1、第九章简单机械和功复习提纲第九章简单机械和功复习提纲一、杠杆1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。“硬棒”不一定是棒，泛指在外力作用下不变形的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯的，任意形状。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、 五要素组成杠杆示意图。 支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反 动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 阻力臂：从
2、支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。画力臂方法： 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（实线，过支点作力作用线的垂线）； 标力臂符号。3、 研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母(哪边高往哪调)，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：便于从杠杆上量出力臂。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。写成公式： F1l1=F2l2 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远（作为动力臂）；动力方向应该是过该点且和该连线垂
3、直的方向（注意动力转动效果和阻力转动效果相反）。 当力的作用线通过支点时，力臂为零，该力不会破坏杠杆的平衡。4、应用：名称结构特征特 点应用举例省力杠杆l1l2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆l1l2费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆l1l2不省力不费力天平，定滑轮，说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。怎样判断一个杠杆是省力杠杆还是费力杠杆，其关键在于比较动力臂和阻力臂的大小。练习1一根硬棒，在力的作用下如能够 ，我们就把这根硬棒叫 ，杠杆可
4、以是 ，也可以是 。杠杆转动时 叫支点（ ），使杠杆 的力叫做动力（ ）。阻碍 的力叫阻力（ ），从 到 的距离叫阻力臂（ ），从 到 的距离叫动力臂（ ）。2如左下图，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，在右下图中正确表示开瓶盖时该杠杆的支点，动力和阻力的是 ( ) 3如图所示，重3牛的均匀硬棒OA可绕O点转动，A端用细绳拉着挂在墙上，棒水平静止，请在图中画出细绳对棒的拉力F的力臂并用力的图示法画出棒受到的重力G。 4如图所示是抽水机摇柄的示意图，O为支点，请在图中作出力F1、F2的力臂。5如图所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端A是动力作用点。在图上标出：当动力方向向上时，杠杆的支点a；当动
5、力方向向下时，杠杆的支点b。在杆上画出橇动石块动力F为最小时的方向。 二、杠杆的平衡条件l杠杆的平衡条件是 ，用公式表示是 ，用比例式表示可写成 。根据动力臂和阻力臂的相对大小，可将杠杆分为三种类型： 、 和 。2下列例子中：铲车的连杆；前臂骨；老虎钳；起子；镊子；天平；缝纫机的踏板；抽水机的摇柄；铡刀；羊角锤等，属于省力杠杆的是 ，属于费力杠杆的有 ，等臂杠杆的有 。3、一根重300N粗细均匀的木料放在地上，将其一端稍微抬起，所需的力为 N。4、一根粗细不均匀的木料放在地上，将其一端稍微抬起，所需的力为80N，将其另一端稍微抬起，所需的力为120N，则此木料重 N。5、有根长2米的木棍，一头
6、粗一头细，在距粗端0.8米处支住它刚好平衡。如在正中支起，并在细端处加挂一个4N的重物，仍可平衡，则此木棍重 N。6、一根长为L，重为G的均匀木条，支在中间刚好平衡，如果在起左端锯下全长的1/4，叠放在左端剩余部分的上面，如图，则杠杆（ ）A、仍然平衡； B、左端下降；C、右端下降； D、无法判断。7、一根粗细不均匀的木料，当把它支在O点时恰好水平平衡，如图，如果沿过O点竖直线将它锯成两段，则（ ）A、两段的重力相等； B、较细的那段重； C、较粗的那段重； D、不能确定哪段重。8、如图所示杠杆，可以绕固定点O自由转动，B端挂一重物，要使杠杆平衡，在A端加的四个力中，最小的力是（ ）A、F1
