简单机械知识点总结和经典题型

1、物体在力的方向物体在力的方向上移动的距离上移动的距离S功功W=Fs作用在物体上作用在物体上的力的力F力的作用力的作用显出成效显出成效单位：单位：1 J=1 Nm典型不做功的典型不做功的三种情况三种情况做功的做功的快慢快慢功率功率tWP 单位：单位：1 W=1 J/sP=Fv能量能量物体能够物体能够对外做功对外做功1功功知识结构知识结构 如果一个力作用到物体上，物体在这个力的如果一个力作用到物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，乘积，W = Fs

2、 。 功与时间的比叫功率，。功与时间的比叫功率，。 功率表示做功的快慢，数值上等于单位时间功率表示做功的快慢，数值上等于单位时间内所做的功。内所做的功。WP =t基本概念基本概念1功功22功率功率1做功的两个必要因素做功的两个必要因素2. 三种不做功的情况三种不做功的情况 注重概念的理解注重概念的理解 作用在物体上的力作用在物体上的力 F 物体在力的方向上通过的距离物体在力的方向上通过的距离 s 有力，但在力的方向上通过的距离为零；有力，但在力的方向上通过的距离为零； 通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用；通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用； 有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直

3、。有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直。做功的做功的快慢快慢功率越大，表示单位时间内所做的功功率越大，表示单位时间内所做的功越多，即做功越快。越多，即做功越快。W=1J/S 1W即即1J/S表示物体表示物体s的时间内的时间内做功做功1J 1KW=103W 1MW=106W用单位时用单位时间内做的间内做的功来表示功来表示1 1、物理意义：、物理意义： 表示物体做功快慢的物理量。表示物体做功快慢的物理量。3、定义式：、定义式：4 4、功率的单位、功率的单位: :瓦（瓦（W）千瓦（千瓦（kw）功率概念功率概念P=t t2、定义：、定义：功跟完成这些功所用时间的比值。功跟完成这些功所用时间的比值。

4、1w=1 J/S转转 化化动动 能能重力势能重力势能弹性势能弹性势能速速 度度高高 度度形变程度形变程度机械能机械能质质 量量质质 量量守守 恒恒2机械能机械能 物体由于运动而具有的能叫动能。物体由于运动而具有的能叫动能。 物体的质量越大、运动速度越大，动能越大物体的质量越大、运动速度越大，动能越大 。 在地球表面附近，物体由于高度所决定的能叫重在地球表面附近，物体由于高度所决定的能叫重 力势能力势能。 物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。 物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。 物体的弹性形变越大，弹性势能就越

5、大。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。 动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。 动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒。相互转化，机械能守恒。3动能和势能动能和势能4机械能及其转化机械能及其转化简单机械简单机械杠杆杠杆滑轮滑轮轮轴轮轴斜面斜面五要素五要素平衡条件平衡条件应用应用定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮滑轮组滑轮组第十二章简单机械第十二章简单机械 第十二章简单机械第十二章简单机械 思维感悟成体系思维感悟成体系思维感悟成体系杠杆杠杆定义定义简单机械简单机械杠杆平衡条件杠杆平衡条件动滑轮及实质动

6、滑轮及实质五要素五要素分类分类滑轮滑轮机械效率机械效率定滑轮及实质定滑轮及实质滑轮组滑轮组定义定义实质实质特点特点固定点固定点距离距离力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的虚直线。的虚直线。例：例：F1OL1L2F3F2L3杠杆的力臂杠杆的力臂_在杠杆上在杠杆上(一定或不一定一定或不一定);力臂力臂_为为0(可或不可可或不可)；不一定不一定可可杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点 应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆L L1 1LL2 2F F1 1FF2 2L L1 1LFF2 2L L1 1=L=L2 2F F1 1=F=F2 21、杠杆的分类、杠杆的分

7、类省力费距离省距离费力既不省力也不省距离既省力又省距离的杠杆是没有的既省力又省距离的杠杆是没有的.例题：例题：在在“探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在使杠杆在 位置平衡，这样做是为了便于测量位置平衡，这样做是为了便于测量 ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向 调节，或调节，或将左端的平衡螺母向将左端的平衡螺母向 调节调节. .上图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重上图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N0.5N，杠杆，杠杆上每一

