第一轮复习专题三简单机械功和功率

1、第一轮复习第一轮复习简单机械简单机械 功和功率功和功率2014.12.25l1、一根、一根 ，如果在力的作用下能绕，如果在力的作用下能绕 转转动，这根硬棒就叫做杠杆。使杠杆绕着转动动，这根硬棒就叫做杠杆。使杠杆绕着转动的固定点的固定点O叫做叫做 ;使杠杆转动的力使杠杆转动的力F1叫叫做做 ;阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力F2叫做叫做 ;从支从支点到点到 的垂直距离的垂直距离l1叫做动力臂叫做动力臂;从支从支点到点到 的距离叫做阻力臂。杠杆可的距离叫做阻力臂。杠杆可以是直的，也可以是以是直的，也可以是 的。的。硬棒硬棒固定点固定点支点支点阻力阻力动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线弯弯动力

2、动力考点一：杠杆考点一：杠杆l2、杠杆在动力和阻力的作用下，保持、杠杆在动力和阻力的作用下，保持 状状态或态或 状态，我们就说杠杆处于平衡。状态，我们就说杠杆处于平衡。杠杆平衡的条件为：杠杆平衡的条件为： 。l3、根据动力臂和阻力臂的不同，我们可以把、根据动力臂和阻力臂的不同，我们可以把杠杆分成三类：杠杆分成三类： 当当l1l2时，时， F1 F2 ，为，为 杠杆杠杆; 省力但省力但_l 当当l1l2时，时， F1 F2 ，为，为 杠杆杠杆; 费距离但费距离但_ l 当当l1=l2时，时， F1 F2 ，为，为 杠杆，此时既杠杆，此时既不省力，也不费力。不省力，也不费力。动力动力动力臂阻力动力

3、臂阻力阻力臂阻力臂静止静止 费力费力等臂等臂匀速转动匀速转动费距离费距离省力省力知识梳理知识梳理例例1在下列机械中，在下列机械中，羊角锤羊角锤钓鱼竿钓鱼竿天平天平钢丝钳钢丝钳筷子筷子理发剪刀理发剪刀铁匠剪刀铁匠剪刀缝纫机的脚踏板缝纫机的脚踏板铡草用的铡刀铡草用的铡刀 动动滑轮镊子铁锹道钉撬定滑轮，它们中属于省力杠杆滑轮镊子铁锹道钉撬定滑轮，它们中属于省力杠杆的是的是 属于费力杠杆的是属于费力杠杆的是 属属于等臂杠杆的是于等臂杠杆的是 .例例2如图所示，轻质杠杆如图所示，轻质杠杆OA可绕可绕O点转动，点转动，AB=0.1 m，OB=0.2 m， 在在A点处挂一个质量为点处挂一个质量为3kg的物体

4、的物体G，在，在B点处加一个竖点处加一个竖直向上的力直向上的力F，杠杆，杠杆 在水平位置平衡，则物体在水平位置平衡，则物体G的重力大小为的重力大小为_ N，F大小为大小为_ N.(1)(4)(7)(9)(10)(13)(2)(5)(6)(8)(11)(12)(3)(14)29.419.8画力臂的方法：画力臂的方法：l（1）先找支点）先找支点O；l（2）画出动力和阻力（注意动力阻力的）画出动力和阻力（注意动力阻力的方向方向)；l（3）画出力的作用线（虚线）；）画出力的作用线（虚线）；l（4）过支点）过支点0作力的作用线作力的作用线l 的垂线段的垂线段L，即为力臂，即为力臂(标上标签）；标上标签）

5、；例例3.请画出图中杠杆所受力的力臂请画出图中杠杆所受力的力臂.L1L2L3L1L2根据力臂作力根据力臂作力例例4、杠杆、杠杆OA在力在力F1、F2的作用下处于静止的作用下处于静止状态，状态，L2是是F2的力臂，画出的力臂，画出F1的力臂和力的力臂和力F2 L1F2例题选解例题选解例例5.5.如图所示，一个轻质直杆可绕如图所示，一个轻质直杆可绕0 0点转点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力直杆垂直的力F F作用于杠杆的中点，并使作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（个过程中

