物理滑輪杠桿應用題

1. 九年級上冊物理第十一章的杠桿和滑輪有關的30道題

課時1杠桿
［課堂鞏固］
1.所謂杠桿，是指一根，在下，能夠繞著點轉動。
2.杠桿的五要素是指（1）杠桿轉動時繞著的固定點叫；（2）的力叫動力；（3）叫阻力；（4）從到的距離叫動力臂；（5）從到的距離叫阻力臂。
3. 杠桿的平衡條件是__________________________________。根據使用杠桿時的用力情況，我們可以把杠桿分為杠桿和杠桿。在我們平常所使用的工具中，理發師用的剪刀屬於杠桿，剪斷鋼筋用的剪刀就是杠桿，而我們在實驗室中用來測量物體質量的工具則屬於杠桿。
4. 下列常用的工具中，屬於省力機械的是___________。（填序號）
A.瓶蓋起子 B．剪鐵絲的老虎鉗 C．釣魚竿 D．起釘子的羊角錘 E．修剪樹枝的剪刀 F．縫紉機踏板 G．筷子
5. 如果使用杠桿是為了省力，那麼動力臂應當 阻力臂；如果為了少移動距離，那麼動力臂應當 阻力臂。無論使用哪種杠桿，都 既省力又少移動距離。
6. 用杠桿去撬動一塊石頭，如果杠桿的動力臂長2m，阻力臂長40cm，那麼只要用 N的力就能撬起重500N的一塊石頭。
7. 圖11.1.1中的農民拿著一根用來挑東西的扁擔. 扁擔屬
於__________類機械，使用扁擔挑東西______圖11.1.1
（填「能」或「不能」）省力.
8.撬棒在撬道釘時，動力臂是阻力臂的15倍，當撬道釘時用力20N恰能將道釘撬起，則道釘受到的阻力為 N。（不計道釘自身的重力）
9. 下列關於杠桿的說法中，正確的是 （ ）
A．支點總位於動力作用點與阻力作用點之間 B．動力臂越長，總是越省力
C．動力臂與阻力臂的比值越大，就越省力
D．動力作用方向總是與阻力作用方向相反
10. 關於力臂，下列說法中正確的是（）
A.從支點到力的作用點的距離，叫力臂B.力臂一定在杠桿上
C.動力臂長的杠桿比動力臂短的杠桿省力
D.動力臂比阻力臂長的杠桿是省力的杠桿
11. 如圖11.1.2所示是日常生活中所使用的機械或工具，其中屬於費力杠桿的是（）

12. 將重為5牛頓和15牛頓的甲、乙兩物體，分別掛在杠桿的左右兩端。若杠桿的重力忽略不計，當杠桿平衡時，左右兩邊臂長之比為： ( )
A.3:1 B.2:1 C.1:3 D.4:1
13. 如圖11.1.3所示的杠桿，每個砝碼重均為1牛頓，杠桿
處於平衡狀態，若在杠桿兩邊各減去一個砝碼，則：( )
A. 杠桿保持平衡 B. 杠桿左邊向下傾
C. 杠桿右邊向下傾 D. 無法判斷
14．一根輕質杠桿，在力的作用下已經平衡，現在對杠桿再施加一個作用力，則（ ）
A．杠桿不可能再保持平衡 B．杠桿有可能再保持平衡
C．杠桿一定能保持平衡 D．要根據力的大小才能做出判斷
［課後提升］
15.如圖11.1.4示AOB為輕質杠桿，B端掛重物G，A端分別作用四個方向力時，杠桿都能在圖示位置平衡。則四個力大小說法正確的是 （）
A．F2最小 B．F4最小C．F1最小 D．F3最小

16.如圖11.1.5所示，輕質杠桿一端因水平方向力F作用而被逐步抬起，在此過程中F的大小及力臂變化是 （ ）
A．變大、變大 B．變大、變小 C．變小、變大D．變小、變小
17. 下列杠桿工具中，不省力的是：
A.鍘刀； B.鑷子； C.剪鐵皮的剪刀； D.扳手。
18.一根2m長的粗細不均勻的木棒，若支點在距細端1.5m處木棒恰好平衡，若在距粗端1.5m支持它，則要在細端加98N的力。
求：（1）木棒重心的位置距粗端多少？
（2）木棒重多少？

19.在日常生活中，你見過、使用過下面這些工具嗎？想想你是在什麼情況下或看見別人怎樣使用的，在使用這些工具時，有哪些相同的地方？願意把你的看法說出來或寫下來，和大家一起交流嗎？

課時2杠桿及杠桿的應用
［課堂鞏固］
1．動力臂小於阻力臂的杠桿一定是 杠桿，例如 、 。
2．杠桿的平衡條件是__________________________________。
3．省力杠桿的動力臂______阻力臂，費力杠桿的動力臂_____阻力臂；若動力臂的長度是阻力臂長度的三倍，則動力是阻力的_______________。
4. 天平屬於_______杠桿，杠秤屬於_______ 杠桿，汽水瓶起蓋器屬於_____杠桿。
5. 如圖11.2.1所示為使杠桿平衡，F1、F2、F3 三次分別作用在A點，其中______最小。