8、格长上每一格长5cm5cm，部分实验数据已记录在下表中，部分实验数据已记录在下表中. .实验次数实验次数动力动力F F1 1 / N/ N动力臂动力臂L L1 1 / cm/ cm阻力阻力F F2 2 / N/ N阻力臂阻力臂L L2 2 / cm/ cm1 11.51.510101 1152 21 12020210103 31 120201.51.51010(1) (1) 将表格中的实验数据补充完整将表格中的实验数据补充完整. .(2) (2) 小明的第小明的第3 3次实验存在错误，其错误是次实验存在错误，其错误是 _ _ _. .(3) 该实验中进行多次实验的目的是什么？该实验中进行多次实

9、验的目的是什么？ _ _. 水平水平力臂力臂左左左左哪边高往哪边哪边高往哪边调；左右螺母调；左右螺母方向相同方向相同L1L1测量错误测量错误避免偶然性，使结果更具有普遍性避免偶然性，使结果更具有普遍性消除杠杆自身重力的影响探究探究过程中过程中，调节物体所在的位置，使杠杆在水平位，调节物体所在的位置，使杠杆在水平位考点考点2 2力臂作图力臂作图【例【例2】在图在图 中画出力中画出力 F1 的力臂的力臂 l1和和力臂力臂 l2 对应的力对应的力 F2.思维点拨：思维点拨：力臂的画法：力臂的画法：(1)(1)首先确定支点首先确定支点 O O；(2)(2)画动力及画动力及阻力作用线；阻力作用线；(3)

10、(3)从支点从支点 O O 向力的作用线作垂线，画出垂足，则向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂；支点到垂足的距离就是力臂；(4)(4)力臂用大括号表示范围并在旁力臂用大括号表示范围并在旁边标上字母边标上字母l l1 1 或或l l2 2. .可以归纳为：一找支点，二画线，三连距离，可以归纳为：一找支点，二画线，三连距离，四标记四标记 如图如图 所示为钓鱼竿钓鱼的示意所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，图， O 为支点，为支点，F1 表示手对钓鱼竿的作用力，请完表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题：成下列问题：(1)在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力 F2 的力臂

11、的力臂 l2；(2)钓鱼竿属于钓鱼竿属于_杠杆杠杆(选填选填“省力省力”、“费力费力”或或“等臂等臂”)费力费力L22. 2.用杠杆平衡条件解决变力问题用杠杆平衡条件解决变力问题例题：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拉至水平位置，力F在这个过程中（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小图10第十二章简单机械第十二章简单机械 回眸教材析知识回眸教材析知识二滑轮和滑轮组：二滑轮和滑轮组： 观察图观察图121人们利用简单机械的情景。其中甲利用的人们利用简单机械的情景。其中甲利用的是是 滑轮，目的是省力，但费了距离，乙用的是滑轮，目的是省力，但

12、费了距离，乙用的是 滑滑轮，不省力，但改变了轮，不省力，但改变了 ，使操作更为方便。，使操作更为方便。 要想要想既省力又改变力的方向，就可以将两者组合，组成既省力又改变力的方向，就可以将两者组合，组成 ，起重机上的滑轮组合就是实例之一。起重机上的滑轮组合就是实例之一。 图图121FtiL L1 1L L2 2O O等臂杠杆等臂杠杆省力杠杆省力杠杆定滑轮的实质是一个等臂杠杆定滑轮的实质是一个等臂杠杆 动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆倍的省力杠杆L1L2不能省力，但能不能省力，但能改变力的方向改变力的方向能省一半的力能省一半的力用这些滑轮将用这些滑轮将

13、500500牛的物体匀速提起，所用拉力分牛的物体匀速提起，所用拉力分别为多少？（不考虑摩擦和滑轮重为别为多少？（不考虑摩擦和滑轮重为2020牛）牛）FFFGGG12FG13FG12FGn=2n=2n=3若物体移动若物体移动1米，则绳子自由端分别移动多少米？米，则绳子自由端分别移动多少米？滑轮组滑轮组拉力大小与重力大小的关系：拉力大小与重力大小的关系： 动滑轮和重物由几段绳子承重，拉动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。力就是总重的几分之一。 拉力与重物移动距离的关系：拉力与重物移动距离的关系： 绳子自由端移动的距离是重物移动绳子自由端移动的距离是重物移动距离的距离的n倍。倍。s