7、； B、F2； C、 F3 D、F49、一端粗一端细的直棒AB两端各放一支蜡烛，然后把它支起，如图。设两支蜡烛完全相同，燃烧过程中燃烧情况也相同，燃烧一段时间后（ ） A、仍然平衡； B、A端下降； C、B端下降； D、不能判断。10、如图要使下列杠杆平衡，在图上画出作用在杠杆上最小的力F的图示。11、如图，台阶高H，将半径为R的圆球滚上台阶，最小的力为 。（并在图上画出此力）12、如图，杠杆平衡，已知甲球重G1，乙球重G2，AO=L1，OB=L2。判断下列情况杠杆是否平衡？若不平衡，向哪边倾斜？两球各向内移一等格L；两球各向外移一等格L；两球各加一重物G；两球各减一重物G。13、如图，一根木
8、棒，用作用在A端的力F从竖直位置慢慢地拉到水平位置，判断拉力F的大小变化。1 拉力F始终水平方向； 拉力F始终竖直方向。三、研究打杆平衡条件C、实验时，应该使杠杆在 位置平衡。若杠杆静止在图所示的位置，可将右端的螺母向 适当调节。杠杆平衡后，在a点挂3个50克的钩码，在b点应挂 个50克的钩码，才能使杠杆恢复平衡。2、在“研究杠杆的平衡条件”的实验： （1）一同学发现支架上的杠杆在未挂钩码时右端低，左端高，这时应调节杠杆两端的螺母向 移，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）同学做了两次实验，试根据杠杆的平衡条 件，在下表的空格内填上正确的数值。实验次数动力F1（牛）动力臂l1（厘米）阻力F2（牛）
9、阻力臂l2（厘米）12151025104二、滑轮1、定滑轮： 定义：中间的轴固定不动的滑轮。 实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆 特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 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S (或速度v)和重物移动的距离h(或速度v)：S=h；v=v2、 动滑轮： 定义：和重物一起移动的滑轮。 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= G /2只忽略轮轴间的摩擦则拉力：F=(G物+G动)/2绳子自由端移动距离S (或速度v)和重物移动的距
10、离h(或速度v)：S=2h；v=2v3、 滑轮组 定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= G /n 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动) /n绳子自由端移动距离S (或速度v)和重物移动的距离h(或速度v)：S=nh；v=nv确定绳子股数的方法：先确定哪个是动滑轮，哪个是定滑轮。在动滑轮和定滑轮之间画一虚线，将它们隔离开来，只数绕在动滑轮上绳子的段数。组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则: 当绳子股数为奇数时，绳子固定端应栓在动滑
11、轮的挂钩上即“奇动”，如不改变力的方向，则需要的动滑轮数定滑轮数（n1）/2；若需改变力的方向，则再添加一定滑轮；当绳子股数为偶数时，绳子固定端应栓在定滑轮的挂钩上即“偶定”， 如不改变力的方向，则需要的动滑轮数n/2，定滑轮比动滑轮少一个；若需改变力的方向，则动滑轮与定滑轮数应相等然。结合题目的具体要求组装滑轮。练习一、 滑轮实质特点定滑轮动滑轮滑轮组/二、定滑轮1如图，用三个力沿不同的方向拉绳子，则（ ） A、F1最大 B、F2最大 C、F3景大 D、一样大2某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如田所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得初步结论。（1）比较甲
12、、乙两图，可知： ；（2）比较甲、乙、丙三图，可知： 。三、动滑轮1、如图质量为2千克的物体在水平拉力F的作用下，在水平地面上作匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为15N，则拉力F为 N，物体与水平地面的摩擦力为 N。（弹簧秤与滑轮的重不计）2、如图，物重G=200N，则A处承受的拉力是 N，B处承受的拉力是 N，拉力F是 N。（不计滑轮重和摩擦）上图中，若滑轮重20N，则拉力F是 N，物体上移2米，绳子自由端上移 米。（摩擦不计）3、如图，物重20N，当滑轮在力F的作用下以1米/秒的速度匀速上升时，物体的速度是 米/秒，滑轮和绳的重力以及摩擦不计，拉力F为 N。若滑轮重2N，则此时拉力F为 N。
13、四、滑轮组2、如图，重100N的物体，以0.1米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是20N，则作用在物体上的水平拉力是 N，物体A受到的滑动摩擦力是 N，10秒内绳子自由端通过的距离是 米。（不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦）3、下列机械中，能用300N的拉力提升1200N重的物体的是（ ）A、一个动滑轮； B、动力臂是阻力臂三倍的杠杆；C、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组；D、长是高五倍的斜面。4、如图，在动滑轮上施加一个竖直向下的拉力F，使物体G匀速上升，下列结论中正确是（ ）A、拉力F的大小是G的一半； B、物体G向上移动H时，动滑轮向下移动H/2C、动滑轮向
