简单机械总复习培优docx.docx

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博文教育讲义

课题名称：

功和机械能简单机械

学习目标

1、理解掌握功、功率的定义及其计算；掌握机械能及相互转化；

2、理解掌握杠杆、滑轮、滑轮组等知识点；

3、知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关；

4、找出各知识点之间的内在联系，构建知识体系。

教学过程

知识回顾课前热身

一、功：

1、功的理解：

功是一个过程量，所描述的是在力的作用下，物体沿力的方向所移动距离的累积效应。

2、做功的两个必要因素：

（1）

；

（2）

3、功的计算公式：

二、功率：

1、定义：

2、意义：

表示的物理量

3、功率计算公式：

三、功的原理：

使用任何机械都不能节省。

四、杠杆

1、定义：

在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

2、五要素──组成杠杆示意图。

①支点：

杠杆绕着转动的点。

用字母O表示。

②动力：

使杠杆转动的力。

用字母F1表示。

③阻力：

阻碍杠杆转动的力。

用字母F2表示。

④动力臂：

从支点到动力作用线的距离。

用字母L1表示。

⑤阻力臂：

从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2表示。

画力臂方法：

一找支点、二画线、三连距离、四标签。

3、杠杆的平衡条件：

杠杆平衡指：

杠杆的平衡是指杠杆处于静止状态（静平衡）或匀速转动状态（动平衡）

结论：

杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

动力×动力臂=阻力×阻力臂，或

F1l

。

1=F2l2

4、杠杆的应用和分类：

名称

结构特征

优缺点

应用举例

省力

动力臂大于阻力臂

省力、费距离

撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车

杠杆

费力

动力臂小于阻力臂

费力、省距离

缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆

杠杆

等臂

动力臂等于阻力臂

不省力不费力

天平，定滑轮

杠杆

五、滑轮

1．定滑轮：

①定义：

中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：

等臂杠杆。

③特点：

使用定滑轮既不能省力也不省距离，但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。

绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）

2．动滑轮：

①定

l

l

义：

和重物一起移动

动，也可

左右移动）

②实

A

B

质：

动滑轮的实质是：

B

的省力

O

杠杆。

G

③特

点：

使用动滑轮能省

F

F

h

一半的

力，但不能改变动力

B

的方

G

向。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

G

F=

1

G只忽略轮轴间的摩擦则，拉力

F=

1（G物+G动）,绳子自由端移动距

2

2

离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离

SG（或vG）,即SF＝2SG，vF＝2vG

三、滑轮组

F1

l2

O

1、定义：

由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

l1

2、特点：

可以省力，也可以改变力的方向。

使用滑轮F2

的滑轮。

（可上下移

F1

动力臂为阻力臂2倍

A

s

A

2h

h

G

组时，若有n段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的n分之一，即

1

FG物（条件：

不计动滑轮、绳重和摩擦）。

n

1

注意：

如果不忽略动滑轮的重量则：

FG物G滑

n

3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：

使用滑轮组时，滑

轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离

的n倍，即s=nh。

如下图所示。

（n表示承担物重绳子的段数）4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：

V绳nV物

n=

n=

n=

n=

n=

n=

Fs=2h

s=3h

s=3h

s=4h

s=4h

Fs=5h

F

F

DF

F

A

B

C

E

F

5、滑轮组的组装：

（1）.根据F

1G的关系，求出动滑轮上绳子的段数

n

n；

（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。

确定定滑轮个数的原则是：

一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶

W有

W总

数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增

加一个定滑轮。

在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇动偶定”

的规则，由内向外缠绕滑轮。

6、机械效率：

有用功和总功的比。

公式：

例题辨析推陈出新

例1.

（1）请在图中画出用此杠杆提升物体时的最小力的示意图（O为支点）

（2）如图所示，O为杠杆OAB的支点，请画出物体受到的重力示意图和杠杆OAB所受拉力F的力臂．

（3）根据图示要求，画出滑轮组的绕法。

[变式练习1]画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。

例2.如下图所示的四种场景，没有做功的是

A．用木棒翘起石头B.塔吊吊起重物

C．正在作业的拖拉机D．提着水桶水平走，提桶的力

[变式练习2]起重机将1000N的重物匀速竖直提升了3m后，又把重物水平

移动了1m，则起重机对重物所做的功是（）

A．1000JB．2000JC．3000JD．4000J

[变式练习3]变式练习2如图所示，为运动员投掷铅球的过程

示意图,下列有关说法错误的是（）

A.在a到b的过程中，运动员对铅球做了功

B.在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功

C.在c到d的过程中，没有力对铅球做功

D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化

例3、关于功率以下说法中正确的是（）

A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大

B．据P=W/t可知，机器做功时间越长，其功率就越小

C．机器功率大，则做功快，做功一定多

D．机器功率小，则做功慢，做功可能多

[变式练习4]对于功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（）

A．机械工作时的功率越大，其工作时机械效率一定越高

B．机械工作时的功率越大，其工作时一定越省力

C．机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高

D．机械工作时越省力，其机械效率一定越高

例4、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）

匀速提起相同的重物．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率一样大

D．乙图省力，机械效率乙图大

[变式练习5]如图所示，物体A在拉力F1、F2作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离s。

试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小。

（滑轮重、

绳重及摩擦不计）（）

A、F1

1F2，W1

W2

2

C、F1

1F2，W1

W2

4

B

、F1

1F2，W1

1W2

2

4

D

、F1

1F2，W1

1W2

4

4

例5.如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计．当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉

力再增加5牛时，下列分析正确的是（

）

A．弹簧测力计的示数为20牛

B

．弹簧测力计的示数为0牛

C．木板仍向右做匀速直线运动

D

．小木块将保持静止

[变式练习6]

如图6所示，杠杆可绕

O点转动，力F作用在杠杆一端且始

终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置

A拉到位置B的过程中，力F（

）

A．变大

B

．变小

C．不变

D

．先变

大后变小

[变式练习7]

如图7所示，杠杆始终处于水平平衡状态，

改变弹簧测

力计拉力的方向，使其从

①—②—③，此过程中，弹簧测力计的示数

将（

）

A．逐渐变大

B

．逐渐变小

C．先变大后变小D．先变小后变大

例6.如图8所示，G1=20N，台秤示数8N，不计滑轮重，物体G2重（）

A．2NB．18NC．28ND．20N

图

[变式练习8]如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重

图

和摩擦不计。

人对动滑轮拉

图

力为F，在F的作用下，物体以0.1m/s的速度匀速上升2m，则下

列说法正确的是（）

A．拉力F做的功为400JB．动滑轮对物体做的功为720J

C．拉力F的功率为40WD．拉力F的大小为90N

变式练习9如图所示，小阳利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物

体B。

当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，小阳对绳子的拉力为F1；当提升物体B时，滑轮组的机械效率为62.5%，小阳对绳子的拉力为F2。

已知小阳的质量为65Kg，物体A的质量为90Kg。

假设在拉绳子的过程中，小阳对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和

摩擦。

g取10N/Kg。

则下列说法正确的是（）

A．F1=500N

B．GB=600N

C．G动=200N

D．匀速提升物体A时小阳对地面的压力是50N

变式练习10如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情

形。

某次操作中，工人用

400N的拉力

F在

1min

内将总重为

900N的泥土匀

速提升

5m。

在这段时间内

（

）

A．拉力F做的有用功2000J

B．滑轮组的机械效率75%

C．动滑轮重700N

D．拉力F做功的功率约33W

变式练习11一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不

考虑空气的阻力和钢索重力），货物运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，

根据图象，下列判断正确的是（）

A．2s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小

B．货物竖直向上运动时，4s时的速度小于10s时的速度

C．0至6s内钢索拉力做的功小于6s至12s内钢索拉力

做的功

D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变

变式练习12用如图12所示的装置匀速拉起重为G的物体（不计摩擦、滑

轮重及绳重），

拉力F＝G。

变式练习13如图，体重500N的人，要将G＝700N的吊篮匀速吊起，不计

滑轮、绳重及摩擦。

（1）如图甲，人站在地面上，至少要用_______N的力拉绳。

（2）如图乙，人站在吊篮中至少要用_______N的力拉绳。

变式练习14如图丙所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，

拉力FG。

F

例7.如图所示，一轻质杠杆AO可绕固定转轴O转动，A端悬

挂一盏电灯，当绳子AB使杆处于图示的位置时，ABG

F

G

长为4m，OB长为3m，绳子拉力为

30N，则灯重为

乙

图12

甲

丙

N．

变式练习15物体A在滑轮组拉力的作用下，1s内

沿水平地面匀速移动了0.2m，弹簧测力计的示数如图所示，不计滑轮和绳重及轴摩擦，求：

（1）绳子自由端的拉力；

（2）物体A受到的摩擦力；

（3）滑轮组对物体A做功的功率。

3

变式练习16如图所示，重物A是体积为10dm，密

度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡。

（g=10N/kg）求：

（1）重物A受到的浮力为多少？

（2）作用于绳端的拉力F是多少？

（3）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（4）若实际所用拉力为300N，此时该滑轮的效率是多少？

课后作业巩固提高

1、一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时，杠杆恰

好平衡．若将两边物重同时减少50牛，则杠杆（?

）

A．左端下沉B．右端下沉C．仍然平衡D．无

法确定

2、、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

3、有一架不准确的天平，主要是由于它横梁左右两臂不等长．为减小实验

误差，常用“交换法’’来测定物体质量，即先将被测物体放在左盘中，当

天平平衡时，右盘中砝码总质量为m1；再把被测物体放在右盘中，当天平平

衡时，左盘中砝码总质量为m2，则被测物体质量的真实值为（）

4、如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位

置A拉至位置B，力F在这个过程中（）

A．变大B、变小C、不变D．先变大后变小

5、如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间

的摩擦力都是

30N，当匀速拉动物体运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1=

N，F2=

N，F3=N。

3

3

3

的实心金属块，

7、如图所示，重物A是体积为10dm，密度为7.9

×10kg/m

将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦和动滑轮重，要保持平

衡，求：

（1）作用于绳端的拉力F是多少？

（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

（g=10N／kg）