14、= nh1+FGGn 物物轮轮（）解析：解析：n 应为整数应为整数 n = 4应用两应用两“动动”两两“定定”滑轮组，绳子固定端在定滑轮组，绳子固定端在定滑轮下最多能提起：滑轮下最多能提起：例例一根绳子最多能承受一根绳子最多能承受300 N的拉力，要的拉力，要提起提起1 000 N的重物，应用什么样的滑轮组？的重物，应用什么样的滑轮组？(动滑轮重力不计要求向下拉且滑轮个数最动滑轮重力不计要求向下拉且滑轮个数最少少)用这个滑轮组最多能提起多重的物体？用这个滑轮组最多能提起多重的物体？1000N3 3300NGn.F物1FGn 物物4 30012NN0=0GnF 物F 例题例题. .如图如图8 8

15、所示装置，绳重及摩擦不计。所示装置，绳重及摩擦不计。（1 1）请利用图示的）请利用图示的3 3个滑论，补画该滑轮组完整的绕线；个滑论，补画该滑轮组完整的绕线；（2 2）当物重为）当物重为50N50N时，绳端需用时，绳端需用20N20N的拉力才能使物体匀速上升，的拉力才能使物体匀速上升，此时该滑轮组的机械效率为多少？此时该滑轮组的机械效率为多少？（3 3）如果绳子能承受的最大拉力为）如果绳子能承受的最大拉力为60N60N，那么该滑轮组的最大机械效率为多少？那么该滑轮组的最大机械效率为多少？ 图8已知：已知：F = 20 NF = 20 N，GG物物 = 50 N= 50 N， n = 4 n =

16、 4 求：求：(1) (2) (1) (2) 最大最大 解：解：=W=W有有/ W/ W总总= Gh / Fs =Gh/Fnh=G / Fn = 50N/ 20N= Gh / Fs =Gh/Fnh=G / Fn = 50N/ 20N4=62.5%4=62.5%GG动动= nF- G= 4= nF- G= 420N 50N= 30N20N 50N= 30NGG物最大物最大= nF= nF最大最大- G- G动动= 4= 460N 30N= 210N60N 30N= 210N = G = G 物最大物最大/F/F最大最大n n = 210N / 60N= 210N / 60N4 = 87.5%4

17、= 87.5%物重改变，物重改变，拉力也改变。拉力也改变。同一滑轮组，同一滑轮组，物重增大，物重增大， 增大增大。第十二章简单机械第十二章简单机械 回眸教材析知识回眸教材析知识三机械效率三机械效率 机械效率是指有用功跟总功的机械效率是指有用功跟总功的 。不同机械的机械。不同机械的机械效率表达式：效率表达式： 公式：公式： 斜面：斜面： 定滑轮：定滑轮： 动滑轮：动滑轮： 滑轮组：滑轮组：提提 高高 机机 械械 效效 率率 的的 方方 法法 ： 减减 小小 机机 械械 自自 重重 、 减减 小机件间的摩擦。小机件间的摩擦。用百分数表示。用百分数表示。总小于总小于1。比值比值W总总W有用有用GhF

18、sGhFsGhFhGFGhFsGhF2hG2FGhFsGhFnhGnF第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 典例典例1：杠杆平衡条件的应用：杠杆平衡条件的应用 例例1如图如图122所示，杠杆所示，杠杆OA可绕支点可绕支点O转动，转动，B处挂处挂一重物一重物G，A处用一竖直力处用一竖直力F。当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐。当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时，为了使杠杆平衡，则增大时，为了使杠杆平衡，则() AF大小不变，但大小不变，但FG BF大小不变，但大小不变，但FG CF逐渐减小，但逐渐减小，但FG DF逐渐增大，但逐渐增大，但FG图图122典例精析把方向第十二章简单机

19、械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 解析解析当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时，由于动力是竖当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时，由于动力是竖直向上的，所以，动力臂和阻力臂的比值是不变的，由杠杆平直向上的，所以，动力臂和阻力臂的比值是不变的，由杠杆平衡条件衡条件可得，力的大小不变。可得，力的大小不变。 F2 F1 L1 L2 第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 典例典例2:滑轮组的应用与设计滑轮组的应用与设计 例例2用滑轮组提升重物，请在图用滑轮组提升重物，请在图123中画出拉力中画出拉力F的绳子的绕法。的绳子的绕法。(不计动滑轮、绳重和摩擦不计动滑轮、绳重