6、直杆（ ）A A始终是省力杠杆始终是省力杠杆B B始终是费力杠杆始终是费力杠杆C. C. 先是省力的，后是费力的先是省力的，后是费力的D D先是费力的，后是省力的先是费力的，后是省力的C1如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆，将杠杆缓慢地由位置缓慢地由位置A拉至位置拉至位置B，力，力F在这个过程中在这个过程中()A变大变大 B变小变小C不变不变 D先变大后变小先变大后变小A练习练习解决杠杆平衡时动力最小的方法：解决杠杆平衡时动力最小的方法：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要是动力最小，必须使动力臂最大，此类问题中阻力阻力臂为一定值，要是动

7、力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：要使动力臂最大需要做到：(1)支点支点O（2）找到离支点最远的点）找到离支点最远的点（3）过最远点作）过最远点作垂直于杠杆垂直于杠杆的力，的力， 并且注意力的方向并且注意力的方向直杠杆直杠杆曲杠杆曲杠杆（1）找支点）找支点O（2）找到离支点最远的点）找到离支点最远的点（3）连接连接支点和最远点支点和最远点（4）过最远点作）过最远点作垂直于连线垂直于连线的力，并且注意力的方向的力，并且注意力的方向例例6、在图一中，画出使轻质杠杆保持水平平衡的最小、在图一中，画出使轻质杠杆保持水平平衡的最小的力的力F的作用点和方向的作用点和方向在图二中画出使杠杆在

8、图示位置静止时所用最小力在图二中画出使杠杆在图示位置静止时所用最小力的作用点和方向的作用点和方向FF杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母考点二：杠杆平衡条件考点二：杠杆平衡条件1.杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。2.杠杆平衡条件：杠杆平衡条件： 动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂 杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用么作用? ? 为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢? ?作用作用:实验前调节杠杆在实验前调节杠杆在水平位置平衡水平位置平衡因为这样因为这样便于测量力臂便于测量力臂例例7、做、做“研究

9、杠杆平衡条件研究杠杆平衡条件”实验前，发现杠杆左端低于右端，实验前，发现杠杆左端低于右端，应将杠杆左端的螺母向应将杠杆左端的螺母向_移动，右端的螺母向移动，右端的螺母向_移动，才能移动，才能使杠杆在水平位使杠杆在水平位 置平衡，当在置平衡，当在A处挂处挂2个钩码后，欲使杠杆平衡，个钩码后，欲使杠杆平衡，应在应在B处挂处挂 _个钩码；若拿掉个钩码；若拿掉B处钩码，改在处钩码，改在C处用弹簧测力计处用弹簧测力计沿沿_ 方向拉，当弹簧测力计示数为方向拉，当弹簧测力计示数为_N才能使杠杆平才能使杠杆平衡衡.(所有钩码所有钩码 质量均匀质量均匀50 g)右右右右4竖直向上竖直向上2.94(2012河南河

10、南)如图所示，在调节好平衡后的杠杆两侧，分别挂上如图所示，在调节好平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态如果两侧各去掉一个钩相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态如果两侧各去掉一个钩码，则码，则()A左端下降左端下降 B右端下降右端下降C仍然平衡仍然平衡 D无法判断无法判断解析：解析：杠杆刚开始处于平衡状态，左端力臂为杠杆刚开始处于平衡状态，左端力臂为l1，右端力臂为，右端力臂为l2，同时去掉一个钩码则左端减少了同时去掉一个钩码则左端减少了Gl1，右端减少了，右端减少了Gl2，由，由l1l2可可知知Gl1G2l2Gl2，所以左端会下降，故，所以左端会下降，故A正确正确A考点三：滑

11、轮和滑轮组考点三：滑轮和滑轮组l滑轮：周边有槽可以绕中心轴转动的轮滑轮：周边有槽可以绕中心轴转动的轮子子l定滑轮：使用时位置固定不动，不随被定滑轮：使用时位置固定不动，不随被拉物体一起移动的滑轮拉物体一起移动的滑轮l动滑轮：使用时随着被拉物体一起移动动滑轮：使用时随着被拉物体一起移动的滑轮的滑轮F定滑轮定滑轮F动滑轮动滑轮定滑轮的特点定滑轮的特点l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FGl1l2.0FFA：支点支点在在轴心轴心O处。处。B：动力臂动力臂l1等于等于阻力臂阻力臂l2C:不省力，也不省距离，不省力，也不省距离，但可以改变力的方向但可以改变力的方向D:实质是一个实质是

