1、简单机械与功,重点梳理,1、 叫杠杆，杠杆的五要素是指 ，杠杆的平衡条件是 ；杠杆分为 。 2、 叫滑轮；滑轮分为 。 3、定滑轮的特点是 ；实质是 。动滑轮的特点是 ；实质是 。滑轮组的特点有 。 4、 叫功，功的计算公式是 ；国际单位是 ；做功的两个必要条件是 。 5、 叫功率；功率的计算公式是 ；国际单位是 ； 6、估测上楼功率要测量的物理量有 。 7、 叫机械效率；机械效率的计算公式是 ；提高机械效率的方法有 。,在力的作用下能绕固定点转动的硬棒,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,F1L1=F2L2,省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,周边有槽能绕轴心转动的圆轮,定滑轮和动滑轮,不能省力但能
2、改变力的方向,等臂杠杆,省力,省力杠杆,既可省力也可改变力的方向,力与在力的方向上通过的距离乘积,W=FS=PT,焦耳,受到力的作用、物体在力的方向上通过一段距离,单位时间内做的功,P=W/T=FV,瓦特,体重G、楼高H、上楼时间T,有用功与总功的比值,=W有用/W总,增加物重、减轻机械自重和摩擦,简单机械,简单机械和功,杠杆,种类,平衡条件,F1L1=F2L2,滑轮,定滑轮,动滑轮,特点及实质,滑轮组,省力情况：,功、功率及机械效率,做功的两个必要因素,功的计算,W=FS,做功快慢,功率的定义,功率的计算,做功效率,机械效率的定义、测量及计算,支点(O) ：,动力(F1) ：,动力臂(L1)
3、：,阻力(F2) ：,杠杆绕其转动的点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力（方向判断）,从支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂(L2)：,从支点到阻力作用线的垂直距离,F2,一点、二力、二臂,杠杆,杠杆的平衡条件,杠杆的平衡条件：,F1L1 = F2L2,1. 省力杠杆，费距离。,2. 费力杠杆，省距离。,3. 不省力也不费力。,三杠杆的分类,例题选解,例1. 如图所示，画出下图中各力的力臂,若在A点施加力找出杠杆平衡时的最小的力？,根据杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 其中F2L2不变，当L1最长时F1最小,L2,L1,F1,方法：从支点连接杠杆上最远的点作为力臂时，力臂最大，此时力最小。,增
4、大拉力（将测力计左移、钩码左移）,不正确,只测量一组数据具有偶然性，不能得出普遍性规律并且不同物理量不能相加,G,如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ）A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,A,A,G,3、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力） 的作用下以 点为轴，由竖直位置逆时 针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂 为l，动力与动力臂的乘积为 ，则（ ）,A增大，增大，增大 B增大，减小，减小 C增大，减小，增大 D减小，增大，增大,运用杠杆平衡条件判断和计算力与力臂,例题选解,例3如图要使杠杆AO
5、D保持平衡，应选择B、C、D中哪一点为动力的作用点，且力的方向如何时将最省力？,4在电视剧三国中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。它是一个 杠杆。要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿 方向最小（填a、b或c）。,费力,C,探究活动,研究杠杆的平衡条件,为什么挂钩码前要把杠杆调在水平位置平衡？ 如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡？ 此实验中要改变所挂钩码的数量和位置多次实验，其目的是什么？,杠杆的平衡条件： F1L1 = F2L2,定滑轮： 特点：（1）不能省力，没有摩擦时F=G物 （2）不省距离SF=h物 实质：等臂杠杆 作用：改变施力方向,滑轮、滑轮组,动
6、滑轮,作用：省力，不计摩擦时，F=1/2（G动+G物）特点：费距离SF=2h物实质：动力臂等于阻力臂两 倍的杠杆,定滑轮,动滑轮,：实质是等臂杠杆,可以改变力方向,但不能省力。,：实质是省力杠杆,可以省力，但要费距离。,滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向。但要费距离。,滑轮组,理想情况：F=G/n （不计摩擦，绳、滑轮重） 半理想情况： F=（G+G0）/n（不计摩擦绳重） （n为绕在动滑轮上绳子的股数）,S绳=nh物 V绳=nV物,如何判断滑轮组的省力情况?,7、如图所示，物体A重100N，A与水平面间的摩擦力为30N，不计滑轮与绳子间的摩擦，若用该滑轮组使A沿
7、水平方向匀速运动，则拉力F为多少？,例题选解,例4. 如图所示，物体M放在水平桌面上，现通过一滑轮（质量和摩擦均忽略不计）拉着物体M向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N。若在物体M上加放一个物块m,可保持M向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子自由端施加一个拉力F，则（ ） A物体M运动时受到向左的摩擦力 B加放m前，M受到10N的摩擦力 C.加放m前，M受到20N的摩擦力 D加放m后，力F保持10N不变,C,三、轮轴和斜面,1、 轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆,F1,F2,r,R,门把手、汽车方向盘、扳手也是轮轴,2.斜面是一个省力的简单机械,供轮椅通行的斜坡,盘山公路
8、,功,1.做功的两个要素： 作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离 2.公式： W=FS 3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）,一、是否做功的判断,例1（2008柳州）以下实例，力对物体做功的是（ ）A举重运动员举着杠铃不动B小明将水桶从地面上提起C吊车吊着货物在空中水平匀速移动D用力搬桌子而未搬起,B,二、功的计算,例2、林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于【 】A002J BO2J C2J D20J,C,考点6：功的原理,1、功的原理的判断 2、运用功的原理计算功,A,1瓦特的意义：,1、意义：,表示做功的快慢,2、定义：,单位时间内做的功,3、计算公式：
9、,P = W / t,P = F V,4、单位：,表示1秒钟做功1焦耳,常用单位：,千瓦 （kw) 兆瓦 （Mw),瓦 （W）,功率,一、概念类,关于功和功率下列说法正确的是 A 、 机器做功少，功率一定小。 B、功率小的机器做功不一定慢。 C、功率大的机器做功一定快。 D 、功率大的机器一定比功率小的机器做功多。,C,二、估算类,1、初三某同学,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则该同学在这段时间内的功率最接近于下面哪个数值( )A.1200W. B.1.2W C.12W D.120W,2、某人骑自行车在平直的公路上匀速行驶.受到的阻力为20N,则通常情况下,骑车