圖11.2.1
6.下列關於杠桿的說法中，正確的是（ ）
A．從支點到力的作用點之間的距離叫力臂；
B．杠桿一定是直的；
C．動力與阻力的方向總是相反的；
D．支點可以在動力作用點與阻力作用點之間，也可以在在外側。
7.如圖11.2.2所示，動力F的力臂是（ ）
A．ODB．OCC．OBD．DB
8.如圖11.2.3所示，工人師傅將油桶推上台階，下列說法正確的是（ ）
A.這不能看作杠桿，因為油桶是圓的；
B.這不能看作杠桿，因為沒有支點；
C.這可以看作杠桿，因為滿足杠桿的所有條件；
D.這可以看作杠桿，支點就是橫截面的圓心。
9.如圖11.2.4,工人師傅用吊車搬運集裝箱.集裝箱重為G,支撐桿對吊車臂的支持力為F.在圖中畫出集裝箱所受重力的圖示和支持力F對轉動點O的力臂.
10. 如圖11.2.5所示，O為支點，請畫出力F1和F2的力臂

11. 畫出圖11.2.6中各種杠桿的動力臂和阻力臂。

［課後提升］
12.密度均勻的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面部分OB是全尺長的1/3，當B端掛上5N的物體時，直尺的A端剛好開始翹起。如圖11.2.7所示，則此直尺受到的重力是（ ）
A .2.5N B. 5N；
C .10N D. 無法確定。圖11.2.7
13.如圖11.2.8所示，B端懸掛一重為G的重物，不計杠桿自重，在A點施加動力F使杠桿保持水平平衡，則下列說法正確的是（ ）
A .因為OA大於OB，所以F小於G；
B .F的大小可能大於G；
C .因為B點受到的拉力是向下的，所以F的方向一定向上；
D .當杠桿平衡時，一定滿足G×OB=F×OA。圖11.2.8
14. 王浩同學發現「同一個杠桿，改變動力的方向，動力的大小也改變」。於是他想：「要保持一個杠桿平衡，在什麼情況下所需的動力最小呢？」他找來有關器材，設計了以下的實驗：用表格中的三個杠桿，分別懸掛相同的重物，每次用彈簧秤向三個不同的方向F1、F2、F3拉杠桿，使杠桿保持平衡，並記錄了有關數據。記錄的數據如下表，請你和你的同學討論交流以下問題：a 根據表格中的數據，你認為如何回答王浩的問題？b 你認為王浩的實驗有哪些不足之處，如果讓你來做，你有什麼比他更好的方法？
實驗杠桿 動力F的大小/N
F1 F2 F3

6 3 6

3 4 5

6 4 5
15.希臘科學家阿基米德發現杠桿原理後，發出了「給我支點，我可以撬動地球」的豪言壯語。假如阿基米德在杠桿的一端施加600N的力，要搬動質量為6.0×1024kg的地球，那麼長臂的長應是短臂長的多少倍？如果要把地球撬起1cm，長臂的一端要按下多長距離？假如我們以光速向下按，要按多少年？（做完該題，你有何啟示？）

《滑輪》第4課時
預習練習
班級 姓名
1.定滑輪和動滑輪在構造上是相同的,只是在使用中, _________的滑輪叫定滑輪, ________的滑輪叫動滑輪；定滑輪的作用是__________動滑輪的作用是__________。
2.定滑輪實質是一個_______杠桿，使用定滑輪時不能______，但能________。
3.動滑輪實質是一個動力臂是阻力臂_______ _____的杠桿，使用動滑輪時能省________力，但費________。
4.動滑輪下面掛一個20千克的物體A(如圖11.3.1),掛物體的鉤子承
受_______牛的力,掛繩子的鉤承受_________牛的力(動滑輪重不計).
［課堂鞏固］
5.如圖11.3.2，物體重10N，且處於靜止狀態。該滑輪
是＿＿＿滑輪，手拉彈簧測力計在1位置時的示數
為＿＿＿＿N。若手拉彈簧測力計在1、2、3三個
不同位置時的拉力分別是F1、F2、F3，則它們的大
小關系是F1＿＿＿F2＿＿＿F3。這證明使用定滑輪
不能改變力的＿＿＿＿，只能改變力的＿＿＿＿。

