.4 m 的 高 臺(tái) 上 ,斜 面 的 機(jī) 械 效 率 為 60%。 則 把 重 物 拉 上 高 臺(tái) 時(shí) 做 的 有 用 功是 18 J;物 體 與 斜 面 間 的 摩 擦 力 是 10 N。 4.(2018云 南 )如 圖 所 示 ,用 滑 輪 組 把 質(zhì) 量 為 80 kg的 物 體 勻 速 提 升 3 m ,若 拉 力 F=500 N,(g取 10 N/kg)則 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 為 80% ;若 不 計(jì) 繩 重 和 摩 擦 ,則 動(dòng) 滑輪 受 到 的 重 力 為 200 N。 5.(2016云 南 )如 圖 所 示 ,高 0.8 m 、 重 1 100 N、 均 勻 的 圓 柱 形 木 柱 M,截 面 半 徑為 0.3 m ,將 它 豎 直 放 在 水 平 地 面 上 時(shí) ,木 柱 所 受 的 重 力 與 地 面 對(duì) 它 的 支 持 力是 一 對(duì) 平 衡 力 ;若 要 使 木 柱 的 a點(diǎn) 離 開 地 面 ,至 少 需 要 330 N的 力 。 6.(2015曲 靖 )如 圖 所 示 是 一 個(gè) 彈 簧 門 的 示 意 圖 ,相 當(dāng) 于 一 個(gè) 杠 桿 ,彈 簧 的 作 用是 當(dāng) 人 進(jìn) 門 后 ,它 的 拉 力 自 動(dòng) 將 門 關(guān) 閉 ,在 開 門 時(shí) 它 起 到 阻 力 的 作 用 。已 知 將 門 推 到 如 圖 所 示 的 位 置 時(shí) ,推 力 F與 門 面 垂 直 ,它 的 力 臂 是 0.8 m ,彈 簧產(chǎn) 生 的 阻 力 是 120 N,力 臂 是 0.2 m ,求 :(1)彈 簧 拉 力 將 門 關(guān) 閉 的 過 程 中 ,彈 簧 的 彈 性 勢(shì) 能 轉(zhuǎn) 化 為 門 的 動(dòng) 能 。(2)將 門 推 到 如 圖 所 示 的 位 置 時(shí) ,推 力 F的 大 小 ?(摩 擦 力 及 其 他 阻 力 可 不 計(jì) )(3)若 此 時(shí) 人 的 手 掌 與 門 的 接 觸 面 積 為 0.01 m 2,推 力 對(duì) 門 產(chǎn) 生 的 壓 強(qiáng) 是 多 少 ? 答 案 (1)彈 性 勢(shì) (2)30 N (3)3103 Pa 7.(2014昆 明 )用 如 圖 所 示 的 滑 輪 ,使 一 個(gè) 鐵 塊 以 0.2 m /s的 速 度 勻 速 上 升 了 1 m,已 知 鐵 塊 的 體 積 為 10-3 m 3,求 :(1)鐵 塊 的 重 力 ;(2)若 不 計(jì) 滑 輪 、 繩 子 的 重 力 和 摩 擦 ,繩 子 受 到 的 拉 力 F;(3)拉 力 F的 功 率 ;(4)若 實(shí) 際 作 用 于 繩 子 的 拉 力 為 50 N,這 個(gè) 滑 輪 的 機(jī) 械 效 率 。(其 中 鐵 =7.9103 kg/m 3,g=10 N/kg)答 案 (1)79 N (2)39.5 N (3)15.8 W (4)79% 命 題 點(diǎn) 三 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 作 圖8.(2018曲 靖 )下 圖 中 L1是 動(dòng) 力 臂 ,作 出 動(dòng) 力 F1。答 案 如 右 上 圖 所 示 9.(2010昆 明 )請(qǐng) 在 圖 中 畫 出 使 用 該 滑 輪 組 最 省 力 的 繞 線 方 式 。答 案 如 右 上 圖 所 示 命 題 點(diǎn) 四 簡(jiǎn) 單 機(jī) 械 的 實(shí) 驗(yàn)10.(2014昆 明 )在 探 究 “ 杠 桿 平 衡 條 件 ” 的 實(shí) 驗(yàn) 中 ,采 用 了 如 圖 所 示 的 實(shí) 驗(yàn) 裝置 。 (1)調(diào) 節(jié) 杠 桿 平 衡 時(shí) ,都 應(yīng) 該 使 它 在 水 平 位 置 平 衡 。 根 據(jù) 圖 示 杠 桿 所 處 的 位 置 ,應(yīng) 將 平 衡 螺 母 向 左 (選 填 “ 右 ” 或 “ 左 ” )調(diào) 整 。 (2)掛 上 鉤 碼 ,正 確 調(diào) 節(jié) 使 杠 桿 再 次 平 衡 ,此 時(shí) 掛 在 杠 桿 上 的 鉤 碼 施 加 的 動(dòng) 力 、阻 力 方 向 恰 好 與 杠 桿 垂 直 ,掛 鉤 碼 位 置 所 對(duì) 應(yīng) 的 刻 度 值 就 等 于 力 臂 。 (3)某 小 組 同 學(xué) 在 杠 桿 左 右 兩 側(cè) 分 別 掛 上 不 同 數(shù) 量 的 鉤 碼 ,同 時(shí) 調(diào) 節(jié) 平 衡 螺母 使 杠 桿 平 衡 ,你 認(rèn) 為 他 們 的 做 法 是 錯(cuò) 誤 的 。(4)實(shí) 驗(yàn) 的 結(jié) 果 如 下 表 所 示 。 動(dòng) 力 (F1/N) 動(dòng) 力 臂 (L1/cm ) 阻 力 (F2/N) 阻 力 臂 (L2/cm )3 6 6 32 5 5 24 2 2 43 6 9 23 4 2 64 4 2 8甲 同 學(xué) 分 析 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 后 認(rèn) 為 杠 桿 平 衡 的 條 件 是 :動(dòng) 力 +動(dòng) 力 臂 =阻 力 +阻 力 臂 。乙 同 學(xué) 分 析 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 后 認(rèn) 為 杠 桿 平 衡 的 條 件 是 :動(dòng) 力 動(dòng) 力 臂 =阻 力 阻 力 臂 。 兩 個(gè) 同 學(xué) 都 認(rèn) 為 自 己 是 對(duì) 的 ,對(duì) 方 是 錯(cuò) 誤 的 ,那 么 你 認(rèn) 為 他 們 中 正 確 的 應(yīng) 該 是乙 同 學(xué) 。 原 因 是 甲 同 學(xué) 的 結(jié) 論 僅 從 部 分 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 分 析 得 到 ,不 是 所 有 實(shí) 驗(yàn) 數(shù)據(jù) 都 滿 足 他 總 結(jié) 的 結(jié) 論 。 (5)下 列 正 在 使 用 中 的 杠 桿 :用 鑷 子 取 砝 碼 、 用 扳 手 擰 螺 母 、 用 釘 錘 拔 釘 子 ,屬 于 費(fèi) 力 杠 桿 的 是 用 鑷 子 取 砝 碼 。 11.(2014曲 靖 )小 紅 在 “ 探 究 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 與 哪 些 因 素 有 關(guān) ” 的 活 動(dòng) 中 ,提出 了 以 下 猜 想 :A. 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 可 能 與 物 體 的 重 力 有 關(guān)B. 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 可 能 與 斜 面 的 傾 斜 程 度 有 關(guān) 為 了 驗(yàn) 證 自 己 的 猜 想 ,小 紅 用 木 板 搭 成 了 如 圖 所 示 的 裝 置 進(jìn) 行 探 究 。 記 錄 數(shù)據(jù) 如 下 表 :實(shí) 驗(yàn)次 數(shù) 斜 面傾 角 物 重G/N 拉 力F/N 斜 面 高度 h/m 斜 面 長度 s/m 有 用 功W有 /J 總 功W總 /J 斜 面 機(jī) 械效 率 30 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04 30 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% 42 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71% (1)在 實(shí) 驗(yàn) 過 程 中 ,應(yīng) 沿 斜 面 向 上 勻 速 拉 動(dòng) 木 塊 。(2)第 次 實(shí) 驗(yàn) 中 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 =60% 。(3)對(duì) 比 實(shí) 驗(yàn) 的 數(shù) 據(jù) 可 以 用 來 驗(yàn) 證 猜 想 A ;對(duì) 比 兩 次 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ,可 初 步得 出 的 結(jié) 論 是 : 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 與 斜 面 的 傾 斜 程 度 有 關(guān) (重 力 不 變 時(shí) ,傾 斜 越大 ,機(jī) 械 效 率 越 大 ) 。 