12、一个等臂等臂杠杆杠杆动滑轮的特点FGl2l1O.A:支点支点在在边缘边缘O处处B：动力臂动力臂l1为为阻力臂阻力臂l2的的2倍。倍。动力动力F为为阻力阻力G的的1/2倍倍12FG1：动动滑轮实质是滑轮实质是动力臂为阻力臂动力臂为阻力臂2倍倍的的杠杆。杠杆。2：在上述情况下，动力是阻力的：在上述情况下，动力是阻力的1/212FG即即1.如图如图6-1-3所示，若人手拉力所示，若人手拉力F=50 N，则货物重，则货物重_ N(不考虑动滑不考虑动滑 轮和摩擦轮和摩擦)，A钩所受的拉力为钩所受的拉力为_ N，B钩所钩所受的拉力为受的拉力为_N.10050100图图6-1-3滑轮组的特点由一个由一个定定

13、滑轮和一个滑轮和一个动动滑轮组成的滑轮组滑轮组成的滑轮组FFFGGG12FG13FG12FGn=2n=2n=3滑轮组滑轮组l动滑轮和定滑轮组合在一起使用，既可以省动滑轮和定滑轮组合在一起使用，既可以省力又可以改变力的方向力又可以改变力的方向l动滑轮和重物的总重由几股绳子来分担，提动滑轮和重物的总重由几股绳子来分担，提起重物所需的力就重物和动滑轮总重力的几起重物所需的力就重物和动滑轮总重力的几分之一。分之一。l滑轮组省力但费距离。几股绳子拉住动滑轮，滑轮组省力但费距离。几股绳子拉住动滑轮，绳子的自由端（动力的作用点）移动的距离绳子的自由端（动力的作用点）移动的距离是重物移动距离的几倍是重物移动距

14、离的几倍2.某个动滑轮重某个动滑轮重20N，用它提着一个重为，用它提着一个重为180N的物体匀的物体匀速上升，则绳子自由端的拉力为速上升，则绳子自由端的拉力为_ N.(不考虑摩擦不考虑摩擦)7.如图如图6-1-4所示，物重为所示，物重为250 N，每个滑轮重，每个滑轮重50 N，当物，当物体被匀速提起时，加在绳子自由端的拉力体被匀速提起时，加在绳子自由端的拉力F为为_ N，当，当物体上升物体上升2 m，则绳子自由端在竖直方向移动了，则绳子自由端在竖直方向移动了 _m.图图6-1-41001006例题选解例题选解例例1. 1. 如图所示，物体如图所示，物体M M放在水平桌面上，现通过放在水平桌面

15、上，现通过一滑轮（质量和摩擦均忽略不计）拉着物体一滑轮（质量和摩擦均忽略不计）拉着物体M M向向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为数为10N10N。若在物体。若在物体M M上加放一个物块上加放一个物块m,m,可保持可保持M M向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子自由端施向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子自由端施加一个拉力加一个拉力F F，则（，则（ ）A A物体物体M M运动时受到向左的摩擦力运动时受到向左的摩擦力B B加放加放m m前，前，M M受到受到10N10N的摩擦力的摩擦力C.C.加放加放m m前，前，M M受到受到20N20N的摩

16、擦力的摩擦力D D加放加放m m后，力后，力F F保持保持10N10N不变不变C2如图如图 1535 所示，物体所示，物体 A 的质量的质量 m12 kg，在拉力，在拉力 F 的作用下，物体的作用下，物体 A 以以 0.1 m/s 的速度在水平面的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 12 N，忽略滑轮与绳，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长求：子足够长求：(1)物体物体 A 与水平面间摩擦力与水平面间摩擦力 f 的大小；的大小；(2)拉力拉力 F 的大