6.用如圖11.3.3所示的滑輪組提升物體，以及已知物體重200牛，物體勻速上升1米，不計滑輪組重及摩擦，則：（ ）
A.拉力為80牛B.拉力為40牛；
C.繩的自由端拉出4米D. 繩的自由端拉出1米。
7.旗桿頂上的滑輪，其作用敘述正確的是 （ ）
A．省力杠桿，可改變力作用方向 B．費力杠桿，可改變力作用方向
C．等臂杠桿，可改變力作用方向 D．以上說法都正確
圖11.3.3
8.用「一動、一定」組成的滑輪組來勻速提升重物時，所需要的力與不使用滑輪組直接提升重物時相比較，最多可省 （ ）
A．1/3的力 B．1/2的力 C．2/3的力 D．3/4 的力

9.如圖11.3.4所示的滑輪組，不計拉線質量及滑輪轉動摩擦。重物G=100N，每一個滑輪重20N。當繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時，重物G對地面的壓力為 N。拉力F為 N時，恰能讓重物G勻速上升。若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升，則繩自由端向上運動速度為 _____m/s。圖11.3.4

10.請分別作出動滑輪和定滑輪的杠桿示意圖

11.如圖11.3.5所示的是用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，用這個滑輪組提升重為300牛的重物（忽略滑輪組和繩子重及摩擦）
（1） 在圖甲上畫出當動力F=150牛時繩子繞法；
（2） 在圖乙上畫出當動力F=100牛時繩子的繞法。
［課後提升］
12.使用如圖11.3.6所示的裝置來提升物體時，既能省力又能改變力的方向的裝置是：

13.根據你所掌握的滑輪知識，完成下列表格：
分類 優缺點 實質
定滑輪
動滑輪
滑輪組 使用滑輪組時，滑輪組用＿＿＿段繩子吊著物體，提起物體用的力就是物體重或物體與動滑輪總重的＿＿＿；繩子移動的距離就是物體移動距離的＿＿＿。
14．如圖11.3.7所示，不計動滑輪的質量及轉動摩擦，當豎直向上的力F=10N時，恰能使重物G勻速上升，則重物G= N，繩固定端拉力為
N，重物上升10cm，力F向上移動 cm。

15．如圖11.3.8所示裝置，滑輪A重40N，滑輪B、C各重20N，重物G=200N。求：不計拉線質量及滑輪轉動摩擦影響，繩自由端在力F作用下，恰能以60mm/s向下運動，則力F的大小是多少？重物G在1min內能上升多少距離？（繩子足夠長）

2. 一道有關滑輪和杠桿的初三物理題求教，謝謝！

(1)底下也固定了,說明最底下的那個滑輪是定滑輪,而上面兩個滑輪專是運動的,它們是動滑輪,這樣以來屬,承擔物重的繩子段數為4段(你可以這樣想,假如我頭朝下,身體倒立去看這個滑輪組是怎樣的?這樣可大大降低思考的難度)
(2)從杠桿來看B端1000牛的貨物在A端需要向下用的力為:1000牛*2=2000牛(因為動力臂是阻力臂的一半,即BO＝2AO)
(3)從滑輪組來看:有用功為W=Gh=2000牛*h
總功為:W=Fs=F*4h
(4)從該裝置的機械效率是 80％可知:
(2000牛*h)/(F*4h)=80％
解此方程得:F=625牛

3. 求初二物理杠桿、滑輪練習題

一、填空題(每空1分，共35分)