過 實(shí) 驗(yàn) 行 易實(shí) 驗(yàn) 一 探 究 杠 桿 的 平 衡 條 件【 命 題 點(diǎn) 】 1.實(shí) 驗(yàn) 前 調(diào) 節(jié) 杠 桿 在 水 平 位 置 平 衡 (左 高 向 左 調(diào) ,右 高 向 右 調(diào) ,注意 :實(shí) 驗(yàn) 中 不 能 再 調(diào) 節(jié) 平 衡 螺 母 )。2.實(shí) 驗(yàn) 前 調(diào) 節(jié) 杠 桿 在 水 平 位 置 平 衡 的 目 的 :便 于 直 接 從 杠 桿 上 讀 出 力 臂 。3.選 擇 杠 桿 的 中 點(diǎn) 作 為 支 點(diǎn) 的 原 因 :使 杠 桿 的 重 心 落 在 支 點(diǎn) 上 ,避 免 杠 桿 自 重對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 的 影 響 。4.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 使 用 和 讀 數(shù) 。 5.將 一 端 的 鉤 碼 換 成 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 好 處 :可 以 直 接 讀 出 力 的 大 小 ,實(shí) 驗(yàn) 操 作 更方 便 。6.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 從 豎 直 方 向 拉 變 成 向 左 或 向 右 傾 斜 拉 時(shí) ,彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 拉 力 的 力臂 將 變 小 ,示 數(shù) 將 變 大 。7.增 加 或 減 少 鉤 碼 個(gè) 數(shù) 或 改 變 力 臂 大 小 ,判 斷 杠 桿 的 傾 斜 方 向 。8.設(shè) 計(jì) 記 錄 數(shù) 據(jù) 的 表 格 。9.多 次 測(cè) 量 的 目 的 :避 免 實(shí) 驗(yàn) 存 在 偶 然 性 。10.分 析 數(shù) 據(jù) 總 結(jié) 杠 桿 平 衡 原 理 (F 1l1=F2l2)。11.生 活 中 杠 桿 的 應(yīng) 用 以 及 杠 桿 分 類 的 判 斷 。 例 1(2018黃 岡 )用 如 圖 所 示 的 器 材 探 究 杠 桿 的 平 衡 條 件 。(1)實(shí) 驗(yàn) 前 調(diào) 節(jié) 杠 桿 上 的 平 衡 螺 母 ,使 杠 桿 在 不 掛 鉤 碼 時(shí) ,保 持 水 平 靜 止 ,這 是為 了 便 于 測(cè) 量 力 臂 。 (2)在 已 經(jīng) 平 衡 的 杠 桿 的 左 側(cè) 鉤 碼 下 加 掛 鉤 碼 ,為 了 使 杠 桿 盡 快 平 衡 ,下 列 做法 正 確 且 合 理 的 是 ( A )A.只 把 右 側(cè) 鉤 碼 向 右 移B.只 把 左 側(cè) 鉤 碼 向 左 移 C.把 左 右 兩 側(cè) 鉤 碼 同 時(shí) 向 左 移 動(dòng)D.把 左 右 兩 側(cè) 鉤 碼 同 時(shí) 向 右 移 動(dòng) (3)杠 桿 在 兩 個(gè) 力 的 作 用 下 平 衡 時(shí) ,F 1l1=F2l2,此 時(shí) 動(dòng) 力 作 用 的 效 果 與 阻 力 作 用的 效 果 互 相 抵 消 。 據(jù) 此 ,如 果 杠 桿 受 到 動(dòng) 力 F1、 F2和 阻 力 F3三 個(gè) 力 的 作 用 ,杠桿 的 平 衡 條 件 是 什 么 呢 ?請(qǐng) 你 提 出 猜 想 : F1l1+F2l2=F3l3 (用 公 式 表 達(dá) )。 