14、下移动H/2时，物体G向上移动2H； D、。拉力F等于G；5、如图，滑轮本身的重和摩擦不计，吊在滑轮2绳子一端物体的重G2=20N，整个装置处于平衡状态，此时系统受力情况是（ ）A、G1=3G2=60N； B、G1=5G2=100N； C、绕过滑轮3的绳子拉力为40N；D、吊住滑轮2的绳子拉力为20N。6、要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。7、已知用滑轮组提升重物G时，拉力F= G，F方向向下，不计动滑轮重与摩擦，请在图329 上画出滑轮组绳子的绕法。三、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：是作用在物体上的力；是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况
15、：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS4、功的单位：焦耳-把两个鸡蛋（1N）举高1m ，做的功大约是1 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的单位“焦”。练习一、是非题1功率是用来描述物体做功快慢的物理量。（ ）2功率大的机械做功一定多。（ ）3选用机械时，功率越大越好。（ ） 4物体的速度越快，对它做功的功率越大。（ ）5单位时间
16、内完成的功越多，功率就越大。（ ）6完成有用功越多，功率就越大。（ ）7做功用的时间越少，功率就越大。（ ）8甲、乙两人做同样多的功，甲比乙用的时间多，则甲的功率小。 （ ）二、填充题1某人在30秒时间内把60牛的重物搬到12米高的楼房上，此人对重物做的功是_焦，做功的功率是_瓦。2一个重为50牛的木箱，在水平地面上受到10牛的水平推力，木箱沿地面移动了2米，那么，推力对木箱做的功为_焦，重力对木箱做的功为_焦。3甲、乙两台机器功率之比为32，做相同的功所用时间之比为_，在相同的时间内完成的功之比为_。已知丙机器在五天内完成的功是丁机器两天内完成的功的3倍，则丙、丁两台机器功率之比为_。4在第
17、11届亚运会上，第一枚金牌获得者是我国著名女子43公斤级举重运动员，成绩是95公斤。如果她举起杠铃的过程所用时间为1.l钞，举起的高度为1.7米，那么她举重时做的功为_焦，功率为_瓦。如果举起的杠铃在空中停了2.4秒，则整个过程的平均功率为_瓦。三、选择题1甲、乙两同学进行爬竿比赛甲用9秒，乙用10秒，都爬上竿顶（竿长相同），甲、乙两人的体重之比是6：5，则甲、乙两人的爬竿功率之比是（ ）A34 B43C2527 D2752甲、乙两物体质量相同，由外力使甲以速度v1匀速上升s米，外力做功W1，功率是P1；用外力使乙以速度v2匀速上升s米，外力做功W2，功率是P2，已知v1v2，则 （ ）AW1
18、=W2，P1=P2BW1W2，P1=P2CW1=W2，P1P2DW1W2，P1P23在光滑的水平冰面上，一冰球以20米/秒的速度沿直线滑过了10米，此期间对冰球做功的力是（ ）A重力 B支持力 C摩擦力 D没有力做功4小虎接队友妙传，用1000牛的力，将距地面0.5米高的来球凌空打入20米外的球门，球越过球门线时离地面1.5米，则小虎做功的情况是（ ）A他做功1000焦 B他做功20000焦 C无法确定他是否做了功 D无法确定他做了多少功5甲、乙两台机器做功之比为1：2，甲用时间是乙用时间的12，则甲、乙两台机器功率之比为（ ） A1：1 B1：2 C1：4 D4：16甲、乙两台机器，甲的功率
19、比乙的功率大，下列说法中不正确的是（ ）A甲做功较快 B甲做功较多C相同的时间里，甲做功较多 D做相同的功，甲用的时间较短7甲、乙两台起重机分别v甲=0.2米秒和v乙=0.3米秒的速度，匀速提升等重的物体，并使物体都升高6米，所做的功分别是W甲和W乙，做功的功率分别为P甲和P乙，则（ ）AW甲W乙，P甲P乙 BW甲=W乙，P甲P乙 CW甲W乙，P甲P乙 DW甲=W乙，P甲=P乙四、计算题水平面上有一重20牛的物体，在水平拉力作用下，以2米/秒的速度作匀速直线运动，若物体所受摩擦阻力为8牛，求拉力在6秒内做的功和功率四、功率：1、定义：单位时间里完成的功2、物理意义：表示做功快慢的物理量。3、公
20、式：4、单位：瓦（W）；常用单位 Kw 、MW 、马力 换算：1kW=103W 、 1MW=106 W 、 1马力=735W某小轿车功率66000W，它表示：小轿车s 内做功66000J 五、功的原理6、功的原理内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。7、说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人带来方便。 我们做题遇到的多是理想