4. 兩道物理題..滑輪杠桿問題..急！（題目如下）

(1）

1、兩根空圓珠筆桿分別插入兩根硬鐵絲；
2、兩根硬鐵絲，折成如圖所示的形狀；

3、上邊固定，繩子按圖纏繞就成滑輪組了。

(2)測量自製滑輪組的機械效率。

實驗器材：（自製滑輪組、彈簧測力計、刻度尺、鉤碼）

1．用所給器材組裝如圖所示滑輪組

2．將鉤碼掛在滑輪組下方，記錄下所掛鉤碼的重力，用彈簧測力計豎直

拉住繩子自由端。

3．將刻度尺放在滑輪組旁邊，分別記錄下鉤碼和繩子自由端的起始位置。

4．用彈簧測力計勻速拉動繩子自由端，使物體勻速上升一段距離，記錄

彈簧測力計的讀數，並記錄物體上升後所達到的末位置以及繩子自由端上

升到的末位置。

5．根據測量數據，分別計算出鉤碼上升的距離h和繩子自由端移動的距

離s，然後根據W有用＝Gh和W總＝Fs計算出有用功和總功，

由η=W有用/W總算出機械效率

5. 初二物理下冊力，浮力，杠桿，滑輪的計算題有答案的 要有答案啊

1.(2010．江西) 「五·一」期間，憲憲從上海世博會丹麥館帶回一個「小美人魚」工藝品，他想知道這個工藝品的密度，於是進行了實驗.請你根據圖16所示的實驗數據推算：【溫馨提示：水的密度用表示，推算結果均用字母表示】
(1)工藝品此時所受的浮力
(2)工藝品的密度
解：(1)m排=m1－m3 …… (1分)
F浮=G排=m排g=(m1－m3)g …(2分)
(2)m工藝品=m2－m3 ……(1分)
V工藝品=V排== (1分)
ρ工藝品== ρ水…… (2分)
2．（2010．河池）今年初，河池大部分地區出現了嚴重的旱災，人畜飲水困難，許多群眾需要到很遠的地方挑水飲用．小宇同學在挑水時為防止水濺出桶外，在水面上放上一薄木板，如圖18乙所示，木板有3/4的體積沒入水中．若該木板的體積為200cm3，桶內水深為35cm．求：
（1）薄木板受到的浮力．
（2）桶底受到水的壓強．
（3）若這擔水總重360N，扁擔與肩膀的接觸面積為20cm2，則小宇肩膀受到的壓強為多大？
解:(1) 由題知v排=×200cm3=150cm3=1.5×10-4m3
那麼木板受到的浮力為F浮=ρ水gv排 ..... (1分)
=1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3
=1.5N ……. (1分)
(2) 桶底受到水的壓強P=ρ水gh ....... (1分)
=1000kg/m3×10N/kg×0.35m
=3.5×103N ………(1分)
(3) 小宇肩膀受到的壓強P/=
= ......... (1分)
=
=1.8×105Pa ………(1分)
22．（2010．鹽城市）（9分）一根木頭重為1600N，體積為0.2m3，漂浮在水面上，g取10N/kg．求：
（1）木頭的質量；
（2）木頭的密度；
（3）木頭受到的浮力．
分析：本題要求學生會結合二力平衡知識，用簡單公式計算質量、密度、浮力，認真學習的同學都能夠做好．難度系數0.8．正確答案：（1）160 kg （2）800 kg/ m3（3）1600N

17．（2010．廣安市）（8分）上周學校購買了一批水龍頭，據商家說其材料銅質的，實驗室的老師組織九年級的一些同學通過實驗來驗證商家的說法。他們把一個水龍頭用輕質細線捆好後掛在彈簧測力計上，在空氣中測得它的重力為1.6N，再把這個水龍頭浸沒在水中，如圖14所示，這時彈簧測力計的讀數為1.4N（ρ銅=8.9×103kg/m3, g=10N/kg）。
求：（1）每個水龍頭的質量是多少？
（2）這個水龍頭浸沒在水中時所受到的浮力有多大？
（3）這批水龍頭的密度是多少？商家的說法是否正確？
解：（1）m==0.16kg=160g
（2）F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N
（3）∵F浮=ρ水gV排
∴V排==2×10-5m3=20cm3
∴V=V排=20cm3
∴ρ==8g/cm3=8×103kg/m3
∵8×103kg/m3<8.9×103kg/m3
故：這批水龍頭不是純銅的。
答：略
（2010．宜賓）（12分）2009年秋季以來，我國西南部分地區遭遇嚴重旱災，不少地方不得不靠打深井取水．如圖所示，小明同學正利用滑輪組和金屬水桶從深井中提水，若水桶的材料密度為8g/cm3,水桶質量為4kg，水桶容積為20L．當盛滿水的桶從水中慢慢提升（桶始終未出水面）時，小明對繩的拉力為F=25N．不計繩子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10N/kg．試求：
（1）動滑輪有多重？
（2）水桶露出水面前，滑輪組的機械效率有多大？
（3）水桶被提離井中水面後，以0.2m/s的速度勻速豎直上升，小明對繩子自由端拉力的功率多大？
答案：（1）水桶的重力是：G=mg=4kg×10N/kg =40N
水桶的體積是：V桶=m/ρ=4kg /（8×103kg/m3）=5×10-4m3
水桶受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV桶=1.0×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
繩子受到水桶的拉力：F拉=G-F浮=40N-5N=35N
因為不計繩子重量和摩擦，有兩股繩子承重，故有：
F=(F拉+G動)/2，即：25N=(35N+ G動)/2，解得：G動=15N
（2）水桶露出水面前，滑輪組的機械效率
=70%
（3）水桶裝滿時水的質量是：m =ρV =1.0×103 kg/m3×20×10-3m3=20kg
水和水桶的總質量是：20kg+4kg=24kg
水和水桶的總重是：G總=m總g=24kg×10N/kg =240N
人的拉力是：F′=（G總+ G動）/2=（240N+15N）/2=127.5N
拉力移動的速度是：v=2v物=2×0.2m/s =0.4m/s
拉力的功率是：P= F′v=127.5N×0.4m/s =51W

( 2010烏魯木齊)有一個實心圓柱形物體，用彈簧測力計在空氣中稱重時，測力計的讀數為10N；，當把物體一半體積浸入水中時，測力計的讀數為4N。求：
⑴物體的體積；
⑵把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時，物體受到的浮力。
答案：解：⑴F浮=G—F示=10N—4N=6N
F浮=ρ×g××V
解得V=1.2×10-3m3
⑵物體的密度ρ物==0.83×l 03 kg /m3
因為物體的密度小於水的密度，所以物體漂浮
F浮=G=10N

