题目
珠海有“发明大王”之称的宋有洲经过上千次试验之后，于2008年底研制出的“空中绿化存车亭”获得国内和国际专利．此亭集绿化、停车、防盗、户外广告于一体，存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”．图乙为“空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车位置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机．存车时，汽车开到存车架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面．
请根据以上信息回答下列问题（忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力）：
（1）图乙中使用了
______滑轮；它是
______（选填“省力”“费力”或“既不省力也不费力”）的机械．
（2）如图乙所示，小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，作用在B点的动力如何变化？为什么？
（3）专家建议遮阳棚上加装太阳能光电板，给蓄电池充电，再由蓄电池给电动机供电．若汽车的重为G1、存车架的重为G2、被提升的高度为h，杆OB的长为L；光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能为E，太阳平均每天照射时间为t小时，太阳能转化为电能的效率为η1，电能转化为机械能的效率为η2．如果每天需存车的平均次数为N 次，忽略下降过程电动机消耗的电能，请你选用相关数据（用字母表示）推导光电板面积至少是多少？（要求写出推导过程） |
所属题型：问答题
试题难度系数：中档
答案
（1）图乙中的滑轮轮轴都是固定的，所以都是定滑轮；定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；
故答案为：定，既不省力也不费力；
（2）绳子的拉力和OB杆的支持力合力等于车及存车架的重力，当OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当BC绳与OB杆垂直时，绳子的拉力最小，在此过程中作用在B点的动力越来越小；
（3）每天存N 次车需要做的有用功W有=N（G1+G2）h；
每天面积为S的光电板吸收的太阳能Q=EtS；
太阳能转化为电能W=Qη1=EtSη1；
由机械效率公式η=可知，η2=；
所以需要的光电板面积S=；
答：需要的光电板面积S=． |
考点梳理
初中二年级物理试题“珠海有“发明大王”之称的宋有洲经过上千次试验之后，于2008年底研”旨在考查同学们对
杠杆的分类、
能量转化效率、
杠杆的动态平衡分析、
定滑轮及其工作特点、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 杠杆的分类
- 能量转化效率
- 杠杆的动态平衡分析
- 定滑轮及其工作特点
考点名称：杠杆的分类
杠杆的三大分类：
1、省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆。
特点：能省力但是费距离。
应用：撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等。
2、费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆。
特点：费力但是生距离。
应用：缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等。
3、等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆。
特点：不省力不费力
应用：天平，定滑轮等。
各类杠杆的特点：
|
杠杆种类 |
力臂关系 |
省、费力情况 |
省、费距离情况 |
举例 |
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省力杠杆 |
L1>L2 |
F1<F2 |
费距离 |
手推车，铡刀 |
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费力杠杆 |
L1<L2 |
F1>F2 |
省距离 |
镊子，钓鱼竿 |
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等臂杠杆 |
L1=L2 |
F1=F2 |
相同 |
天平 |
杠杆的定义：
只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都是杠杆。跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。
杠杆的五要素：
（1）杠杆转动时绕着的固定点叫支点；
（2）使杠杆转动的力叫动力；
（3）阻碍杠杆转动的力叫阻力；
（4）从支点到动力作用线的距离叫动力臂；
（5）从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂．
杠杆的原理：
主条目：力矩当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆就处于平衡状态。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
用字母表示就是：F1×L1=F2×L2
杠杆的平衡条件又叫杠杆原理，是阿基米德最早提出的。据此他发出了给我一个支点，我可以撬动地球。的豪言壮语、
考点名称：能量转化效率
能量转换效率：
使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖;也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下，能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值，计算公式为效率=输出有用能量/输入的总能量。
能量转换效率计算公式：
能量转换效率的作用及意义
自然系统中存在的能量形式主要为：热能、机械、电能、内能、光能、化学能、声能、电磁能、原子能、生物能等，它们主要是通过一些设备进行从热能到机悈能的转变。
生态系统中能量在食物链的各个营养级之间，不断地流动和转化过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏，也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。
考点名称：杠杆的动态平衡分析
杠杆的平衡状态：
杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡，注意我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验，是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的，在许多情况下，杠杆是倾斜静止的，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成处于平衡状态。
杠杆动态平衡问题：
杠杆动态平衡的几种类型杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，
分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。下面就杠杆动态平衡问题归类分析。
杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较、得出结论。
杠杆动态平衡相关试题：
1.如图所示,动力F的力臂是( )
A. BC B. OC C. OB D. OD
核心考点: 杠杆力臂的作图
2. 如图所示,杠杆处于平衡状态,则F的力臂是( )
A. OA B. OC C. OD D. FD
核心考点: 杠杆力臂的作图
3.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( )
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
核心考点: 杠杆的动态平衡条件
4.如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则弹簧秤的示数( )
A. 不断增大 B. 先增大,后减小 C. 不断减小 D. 先减小,后增大
核心考点: 杠杆的动态平衡条件
考点名称：定滑轮及其工作特点
定滑轮的定义：
定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径。根据 杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力和不省距离的结论。
像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮。
定义：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。
根据F1*L1=F2*L2可得，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮可以改变用力的方向，但是使用定滑轮不能省力，不可以省距离。
定滑轮的作用是改变力的方向
定滑轮的工作特点：
通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮，弹簧秤的读数是一样的。可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。
【目的和要求】
了解定滑轮的作用。
【仪器和器材】
演示滑轮组（J2121型），测力计二个，钩码，细绳及支架．
【实验方法】
取一单滑轮固定在方座支架上，构成一个定滑轮。用细绳跨过滑轮，细绳的一端挂上钩码作为阻力，钢绳的另一端挂一测力计（图1．47－1）。用手竖直向下匀速拉测力计，当滑轮平衡时，观察测力计读数。
改变测力计拉力的方向（水平、斜向下、向下），当滑轮平衡时，记下各次测力计的读数。
改变所挂钩码重，重复上述实验，并记下各次测力计的读数
由实验所得的数据分析，在实验误差允许的范围内，测力计的读数跟所挂钩码重相等。由此得出结论：使用定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。