21、机械（忽略摩擦和机械本身的重力）8、应用：斜面 理想斜面：斜面光滑； 理想斜面遵从功的原理； 理想斜面公式：FS=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；S：斜面长；G：物重；h：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FS=fS+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。1功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用
22、机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。3应用：斜面理想斜面：斜面光滑；理想斜面遵从功的原理；2 理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度。3 如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：FS=fS+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。六、机械效率：1 基本概念1 定义：有用功与总功的比值 有用功：对人们有用的功。公式：滑轮： W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用=Gh
23、额外功：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL总功：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用W额=FS= W有用斜面：W总= fL+Gh=FL2 机械效率1 定义：有用功与总功的比值。公式：=100%有用功总小于总功，所以机械效率总小于100%。某滑轮机械效率为60%表示：有用功占总功的60% 。2斜面、滑轮组的有用功、总功及机械效率(1)斜面：W有用Gh， W总FS机械效率100%=100% （2）定滑轮：（3）动滑轮：(4)滑轮组：用滑轮组提升物体时W有用Gh， W总FS机械效率100%=100%因为 G=nF 所
24、以用滑轮组水平移动物体时W有用fs， W总FS机械效率：100%=100%3机械效率和功率的区别功率和机械效率是两个不同的概念：功率是表示做功快慢的物理量，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做的总功中有多大比例的有用功4提高机械效率的方法：(1)斜面：减小物体与斜面间的摩擦-摩擦小，机械效率越高；增加斜面的坡度-坡度大(斜面陡)，机械效率越高。(2)滑轮组：减小绳子与滑轮间的摩擦-摩擦小，机械效率越高；减小动滑轮的重量-滑轮越轻，机械效率越高；增加提升重物的重量-重物越重，机械效率越高。5机械效率的测量： 原 理：100%=100% 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自
25、由端移动的距离S 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，动滑轮个数越多则额外功相对就多，效率就低B提升重物越重，做的有用功相对就多，效率就高C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多，效率就低。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。练习机械效率1有用功： 。（用 表示）2额外功： 。（用 表示）3总功： 与 的总和，叫总功。（用 表示）4机械效率： 叫机械效率。（用 表示）5机械效率的公式： 。6、如图所示，在10秒内用一动滑轮把重350牛
26、的物体匀速提升1米。所用的拉力F为250牛，求：（1）有用功；（2）拉力F做的功及功率；（3）机械效率。7、一台起重机将重为5.0104牛的货物匀速提高了4米，起重机做的有用功是多少？若起重机的机械效率是80%，起重机所做的总功是多少？消耗了多少额外功？8、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5米秒的速度在水平面匀速运动，物体A重为20牛，受到的摩擦力是物体的0.2倍，水平拉力F为2.5牛，则在2秒内拉力F做的功是 焦，滑轮组的机械效率是 。（不计滑轮的重力）9、两个完全相同的滑轮，其重力均为10牛。分别用如图所示的两种方式，将重40牛的物体匀速提升0.5米。则下列判断正确的是（不汁绳与滑轮的
27、摩擦） ( ) A、力F1和F2大小相等 B、两机械做的有用功相等 C、两绳子自由端移动的距离相等 D、两装置的机械效率相等10、已知斜面的长为L，高为h，用沿斜面向上的推力F，使物体匀速地从斜面底端运动到顶端。若物重为G，克服摩擦阻力做的功为W，则斜面的机械效率为 （ ）A、 B、 C、 D、7、要在高为500米的山顶上开发一个旅游景点，需要建设一条长为2500米的盘山公路，设计成的公路路面摩擦阻力是车重的0.1倍。若有一辆重为6104牛的载重货车，用8分20秒的时间从山脚匀速行驶到山顶，发动机牵引力做的有用功是多少？发动机的总功率是多大？此时斜面的机械效率为多大？（把盘山公路看成是一个斜面）