10、人消耗的功率最接近( )A.1W B.10W C.100 W D.1000W,D,C,3、中考体育跳绳项目测试中，小明同学在lmin内跳了120次，则他跳绳时的功率大约是（ ）A. 0. 5 W B. 5 W C. 50W D. 500 W,C,三、比值类,甲乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9S，若甲乙两人的体重之比为5：6，则甲乙两人爬到杆顶做功之比是 ，甲乙两人平均功率之比是 。,5：6,3：4,W比=G比h比,如图所示的是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体做功功率P甲、P乙的大 小关系是（ ） AP甲P乙 BP甲=P乙 CP甲P乙
11、D无法判断,四、图像类,A,引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始。上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向 上动作。课外活动小组的同学现要 估测陈强同学做动作时的功率。 请你说出应测量哪些物理量。 写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。,五、实验类,六、功率的判断及计算,例1(2008广东)如图所示，小明在跑步机上锻炼身体设他在跑步机上以5ms的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N 求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程? (2)他在这段
12、时间内做了多少功? (3)他做功的功率是多少?,（1）S=vt=5ms3060s=9000m (2)W=Fs=40N9000m=360000J (3)P=W/t=360000J/1800s=200W,20、一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水。不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的体积；（2）所灌水的质量；（3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为 2.4kw，抽这些水要用多长时间？（水1.0 x103kg/m3,g=10N/kg),已知：,S= 2400m2 ,h10.1m，h22m,P2.4 kw2400 w,求：,
13、（1）V=? （3）m？（3）W=? （4）t？,（1）VSh1=2400m2x0.1m= 240m3,（2）m V 1.0 x l03 Kg/m3x240m3,解：,(3)W=Gh=mgh=2.4 x 105kg x 10 N/kg x 2 m,=4.8x 106 J,=2 x 103s,2.4 x105kg,判断使用定滑轮和动滑轮的特点,例1如图5所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小 （选填“也改变”或“不变”）。若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的功为 J，功率为
14、 W。,不变,12,5,机械效率,1.有用功：为达到目的必须做的功 2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功 3.总功：为达到目的实际做的功 W总= W有+W额 4.机械效率：有用功与总功的比值= W有/ W总,4、机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率。,公式：,W有Gh提升物体,W总FS,W总FS,W有fS物水平移动,W总 FL,W有Gh,（二）机械效率,提升物体,水平移动,提高滑轮组机械效率的方法： （1）增大物重； （2）减小动滑轮重； （3）减小绳重及摩擦,5、机械效率公式：,关于滑轮组的机械效率,同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重物的重力越大，机械效率越高不同的滑轮组提起相同
15、重力的重物时，滑轮组中动滑轮的重力越大，机械效率越低,1.实验器材： 2.要测的物理量： 3.操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计 4.相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大,W有=Gh(h为重物提升高度） W总=FS(S为绳子自由端的伸长） W额=G动h S=nh(n为吊着动滑轮的绳子段数）,测滑轮组机械效率,探究活动,G动,W有用Gh,W总s,若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则： W额外 G动h,滑轮组的机械效率：,测滑轮组的机械效率,1.实验器材： 2.要测的物理量： 3.机械效率表达式:,例1.（2
16、008乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想 下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据： 请将表格中空格处的数据填写完整； 由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有： _ _ _ 分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越_（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_（只写出一条即可）。,80%,1.5J,小车重,斜面长度,斜面粗糙程度,省力,盘山公路,例2：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
17、(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑 轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。 (2)第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是_。 (3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。 (4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功， 额外功(选填“增大”或“减小”)。,大,0.4,727,增大,减小,例7.某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。 （1）他所选的