17、小；的大小；图1535(3)物体物体 A 运动运动 10 s 的过程中，拉力的过程中，拉力 F 所做的功所做的功3.3.探究：影响滑轮组的机械效率的因素探究：影响滑轮组的机械效率的因素 猜想猜想1 1：可能与匀速提升的速度大小有关；：可能与匀速提升的速度大小有关；猜想猜想2 2：可能与被提升的钩码重力有关；：可能与被提升的钩码重力有关；猜想猜想3 3：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关；码重力都有关；猜想猜想4 4：可能与钩码被提升的高度有关：可能与钩码被提升的高度有关兰兰的实验记录：兰兰的实验记录：物理量控制因物理量控制因素素钩码重钩码重N

18、绳端拉力绳端拉力N 机械效机械效率率大致相同的大致相同的速度提升速度提升 10 42 79.4% 15 60探究结果探究结果83.3 %滑轮组的机械效率与提升的物重有关，滑轮组的机械效率与提升的物重有关，物体越重，机械效率越高。物体越重，机械效率越高。物理量控制因素物理量控制因素钩码重钩码重N绳端拉力绳端拉力N机械效率机械效率较小提升速度较小提升速度 10 42 794%较大提升速度较大提升速度 10 42 794%探究结果探究结果芳芳的实验记录：芳芳的实验记录：滑轮组的机械效率与匀速提升的速滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关。度大小无关。4、如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验

19、装置。、如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有：三个质量不同的木块实验准备的器材有：三个质量不同的木块A；三条粗糙程度不；三条粗糙程度不同的长木板同的长木板B；三个高度不同的长方体铁块；三个高度不同的长方体铁块C；刻度尺。；刻度尺。（1）实验还需补充的器材有）实验还需补充的器材有_；（2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据。记录的有关数据。测量测量次数次数斜面粗斜面粗糙程度糙程度物重物重G( (N) )斜面高斜面高h( (m) )沿斜面的沿斜面的拉力拉力F( (N) )斜面长斜面长L( (m) )有用功有

20、用功W有有( (J) )总功总功W总总( (J) )机械效率机械效率1较粗糙较粗糙1.50.10.60.40.150.2462.52较粗糙较粗糙30.11.20.40.30.4862.53较粗糙较粗糙60.12.40.40.60.9662.5通过分析数据，你可以得出结论：；通过分析数据，你可以得出结论：；（3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重把一个重6N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N，则此时，则此时斜面的机械效率是斜面的机械效率是_；（4）斜面的机械效率可能与斜面的）斜面的机械效率

21、可能与斜面的_有关。（只填一个有关。（只填一个因素）因素）78.9 %倾斜程度倾斜程度斜面机械效率与提升的物重无关斜面机械效率与提升的物重无关功：功：（1）力学里所说的功包括两个必要因素：力学里所说的功包括两个必要因素： 一是一是作用在物体上的力作用在物体上的力； 二是物体在二是物体在力的方向上通过的距离力的方向上通过的距离。（2）不做功的三种情况：）不做功的三种情况： 有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 即物体受力没有移动；即物体受力没有移动； 是物体沿力方向通过的距离；是物体沿力方向通过的距离； 物体凭惯性运动。物体凭惯性运动。考点四：功考点四：功

22、练习、某同学踢足球，球离脚后飞出练习、某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，远， 足球飞出足球飞出10m的过程中的过程中人不做功人不做功。 （原因是足球靠惯性飞出）。（原因是足球靠惯性飞出）。（3）力学里规定：）力学里规定：功等于力跟物体在力的功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。方向上通过的距离的乘积。 公式：公式：W=FS（4）功的单位：）功的单位：焦耳焦耳，1J= 1Nm 。把一个鸡蛋举高把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是，做的功大约是0.5 J 。（5）应用功的公式注意：）应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。就是这个力。公式中公式

23、中S 一定是在力的方向上通过的距离，强一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。调对应。 功的单位功的单位“焦焦”（牛（牛米米 = 焦）焦） 功的原理：功的原理：（1）内容：）内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少使用机械时，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。于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。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功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离费距离，要省距离必须要省距离必须费力费力，既，既省力又省距离省力又省距离的机械是没有的。的

24、机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者使用机械或者可以省力可以省力、或者、或者可以省距离可以省距离、也可以、也可以改改变力的方向变力的方向，给人类工作带来很多方便。，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（直接用手对重物所做的功（Gh）（3）应用：斜面）应用：斜面理想斜面：理想斜面：斜面光滑斜面光滑 理想斜面遵从理想斜面遵从功