1．(2010．柳州)今年春，我國西南部分地區發生了特大旱災，解放軍某部在一個很深的山洞中找到了水源，水深4 m。官兵們用圖20所示的裝置提取一桶水進行抽樣檢測，已知金屬桶的容積為2×l0一3m3，在勻速提起桶韻過程中，桶露出水面前的拉力為l0 N，完全露出水面後，拉力變為35 N(繩子與滑輪間的摩擦及繩重不汁，g=10 N／㎏)。求：
（1）水底受到水的壓強；
（2）金屬桶的質量；
（3）金屬桶的金屬密度。
解：（1）水底受到水的壓強：P=ρgh…………………………………………………1分
=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa……………1分
（2）桶中水的質量：m=ρ水V水…………………………………………………………1分
=1.0×103kg/m3×2×10-3kg=2kg………………………………1分
桶中水的重力：G水=mg=2kg×10N/kg=20N………………………………………1分
桶的質量：m桶==1.5kg……………………1分
（3）裝滿水的桶受到的浮力：F=F2-F1=35N-10N=25N
桶中的水和桶的體積：V==2.5×10-3m3…….1分
金屬的體積：V金屬=V-V水=2.5×10-3m3-2×10-3m3=0.5×10-3m3……………………………1分
金屬的密度：=3×103kg/m3…………………………1分

6. 關於杠桿、滑輪的物理問題

呵呵，大哥，這么多題不給懸賞點分啊？
（1)分析：甲乙抬物體時，為了研究甲的受力情況，因此以乙為支點，那麼就滿足甲所產生的力矩與物體重力所產生的力矩平衡，
解：甲最大力矩m=80*1.8 N*m
所以 d*120=80*1.8 得出d=1.2m，這是距離乙的距離，則距離甲就是0.6m
第二問分析過程大致和第一一樣，樓主試著做做，不會我再教你
（2）這是一個動滑輪，那麼滿足F=1/2mg,s=2d（d是物體的問題）參見動滑輪特點，但是這是一個反過來的動滑輪，F成了物體，mg成了力，因此F=2mg,s=1/2d
不會再問

7. 游樂園中的物理應用(力學、滑輪、杠桿等)

加速度
速率 (有方向的速度) 的改變稱為加速度。 一個物體加速，減速，或改變方向, 稱之為加速度。 大部分大型游樂設備包括加速度。 當下坡，或急速轉彎, 設備可能提高速率或加速度。 當上坡，或沿直線運動, 設備可能減小速率或減速度。 當過山車下坡，地心引力使車體運動的速度越來越快, 這是加速度。 當過山車上坡，車體運動的速度越來越慢, 這是減速度。 過山車的加速度與車體的質量和推拉的動力有直接的關系。
向心力
當過山車沿著回環運動, 向心力發生作用。向心力是物體沿著圓周運動而產生的. 例如當你沿著下滑曲線向地面運行, 地心引力使過山車沿直線作下滑運動,但是軌道是曲線的,向心力里又使過山車沿曲線運動. 乘客在過山車上的感覺是被拋離軌道, 但是地心引力又使車體的的確確運行在軌道上作圓周運動,所以指向圓周或曲線內部的動力是必須的。 對於指向圓周或曲線內部的動力, 稱之為向心力。

能量(動能+勢能)
能量使物體工作
動能- 正被使用的能量, 能量產生運動。
勢能--被儲存的能量, 以後再使用
能量的守恆定率： 能量可以從一種形式轉化為另一種形式,但是不回自動生成和消失。

當馬達驅動過山車攀登到達第一個坡度, 過山車儲存越來越多的勢能。 當重力牽引過山車沿斜坡下滑, 勢能又轉化為動能。 斜坡上離頂部越遠，勢能轉化為動能就越多, 乘客能感覺到速度的加快。 在斜坡的最底部, 速度最快。

當車體攀登第二個山坡，動能又逐漸轉化為勢能, 過山車的速度逐漸減慢。 高度越高,意味著動能轉化為勢能越多。 這個動能勢能的轉化守恆定率,保持過山車沿軌道上下運動。 而動能的總量是保持不便,只是重一種形式轉化為另一種形式。 請注意第一個山坡是過山車的最高點,為什麼?