命 題 思 路 實(shí) 驗(yàn) 前 調(diào) 節(jié) 杠 桿 ,使 杠 桿 在 不 掛 鉤 碼 時(shí) ,保 持 水 平 靜 止 ,這 一 調(diào) 節(jié)過 程 的 目 的 是 使 杠 桿 的 自 重 對(duì) 杠 桿 平 衡 不 產(chǎn) 生 影 響 ;杠 桿 在 水 平 位 置 平 衡 時(shí) ,力 的 方 向 與 杠 桿 垂 直 ,力 臂 的 長 度 可 以 直 接 從 杠 桿 上 讀 出 來 ; 無 論 兩 側(cè) 掛 幾組 鉤 碼 ,每 一 組 都 有 自 己 的 力 與 力 臂 ,因 此 ,求 出 每 一 個(gè) 力 與 相 應(yīng) 力 臂 的 乘 積 ,再 相 加 ,就 是 整 個(gè) 這 一 側(cè) 的 結(jié) 果 ,同 樣 表 示 出 另 一 側(cè) ,看 兩 者 是 否 平 衡 。 即 時(shí) 鞏 固(2018涼 山 州 )在 “ 探 究 杠 桿 的 平 衡 條 件 ” 的 實(shí) 驗(yàn) 中 。(1)在 杠 桿 上 掛 鉤 碼 前 ,杠 桿 靜 止 在 圖 甲 中 的 位 置 ,為 使 杠 桿 水 平 平 衡 ,應(yīng) 將 右端 的 平 衡 螺 母 向 右 (選 填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )調(diào) 節(jié) 。 將 杠 桿 調(diào) 節(jié) 水 平 平 衡 的 目的 是 避 免 杠 桿 自 重 對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 的 影 響 和 便 于 測(cè) 量 力 臂 。 (2)圖 乙 中 杠 桿 恰 好 處 于 水 平 平 衡 ,若 在 A處 下 方 再 掛 一 個(gè) 相 同 鉤 碼 ,為 使 杠 桿保 持 水 平 平 衡 ,則 需 將 掛 在 B處 的 鉤 碼 向 右 移 動(dòng) 1 格 。(3)若 取 掉 圖 乙 中 掛 在 B處 的 鉤 碼 ,改 用 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 鉤 在 C處 對(duì) 杠 桿 施 拉 力 ,為使 杠 桿 保 持 水 平 平 衡 ,且 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 示 數(shù) 最 小 ,則 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 對(duì) 杠 桿 的 拉 力 方向 是 豎 直 向 上 。 (4)此 實(shí) 驗(yàn) 多 次 改 變 掛 在 支 點(diǎn) O兩 邊 鉤 碼 的 質(zhì) 量 和 懸 掛 位 置 ,收 集 杠 桿 平 衡 時(shí)多 組 動(dòng) 力 、 動(dòng) 力 臂 、 阻 力 和 阻 力 臂 的 數(shù) 據(jù) ,其 目 的 是 尋 找 普 遍 規(guī) 律 (選 填“ 減 小 誤 差 ” 或 “ 尋 找 普 遍 規(guī) 律 ” )。 實(shí) 驗(yàn) 二 探 究 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率【 命 題 點(diǎn) 】 1.實(shí) 驗(yàn) 原 理 =。WW有總2.實(shí) 驗(yàn) 測(cè) 量 工 具 (彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 和 刻 度 尺 )。3.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 使 用 和 讀 數(shù) 。4.滑 輪 組 的 繞 線 。5.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 要 沿 豎 直 方 向 緩 慢 勻 速 拉 動(dòng) ,保 證 繩 子 自 由 端 拉 力 的 大 小 等 于彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 示 數(shù) 。6.繩 子 自 由 端 移 動(dòng) 的 距 離 s與 物 體 上 升 高 度 h的 關(guān) 系 。 7.繩 子 自 由 端 的 拉 力 與 被 提 升 物 體 重 力 的 關(guān) 系 。8.影 響 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 的 因 素 (被 提 升 物 體 重 力 、 動(dòng) 滑 輪 的 重 力 、 繩 子 的 重力 、 繩 子 與 滑 輪 間 的 摩 擦 力 )。9.滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 與 物 體 上 升 高 度 h無 關(guān) 。