25、的原理功的原理；理想斜面公式：理想斜面公式：FL=Gh 其中：其中：F：沿斜面方向的推：沿斜面方向的推力；力；L：斜面长；：斜面长；G：物重；：物重；h：斜面高度。：斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：，则：FL=fL+Gh；这样；这样F做功就大于直接对物体做功做功就大于直接对物体做功Gh 。 （1）定义：）定义：单位时间里完成的功单位时间里完成的功（2）物理意义：）物理意义：表示做功快慢的物理量表示做功快慢的物理量。（3）公式：）公式： PWt = Fv根据功率的导出式：根据功率的导出式：PFv可知功率一定时，可知功率一定时，要增大要增大F，必须减小，必须减小

26、v，即汽车上坡时要换低速档。，即汽车上坡时要换低速档。（4）单位：主单位）单位：主单位 W 常用单位常用单位 kW 换算：换算：1kW=103W 某小轿车功率某小轿车功率66kW，它表示：它表示：小轿车小轿车s 内做功内做功66000J （5）比较功率大小方法）比较功率大小方法 a、做功时间相同，比较做功的多少，、做功时间相同，比较做功的多少， 在时间相同时，做功越多功率越大。在时间相同时，做功越多功率越大。 b、做功相同时，比较做功时间长短，、做功相同时，比较做功时间长短， 在做相同多的功，用时越短，功率越大在做相同多的功，用时越短，功率越大考点五：功率考点五：功率例例. . 引体向上是体能

27、测试项目之一，引体向上时引体向上是体能测试项目之一，引体向上时双臂的拉力使身体上升，并对身体做功。现要测双臂的拉力使身体上升，并对身体做功。现要测量人引体向上时功率的大小，请根据你自身的体量人引体向上时功率的大小，请根据你自身的体验或观察他人做引体向上的过程，说明所需测量验或观察他人做引体向上的过程，说明所需测量的物理量并给出合理的数值，写出引体向上时人的物理量并给出合理的数值，写出引体向上时人做 功 的 功 率 的 表 达 式 ， 并 算 出 具 体 数 据做 功 的 功 率 的 表 达 式 ， 并 算 出 具 体 数 据（g=10N/kgg=10N/kg）例题选解例题选解需要测量的物理量：

28、需要测量的物理量：体重体重G, 上升高度上升高度h, 时间时间t ,次数次数n表达式：表达式：P=nGht1、如图、如图5所示的四种情景中，人对物体做功的是所示的四种情景中，人对物体做功的是 （ ）2、下列关于力做功的说法，正确的是、下列关于力做功的说法，正确的是 （ ） A人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子有做功人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子有做功 C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 D过山车向下运动过程中，车上乘客所

29、受重力对乘客没有做功过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 CB3、一质量为、一质量为3000kg的汽车沿着长为的汽车沿着长为5.4km的盘山的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山的山顶时，耗时顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为，汽车发动机的牵引力为4000N。求：求：（1）汽车行驶的速度。）汽车行驶的速度。（2）汽车发动机牵引力做的功。）汽车发动机牵引力做的功。（3）汽车发动机牵引力的功率。）汽车发动机牵引力的功率。 解：（解：（1）vSt 5.4103m1560s6m/s（2）WFS 4000N5.4103m2.161

30、07J（3）PFv 4000N6m/s2.4104w2公式：公式：3总功总功(1)定义：有用功和额外功定义：有用功和额外功_，一般等于拉力做的功，一般等于拉力做的功之和(2)计算公式：计算公式：W总总FsFnh.机械效率：机械效率：1定义：有用功与总定义：有用功与总功的比值功的比值W有有W总总100%.3任何机械的机械效率都小于任何机械的机械效率都小于 1.考点六：机械效率考点六：机械效率滑轮组的机械效率：2影响因素：动滑轮的重、物体的重、滑轮和绳子间的摩擦提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组机械效率越低提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组机械效率越低同一滑轮组，提升的重物越重机械效率越大同一滑轮组，提升的重物越重机械效率越大(在绳子能在绳子能承受的限度内承受的限度内)倾斜程度粗糙程度四、斜面的机械效率2影响因素：斜面的影响因素：斜面的_、斜面的、斜面的_3提升同一重物时，斜面坡度越大，越提升同一重物