然而，一部分的能量轉化摩擦力，風阻,車輪的轉動和其他一些消耗能量的因素。過山車設計者充分考慮摩擦力在過山車運行中所扮演的角色。 因此設計師降低山坡設計的高度, 以保證過山車能夠完全駛過山坡。

過山車能夠運行是因為兩個基本點: 地球引力和能量守恆。

作用力
作用力的表現形式是推或拉。 平衡的作用力表現為物體在受到幾個力作用時,物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。 非平衡力表現為物體在受到幾個力作用時,物體保持非靜止狀態或變速直線運動狀態
牛頓第一和第二定律定律特別符合過山車的工作原理，它們聯繫到重力和加速度。過山車從山坡的頂端是一系列復雜的傾斜的下降運動；但又是一個簡單的力學原理。

我們以G作為過山車所受到的重力。 1G是坐在靜止過山車的乘客，或在地球任何地方所受到的重力。

摩擦力
兩個互相接觸的物體, 當它們發生相對運動時,就會在接觸面上產生一種阻礙相對運動的力, 這種力就叫摩擦力.
摩擦力產生的條件是兩物體相互接觸, 且接觸面粗糙, 有相互擠壓; 兩物體之間要發生或已經發生相對運動.
摩擦力阻礙物體相對運動或相對運動的趨勢, 因此摩擦里的方向與物體相對運動或相對運動的趨勢相反。

所以在物體的運動中,一部分動能轉化為摩擦力。 過山車的設計者一定要知道摩擦力在車體運動中所起的作用。 設計者可以用摩擦力以降低過山車行進中的速度和到站後的安全停止。

重力
由於地球的吸引里而使物體受到的力叫作重力.

對過山車最為重要和具有影響的是地球引力。 地球引力使物體從一個點往另外一點運動。由於重力引起的加速或減速依據軌道傾斜的角度;坡度越陡, 加速或減速就越明顯。

重力加速度
描述壓力的通常單位是 g。 一個 g 等同與地球引力。 太空梭起飛時，宇航員承受是 3 g 的壓力,既三倍於地球引力。

斜坡 #1
在設計斜坡#1 時, 請考慮以下的問題:
斜坡有沒有足夠的高度,以提供過山車有足夠的動力使過山車通過斜坡#2 和回環。
如果過山車的速度過快，當過山車通過斜坡頂部時，會發生什麼情況, 為什麼？
地球引力的變化對於過山車上下山坡和穿過回環, 會產生什麼樣的影響。
你能不能改變地球的引力？

斜坡#2
為什麼斜坡#2的高度決定過山車能否穿過回環?
什麼樣斜坡的高度設計使過山車能通過回環,而又不墜毀？
摩擦力的設計是不是影響過山車能否順利通過斜坡#2 和饒過回環的因素？

重力是如何影響車廂在軌道上行進的？

慣性
一個靜止的物體，如過山車，沒有外力的推拉, 它是不會運動的。 物體質量越大, 慣性越大。
如果沒有外力使過山車加速或減速, 行進中的過山車會按原來的方向繼續運動。 運行過山車的阻力改變它的速率是慣性的另一例子。
對於回環設計和，必須決定回環的大小尺度。 驚險的過山車通常會有回環或螺旋設計。 你驚險的經歷不僅僅是飛快的速度，巨大的落差, 也包括令人難忘的上上下下的翻滾。

如果你細看過山車回還的曲線，你所見到的不是圓, 而是淚狀物。這個形狀稱作橢圓形回環. 這個稱謂早在 18 世紀瑞士天才數學家雷納 就曾提出。只是最近過山車設計工程師意識到這是一個完美的翻轉形狀。

質量
質量是物體所含物質的多少。

動量
物體的動量是質量乘以速率。如果質量或速率很大, 物體的動量也很大。 物體的動量越大,使物體停下來或改變物體的運動方向就越困難。

牛頓的運動三定律
牛頓是經典力學理論的集大成者。他系統的總結了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。
1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里，牛頓誕生了。在牛頓以前，天文學是最顯赫的學科。但是為什麼行星一定按照一定規律圍繞太陽運行？天文學家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發現說明，天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律-- 力學規律的支配。

早在牛頓發現萬有引力定律以前，已經有許多科學家嚴肅認真的考慮過這個問題。比如開普勒就認識到，要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用，他認為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運動中發現，保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認為是引力，並且試圖推到引力和距離的關系。

牛頓自己回憶，1666年前後，他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來……一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉折點，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著，終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。

1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。 牛頓在這部書中，從力學的基本概念(質量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發，運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具，不但從數學上論證了萬有引力定律，而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體力學統一起來，實現了物理學史上第一次大的綜合。

牛頓定律
牛頓是十七的世紀最有影響的科學家之一。牛頓三定律 解釋運動物體的各方面, 對於建造過山車也是很有幫助的 。

1、第一定律（物體在沒有外力作用的情況下會保持原有的狀態）；

2、第二定律（F=ma ，物體的加速度，與施加在該物體上的外力成正比）；

3、第三定律（作用力與反作用力大小相等，方向相反）；

1. 牛頓第一定律（慣性定律）
一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。
物體沒有受外力作用時保持靜止或勻速運動
物體在受到平衡力作用時保持靜止或勻速運動
物體在受任意力作用時作變速運動。

2 物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質量成反比。這就是牛頓第二定律。
加速度和力都是矢量，它們都是有方向的。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小關系，還確定了它們的方向之間的關系，加速度的方向跟引起這個加速度的力方向相同。