20、和摩擦)答案答案 如图如图124所示所示图图1243G图图123第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 解析解析一定一动两个滑轮，即可以组成两段绳子承担重一定一动两个滑轮，即可以组成两段绳子承担重物的滑轮组，也可以组成三段绳子承担的，连接三段绳子承物的滑轮组，也可以组成三段绳子承担的，连接三段绳子承担的，绕线时应从动滑轮上开始绕起。担的，绕线时应从动滑轮上开始绕起。 方法拓展：方法拓展： 滑轮组提升滑轮组提升(或水平拉或水平拉)物体时，承担重物绳子的股数的物体时，承担重物绳子的股数的判断和根据题目的具体要求来设计滑轮组的组装：根据公式判断和根据题目的具体要求来设计滑轮组

21、的组装：根据公式n求出绳子的股数，然后利用求出绳子的股数，然后利用“奇动偶定奇动偶定”原则原则解解决相关问题。决相关问题。G物物+G动动F 典例典例3：机械效率的探究：机械效率的探究 例例3用如图用如图125所示的实验装置测量杠杆的机械效率。所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。的钩码缓缓上升。第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向图图125第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 (1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示

22、数实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为为 N，钩码总重，钩码总重G为为1.0 N，钩码上升高度，钩码上升高度h为为0.1 m，测力计移动距离测力计移动距离s为为0.3 m，则杠杆的机械效率为，则杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 。 (2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：得到下表所示的两组数据： 0.566.7由于使用杠杆时需由于使用杠

23、杆时需要克服杠杆自重要克服杠杆自重(克服摩擦力克服摩擦力)等做功等做功 次次数数钩码悬钩码悬挂点挂点钩码总钩码总重重G/N钩码移动钩码移动距离距离h/m拉力拉力F/N测力计移动测力计移动距离距离s/m机械效机械效率率/%1A1.50.100.70.3071.42B2.00.151.20.3083.3第十二章简单机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 根据表中数据，能否得出根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：的结论？答： ；请简；请简要说要说 明明 两两 条条 理理 由由 ： ；

24、 。 解析解析 测力计的读数要注意量程和分度值，这里的分度值测力计的读数要注意量程和分度值，这里的分度值是是0.1 N；用公式；用公式计算机械效率；对于杠杆而言，计算机械效率；对于杠杆而言，额外功主要是克服杠杆自身的重力所做的功。提高效率可以选额外功主要是克服杠杆自身的重力所做的功。提高效率可以选减小杠杆自重，增大物重等，但是要在支点和悬挂点不变的情减小杠杆自重，增大物重等，但是要在支点和悬挂点不变的情况下使用。况下使用。 不能不能两次实验时钩码没有挂在同一位置两次实验时钩码没有挂在同一位置 仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的 W总总W有用有用第十二章简单

25、机械第十二章简单机械 典例精析把方向典例精析把方向 知识点拨：知识点拨： 杠杆的机械效率与滑轮的机械效率不同的是，杠杆的支点、杠杆的机械效率与滑轮的机械效率不同的是，杠杆的支点、悬挂点的改变都会使额外功的大小改变，即克服杠杆自重所做悬挂点的改变都会使额外功的大小改变，即克服杠杆自重所做功改变。功改变。第十二章简单机械第十二章简单机械 实战演习成高手实战演习成高手 1小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图如图126所示所示)，分别将同一物体匀速提高到相，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为同高度，滑轮组的机械效率分别为1、2。下列关。下

26、列关系正确的是系正确的是(忽略绳重及摩擦忽略绳重及摩擦)() AF1F2，12 BF1F2，12 CF1F2，12 DF12实战演习成高手图图126第十二章简单机械第十二章简单机械 实战演习成高手实战演习成高手 2如图如图127所示是一种拉杆式旅行箱的示意图，使所示是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个用时相当于一个 (填填“省力省力”或或“费力费力”)杠杆，杠杆，若箱和物品共重若箱和物品共重100 N，设此时动力臂是阻力臂的，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则倍，则抬起拉杆的力抬起拉杆的力F为为 N。图图127第十二章简单机械第十二章简单机械 实战演习成高手实战演习成高手 3如图如图128所示，日常生活或生产实践中使用的机所示，日常生活或生产实践中使用的机械，能抽象为斜面的是械，能抽象为斜面的是()图图128第十二章简单机械第十二章简单机械 实战演习成高手实战演习成高手 4如图如图129所示，在竖直向上大小为所示，在竖直向上大小为10 N的力的力F的作用下，重物的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已沿竖直方向匀速上升。已知重物知重物A上升速度为上升速度为0.2 m/s，不