10.控 制 變 量 法 的 應(yīng) 用 :(1)探 究 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 與 被 提 升 物 體 重 力 的 關(guān) 系 (保 證 滑 輪 組 和 繞 線 方 式 相同 ,改 變 所 吊 鉤 碼 的 個(gè) 數(shù) )。(2)探 究 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 與 動(dòng) 滑 輪 重 力 的 關(guān) 系 (保 證 滑 輪 組 所 吊 鉤 碼 的 個(gè) 數(shù) 一定 ,換 用 不 同 重 力 的 動(dòng) 滑 輪 )。 11.有 用 功 的 計(jì) 算 (W有 =G物 h);總 功 的 計(jì) 算 (W總 =Fs)。12.額 外 功 的 計(jì) 算 (一 般 情 況 下 ,忽 略 繩 重 和 摩 擦 ):W額 =G動(dòng) h或 W額 =W總 -W有 。13.數(shù) 據(jù) 的 分 析 和 處 理 以 及 機(jī) 械 效 率 的 計(jì) 算 。14.提 高 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 的 方 法 :(1)在 額 外 功 不 變 的 情 況 下 ,增 加 有 用 功 (增 加 鉤 碼 的 個(gè) 數(shù) 以 增 大 被 提 升 物 體的 重 力 );(2)在 有 用 功 不 變 的 情 況 下 ,減 小 額 外 功 (減 小 繩 子 和 動(dòng) 滑 輪 的 重 力 ;減 小 繩 子與 滑 輪 間 的 摩 擦 力 )。 例 2(2018泰 安 )圖 甲 是 某 學(xué) 習(xí) 小 組 “ 測(cè) 量 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 ” 的 示 意 圖 。 用彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 豎 直 向 上 拉 動(dòng) 繩 子 自 由 端 ,將 重 為 4.5 N的 物 體 從 A位 置 提 升 到 A位 置 ,同 時(shí) 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 從 圖 中 的 B位 置 上 升 到 B位 置 ,在 這 個(gè) 過 程 中 ,彈 簧 測(cè) 力計(jì) 的 示 數(shù) 如 圖 乙 所 示 。 請(qǐng) 你 根 據(jù) 他 們 做 的 實(shí) 驗(yàn) 完 成 下 列 問 題 。 (1)物 體 提 升 的 高 度 是 5.0 cm ,拉 力 是 2 N,該 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 = 75% ;(2)若 在 圖 甲 裝 置 的 基 礎(chǔ) 上 ,增 加 一 個(gè) 動(dòng) 滑 輪 ,改 為 圖 丙 所 示 的 裝 置 ,提 升 同 一物 體 ,則 滑 輪 組 的 機(jī) 械 效 率 變 小 (選 填 “ 變 大 ” 、 “ 變 小 ” 或 “ 不 變 ” )。命 題 思 路 該 題 考 查 學(xué) 生 對(duì) 于 “ 探 究 滑 輪 組 機(jī) 械 效 率 ” 實(shí) 驗(yàn) 的 理 解 和 掌握 。 (1)讀 出 BB之 間 的 距 離 ,根 據(jù) 滑 輪 組 的 特 點(diǎn) 求 出 物 體 上 升 的 高 度 ;根 據(jù) 測(cè)力 計(jì) 的 分 度 值 讀 出 測(cè) 力 計(jì) 示 數(shù) ;知 道 物 體 重 力 和 物 體 升 高 的 距 離 ,求 出 繩 子 自由 端 移 動(dòng) 的 距 離 ,讀 出 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 示 數(shù) ,根 據(jù) =求 出 機(jī) 械 效 率 。 (2)根 據(jù)額 外 功 的 變 化 判 定 機(jī) 械 效 率 的 變 化 。 WW有總 實(shí) 驗(yàn) 三 探 究 斜 面 的 機(jī) 械 效 率【 命 題 點(diǎn) 】 1.實(shí) 驗(yàn) 原 理 =。WW有總2.實(shí) 驗(yàn) 測(cè) 量 工 具 (彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 和 刻 度 尺 )。