3.第三定律
兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，並且作用在同一直線上
F1 ＝－ F2
①力的作用是相互的同時出現，同時消失。。
②相互作用力一定是相同性質的力
③作用力和反作用力作用在兩個物體上，產生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力，只是選擇的參照物不同
⑤作用力和反作用力因為作用點不在同一個物體上，所以不能求合力

速度/速率
速度是距離除以時間或物體運動的比率。 對於過山車的建立，正確的理解速度, 速率和加速度都是極為重要的三個方面。 過山車必須兼顧安全和驚險，安全是過山車建造的第一要素，毫無疑問，乘客在過山車的乘坐中,必須是絕對安全的。 但速度和加速度的驚險度是過山車成功的重要因素, 這關於速度的控制。 所以包括山坡，直線，曲線，俯沖，回環和剎車系統等都是經過科學的論證和設計的，還包括材質,結構的設計都是安全基礎上再生產設計的。 科學的理論基礎是過山車生產設計的核心。
速率。
速率是物體在某個方向上的速度。 當方向改變,速率也隨之改變。過山車可以保持固定的速度，但是隨著方向的變化, 速率始終是不斷的發生變化。速率越快,過山車運行的速度也就越快。 通常速度可以用來代替速率，但是, 速率是有方向意義上的速度。 例如向西 100 公里/ 小時，是速率, 向西是指以 100 公里/ 小時行進的。

失重
有兩種失重的經歷: (1)足夠快的速度離開地球到足夠高的距離使所受重力近於零 ( 重力可以作用與無限距離,人永遠不可能脫離)。(2) 下落的速度和和重力加速度是一樣的。 即在地球上的加速度是以 9.8 米/ 秒豎直向下行進。 要使人有重量,人必須感覺到來自地面的重力反作用力。
一些游樂設備在行進中，提供了 9.8 米/秒的下落速度,使人產生失重的感覺。

重量
重量是地球引力作用於物體而產生的壓力。
重量作用於地球引力。 在月球上的引力是地球上的 1/6. 所以，在月球上,相應物體的重量只有地球上的 1/6

做功工作力
在游樂場活動應注意哪些安全問題？
近些年來，游樂業發展迅速，大大小小的游樂場遍布各地。去游樂場活動應注意的安全事項有：
l．最好有家長或老師帶領，活動時要遵守游樂場的安全規定。
2．要選擇經國家檢測合格，比較安全、正規的游樂場。
3．參加每一項活動，都要嚴格按規定採取保險措施，例如系好安全帶、鎖好防護欄等、不要開玩笑或冒險做出一些危險的舉動。
4．患病或身體不適時，不要勉強參加活動。

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杠 桿 滑 輪 練 習

班級 姓名______ 學號_______

1、一種農具解決了這一問題。如圖所示，使用時，將小鏟著地，用虎口夾住棉桿的下部，然後在套管上用力，棉桿就拔出來了。該農具整體視為杠桿，則支點、動力作用點、阻力作用點對應下列位置正確的是 （ ）

A．轉軸—虎口—套管 B．小鏟—套管—虎口

C．小鏟—虎口—套管 D．虎口—轉軸—套管

2.電工上水泥桿用的腳扣結構如圖，它由一根鋼條做成約3 / 5 的弧狀，在前後A、B 處綁上橡皮，踏腳板D 上有一個固定腳的皮帶C , A 、B 不在一個水平面上，在豎直方向有一個高度差。下列分析錯誤的是 ( )

A.腳扣可等效一個杠桿，B 是支點 B.在A 、B 處綁上橡皮是為了減小摩擦力 C.腳踏板做得寬而大是為了減小腳受到的壓強

D.A 、B 間有一定高度差是為了保證腳扣對水泥桿產生足夠的壓力

3．如圖所示,杠桿處於平衡狀態,下列說法中正確的是 ( )

A．將支點兩側鉤碼都向右移動一格,杠桿仍平衡

B．在支點兩邊的鉤碼下各增加一個鉤碼,杠桿仍平衡

C．將支點左邊的鉤碼向左移動兩格,將支點右側的鉤碼向右移動一格,杠桿仍平衡.

D．將支點左邊加上二個鉤碼,右邊加上一個鉤碼,杠桿仍平衡.