18、器材少了_ （2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作 A将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计 B记下钩码和弹簧测力计的起始位置 C.向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数 D测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离 E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。 上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是_,例题选解,刻度尺,C 步骤中，匀速向上提起弹簧测力计,例题选解,(3)补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请帮助完成下表：,（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出,判断：下面说法中是否正确1
19、有用功越多，机械效率越高 2额外功越少，机械效率越高 3物体做功越慢，机械效率越低 4做总功越多，机械效率越低 5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高,6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 7用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同 8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 9做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高,一、有用功、额外功和总功的判断,例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中 ( )A绳子自由端被拉下3 m B做的有用功是800 J
20、C拉力F的功率是80 W D滑轮组的机械效率是60,B,二、机械效率的判断及计算,1. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率； （3）如果重物是600N，要把 重物提升5m，求拉力做的功。,2如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑 轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面， 用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为 1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率 为2，若不计绳重及摩擦，则 AW1=W2，1=2 BW1=W2，12 DW1W2，12,3、小悦用如
21、图所示的滑轮组，在10s钟内将重力为600N的物体A 匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。（不计摩擦及绳重） (1)动滑轮的总重为多少？ (2)小悦做了多少有用功？ (3)小悦做功的功率是多少？ (4)该滑轮组的机械效率？ (5)若用该滑轮组提升800N的物体， 则拉力应为多少？,（1） F=(G+G动)/n G动=4F-G物=800-600=200N （2）W有=Gh=6002=1200J （3）W总=FS=F4h=2008=1600JP= W总/t=160010=160W （4) = W有/W总 =12001600=75 5)F=(G物+G动)/4=(800+200)/4=
22、250N,4、小马用如图所示的滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：（1）若不计动滑轮重，绳子自由端弹簧测力计的示数多大？ （2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，该滑轮组的机械效率多大？ （3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？,n=4,（3）分析：当 FG物时，不再省力，,（2）,1.25N,100,100,100,50,F,G动,5如图所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮重40N(绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升2m，则拉力F为多大？额外功是多少？滑轮组的机械效率是？提升重物再增加20N，那么该装置的机械效率将是多大？ 解：F
23、=(G动+G物）/3=(40N+350N)/3=130N W额外= G动.h=40NX2m=80J =W有用/W总=,6、如图，用10N的力F拉着物体在 水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为20cm/s, （1）若不计绳重及摩擦，求物体受到地面的摩擦力为多大？拉力的功率为多大？ (2)若考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，则滑轮组的机械效率为多大？,解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30NP=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w (2)=W有用/W总=f.S物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3% 答：物体受到地面的摩擦力为30N,拉力的功率为6W.
24、滑轮组的机械效率为83.3%,7、如图所示，用一个动滑轮拉动一个物体A以0.5ms的速度在水 平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是_J，滑轮的机械效率是_(不计滑轮重力)。,8、滑轮组的机械效率为75。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，。求在此过程中：（2）人的拉力为多大？（3）人拉力的功率为多大？,1)f=600N S物=25m W有=15000J,(2) = W有/W总 =fs/Fns=f/nF F=f/n =600(2 75)=400N 或得W总= W有/ =1500075=20000J F=
25、W总/S=2000050=400N (3)P= W总/t=20000100=200W 或P=FV=4000.5=200W,9、如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5ms的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为_，在2s内拉力F做的功为_J。,10、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，求：拉力F的功率是多少？在2S内拉力做的功是多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重）,11、如图所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一 端拴在地面上，用力F为50N的力使滑轮匀速上升 了2m，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？,