3.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 使 用 和 讀 數(shù) 。4.彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 要 沿 與 斜 面 平 行 的 方 向 緩 慢 勻 速 拉 動(dòng) ,保 證 物 體 與 斜 面 摩 擦 力的 大 小 等 于 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 的 示 數(shù) 。5.控 制 變 量 法 的 應(yīng) 用 :(1)探 究 斜 面 機(jī) 械 效 率 與 斜 面 傾 斜 角 度 的 關(guān) 系 (保 證 斜 面 粗 糙 程 度 和 物 重 相同 ,改 變 斜 面 傾 角 的 大 小 )。 (2)探 究 斜 面 機(jī) 械 效 率 與 斜 面 粗 糙 程 度 的 關(guān) 系 (保 證 傾 角 和 物 重 相 同 ,改 變 斜 面 粗糙 程 度 )。(3)探 究 斜 面 機(jī) 械 效 率 與 物 重 的 關(guān) 系 (保 證 斜 面 粗 糙 程 度 和 傾 角 相 同 ,改 變 物 重 )。6.有 用 功 的 計(jì) 算 (W有 =G物 h);總 功 的 計(jì) 算 (W總 =Fs)。7.額 外 功 的 計(jì) 算 (W額 =F摩 擦 s或 W額 =W總 -W有 )。8.數(shù) 據(jù) 的 分 析 和 處 理 以 及 機(jī) 械 效 率 的 計(jì) 算 。 W G h W Fs 有 物總9.斜 面 在 生 活 中 的 應(yīng) 用 (如 :樓 梯 、 盤 山 公 路 等 )。 例 3(2018山 西 模 擬 )小 芳 同 學(xué) 設(shè) 計(jì) 了 一 個(gè) 高 度 可 調(diào) 節(jié) 的 斜 面 來 探 究 斜 面 的 省力 情 況 、 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 與 斜 面 的 傾 斜 程 度 之 間 的 關(guān) 系 ,如 圖 所 示 。 她 首 先測(cè) 出 小 車 重 ,然 后 用 彈 簧 測(cè) 力 計(jì) 沿 斜 面 拉 動(dòng) 小 車 ,調(diào) 節(jié) 斜 面 傾 斜 角 的 大 小 多次 測(cè) 量 ,得 到 下 表 所 示 的 數(shù) 據(jù) : (1)請(qǐng) 你 替 小 芳 在 表 中 的 空 格 處 填 上 適 當(dāng) 的 數(shù) 據(jù) 。(2)分 析 表 中 的 數(shù) 據(jù) ,可 以 得 出 的 探 究 結(jié) 論 是 :斜 面 傾 斜 角 度 越 小 ,斜 面 越 省 力 ,斜 面 的 機(jī) 械 效 率 越 低 。 (3)實(shí) 驗(yàn) 過 程 中 拉 力 的 方 向 應(yīng) 與 斜 面 平 行 。(4)若 想 探 究 斜 面 的 機(jī) 械 效 率 與 物 重 的 關(guān) 系 ,則 要 保 持 斜 面 傾 斜 角 度 不 變 ,斜面 的 光 滑 程 度 不 變 ,只 改 變 小 車 的 重 。 命 題 思 路 該 題 考 查 學(xué) 生 對(duì) 于 “ 探 究 斜 面 機(jī) 械 效 率 ” 實(shí) 驗(yàn) 的 理 解 和 掌 握 。(1)根 據(jù) 表 中 數(shù) 據(jù) 分 別 求 出 有 用 功 、 總 功 ,根 據(jù) 機(jī) 械 效 率 公 式 求 出 斜 面 的 效率 ;(2)縱 向 分 析 表 中 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ,找 出 不 變 的 量 和 變 化 的 量 ,分 析 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 得 出結(jié) 論 ;(3)利 用 斜 面 提 升 重 物 ,額 外 功 主 要 是 克 服 摩 擦 力 而 做 的 功 ,拉 力 方 向 必須 與 摩 擦 力 方 向 保 持 在 同 一 條 直 線 上 ;(4)根 據(jù) 控 制 變 量 法 ,若 想 探 究 斜 面 的機(jī) 械 效 率 與 物 重 的 關(guān) 系 ,必 須 控 制 其 他 影 響 機(jī) 械 效 率 的 因 素 不 變 。