4．在滑輪組提升物體，當繩子自由端被拉下2m時，物體升高了0.5m，被提升物體的質量是20kg。若不計動滑輪重力和摩擦阻力，則拉繩子的力應為 （ ）

A．40N B．50N C．100N D．5N

5、如圖是一台常見案秤的示意圖．下列有關案秤和天平的說法中，正確的是（ ）

A．天平沒有游碼，而案秤有游碼

B．天平沒有砝碼盤，而案秤有砝碼盤

C．天平是等臂杠桿，而案秤是不等臂杠桿

D．天平可以通過平衡螺母調節橫梁平衡，而案秤不能調節

6.某人到健身房進行健身活動．用如圖所示的牽引裝置來鍛煉腿部和手部肌肉功能．使用時，若繩A處固定不動，手在B處用力FB拉繩，使重物G勻速上升；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．下列說法正確的是 （ ）

A. FA ＞FB B. FA ＜ FB C. FA ＝ FB D. 條件不足，無法確定

7. 如圖所示，當F=100N時，物體勻速運動，則物體所受的摩擦力（ ）

A. 100N B. 200N C. 50N D. 150N

8、 如圖6所示，繩子OO′懸吊著質量忽略不計的桿，在桿的a點掛上重物G，在O右側某點b處掛上鉤碼．重物G的質量及a到O的距離不變，要使桿保持水平，b點掛的鉤碼個數（各個鉤碼質量相同）和b到O的距離的關系是圖7中哪一幅圖 （ ）

9、如圖所示，一根輕質木桿，A端細線下所掛50N的重物靜止在水平地面上，當在B點加豎直向下的力F＝30N作用時，木桿恰能在水平位置處於平衡狀態，此時細線豎直，已知OA＝15cm，OB＝5cm,則重物對水平地面的壓力為（ ）
A．80N B．60N C．40N D．20N

二.填空題

10．動滑輪和定滑輪組成在一起叫 ，使用它吊重物時，既能 ，又可以改變 。若不計動滑輪自重和摩擦，動滑輪被幾股繩子承擔，所用的力就是 。若吊起動滑輪的繩股數為n，物重為G，則所用的力F可寫成公式： 。

11．如圖所示表示三種不同的滑輪組，用它們提起重為G的相同重物，在A端所用的拉力分別為 ； ； 。不計滑輪本身的重和摩擦．

12、杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用，護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿，由圖可知它的支點是 _____點（填「A」、「B」、或「C」），在剛拉起時，它屬於一個 ________杠桿（填「省力」或「費力」），並在圖中畫出動力臂

13、在生產和生活中，經常見到這樣的情形，用木板搭斜坡將貨物推上汽車車廂，修盤山公路使汽車駛上高聳的山峰等。從物理學的角度分析，它們的物理模型屬於同一種簡單機械，即 ，這種簡單機械的優點是 。

14、如圖所示，輕質杠桿OA的中點懸掛一重G＝60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則F＝ N。保持F的方向不變，在將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F將 （變大/不變/變小）

三、作圖與實驗

15.用滑輪組拉出陷人泥中的汽車．在圖11中畫出最省力的繩子繞法．

16.畫出羊角錘的支點、最小動力、阻力、動力臂和阻力臂．

17．畫出使杠桿AB在圖13所示位置靜止時，所用最小力F的作用點和方向．

按照圖的要求畫出滑輪組的繞繩方法(不計滑輪重、繩重及摩擦)

O

18．「研究杠桿的平衡條件」的實驗如圖所示，回答下列問題：

1、杠桿兩端的調節螺母，是起調節杠桿_____的作用的。

2、實驗前先要調節杠桿兩端的螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的________通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉動的影響。如果某同學做實驗時發現杠桿左高右低，應將杠桿左端的螺母向________調；或將右端的螺母向________調。

調節好以後，仍要使杠桿在水平位置平衡，是為了__________。如杠桿不在水平位置平衡時，應通過調節鉤碼的________或______________來實現，而不能再調節________________。

小紅根據如左圖所示的實驗現象得出的杠桿平衡條件是：「動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離」。

（3）為了說明這一結論並不正確，請你在右圖所示的杠杠上畫出需要對杠杠施加的力的示意圖和這個力的力臂

（4）經過正確實驗後得出的杠桿平衡條件應該是____________________________。

四、計算

19．如圖所示，輕質杠桿的支點為O，已知AO= 4AB，若物重G=400N，求在A端施加最小為多少N的力，才能使杠桿在圖示位置平衡？

20、如圖所示，重500N的人站在重 100N的吊籃內使吊籃和他一起勻速上升．不計滑輪重及摩擦，求：

( 1 ）人拉繩子的力是多大？

( 2 ）人對吊籃的壓力是多大？

21．距離感測器發出的超聲波遇到物體後反射回感測器，感測器收到信號後自動計 算出物體與感測器的距離，並顯示物體的距離（s）一時間（t）圖象．超聲波在空氣中 的速度是340 m /s．

（1）若感測器在發出信號後0.01 s收到從物體反射回來的信號．物體距感測器多遠？

（2）若顯示物體的s一t圖象如圖16，物體在0至15s的運動情況如何．

（3）如圖17所示，一物體在F＝10 N的水平拉力作用下，沿水平地面做直線運動．傳

感器顯示物體的s一t圖象如圖18．求：在0至15s物體受到的摩擦力多大？拉

力多大？

圖片丟失了、這道題算了

10. 急需初中物理杠桿滑輪的應用習題，帶答案的

第十三章 (四、杠桿五、其他簡單機械)(A卷)