简单机械功苏科版

第11章简单机械和功2014年中考总复习系列课件滨淮中学初三物理备课组庄庆明一、杠杆支点动力：F1阻力：F2动力臂：L1阻力臂：L2（注意点：支点一定在杠杆上,力臂不一定在杠杆上！）O

F2F1L1L21、杠杆五要素2、作力臂的方法（1）.找支点（2）.沿动力和阻力的方向画出力的作用线（3）.从支点作这些力的作用线的垂线。这个垂线就是力臂。F1F2L2L11、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是F2的力臂，请在图中画出力F1的力臂L1和力F2.FIL2OL1F2注意：由于L1>L2,杠杆平衡，所以F1<F2练习例题选解例3．如图要使杠杆AOD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？G0ADCBFBFCFD(1)什么叫杠杆的平衡？答：杠杆平衡是指杠杆静止不转或匀速转动。(2)杠杆平衡条件是什么？答：F1.L1=F2.L2答:避免杠杆的自重影响杠杆的平衡;(3)实验前为什么要先调节平衡螺母使杠杆平衡？为什么要调节杠杆在水平位置平衡？

便于测量力臂.3、探究杠杆的平衡条件(3)费力杠杆动力臂<阻力臂,（费力、省距离）(1)省力杠杆

动力臂>阻力臂,（省力、费距离）(2)等臂杠杆动力臂=阻力臂,4、杠杆分类:1、先确定分类的标准，然后对图所示的杠杆进行分类。A、用撬棒撬石头B、理发剪刀C、镊子夹东西D、起子撬瓶盖练习E、摇杠抽水机F、手推车G、钳子H、天平省力杠杆：A、D、E、F、G费力杠杆：B、C等臂杠杆：H2、

如图是自卸车的示意图，车厢部分视为杠杆，则下列分析正确的是（

）B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力

B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力

D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力

4、如图是一种垃圾夹的结构示意图.拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接.当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状.在使用过程中，手把和夹爪分别是（）A．省力杠杆费力杠杆B．费力杠杆省力杠杆C．省力杠杆省力杠杆D．费力杠杆费力杠杆A

例题选解5.如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力F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，在这个过程中直杆（）A．始终是省力杠杆B．始终是费力杠杆C.先是省力的，后是费力的D．先是费力的，后是省力的C例3、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

GOAC6、如图所示，O为杠杆的支点，在杠杆的右端B点处挂一重物。MN是以A为圆心的弧线导轨，绳的一端系在杠杆的A点，另一端E可以在弧线形导轨上自由滑动，当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中，杠杆始终水平，绳AE对杠杆拉力的变化情况是（）OMNEBAA、先变大后变小B、先变小后变大C、一直变小D、一直变大B7、斜拉桥是一种科技含量很高的大桥，图甲是斜拉索桥的桥提结构示意图，图乙取桥体一部分结构进行研究，图丙是这部分结构的受力示意图。甲乙丙F1F2（1）从图丙可以看出，斜拉桥的设计应用了

的相关知识，其中O是

，

代表桥重和桥面上的车辆对桥的作用力，

是钢索对桥面的拉力。桥塔钢索桥面O（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥的高度，请分析原因。杠杆支点F1F2（3）假如让你来设计新的斜拉桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）答：增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆平衡条件，钢索所受的拉力也随之减小。答：使用新型的高强度轻质材料减小桥的自重。7、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力）Ｆ的作用下以Ｏ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Ｍ，则（

）A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大

B．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ减小

C．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ增大

D．Ｆ减小，ｌ增大，Ｍ增大

8、如图6所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力——位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图7所示。据图可知金属杆重

A．5NB．10NC．20ND．40N二、滑轮、滑轮组特点：（1）不能省力，

没有摩擦时F=G物（2）不省距离S=h实质：等臂杠杆作用：改变施力方向GF1F2F31、定滑轮：2、动滑轮作用：能省一半力，不计摩擦时，F=1/2（G动+G物）特点：费距离S=2h实质：动力臂等于阻力臂两倍的杠杆3、滑轮组FFGG12F＝G13F＝G不计绳重、动滑轮重及摩擦特点及作用：既可省力，又可改变施力的方向.轮轴实质：省力杠杆斜面作用：省力4、轮轴、斜面1、升国旗的旗杆上装有定滑轮，这是为了（）A、省力B、省功C、省距离D、改变施力方向2、用如图所示的四种方法，提起同一重物G，不计摩擦及动滑轮重，则所用拉力F最大的是

，最小的是

。FFDABCDBC练习3、关于滑轮和滑轮组，下列说法正确的是（）A、使用定滑轮既可以省力，又可以改变力的方向B、使用定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向C、使用动滑轮既可以省力，又可以省距离D、使用一个动滑轮与一个定滑轮组成的滑轮组最多可以省一半的力B课堂练习5、用一根结实的绳子在两根光滑的木棒上绕几圈，如图所示：小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了，这幅漫画说明了什么？6、作用在各类杠杆和定滑轮、动滑轮、滑轮组上的力和力移动的距离之间的关系有什么共同的特点？省力一定费距离，省距离一定费力。点拨：一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈可看作是滑轮组，以类似于分析滑轮组省力情况分析大力士拉力和小朋友用拉力之间的关系。1、功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积2、功的计算：W=FS3、功的单位：JN.m1J=1N.m人手托几个鸡蛋举高1m，所做的功为1J？注意：使用任何机械都不省功！（功的原理）二、功（W）（1）有力作用在物体上；（2）物体在力的方向上移动一段距离.4、做功的两个必要因素：例题选解例5.一个人把重为80N的水桶从井里匀速提升到地面。已知水桶被提起的高度为8m，水桶到地面后，人又提着水桶沿着水平地面匀速前进20m,求人对水桶一共做了多少功？三、功率（P）2、定义：1、意义：3、公式：4、恒力F做功时功率：W=Ptt=WP表示物体做功的快慢功与时间的比值P=W/tP=FV估测上楼时的功率：（2）需要测哪些物理量？需要哪些器材？（3）功率的表达式（1）原理：质量m；登楼的高度h；登楼的时间t磅秤皮尺秒表P=mghtP=Wt估测跳绳时的功率：（2）需要测哪些物理量？需要哪些器材？（3）功率的表达式人的质量m；跳的高度h；_____________磅秤皮尺秒表P=nmght跳n次的总时间t（1）原理：P=Wt跳绳是一种简便易行的锻炼方式.如图描绘了某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像.由图像可知，他的重心移动的最大高度为

cm.若该同学的体重为500N，则他1min内克服重力做功的功率为

W.675练习

1.某建筑工地上，起重机将1000N的重物竖直向上匀速提升10m后，又将重物水平移动了5m，在整个过程中，当物体向上运动时，拉力做功___J；当在水平方向移动时，拉力做功__J.2.重力为100N的物体，受到50N的水平拉力，在水平面上匀速前进5m，则重力做功为____J，拉力做功为___J.010402503.功率是表示_____________的物理量.甲、乙两台机器做相同的功所需的时间之比为3∶2，则甲、乙两机器的功率之比为_______.4.一台拖拉机，功率为20kW，它以7.2km/h的速度匀速前进0.5h，做功___________J，它受到的阻力为___________N.2∶3做功快慢100003.6×1075、提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题。机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120km/h和180km/h在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为()A．2﹕3B．3﹕2C．4﹕9D．9﹕4C有用功：对人们有利用价值的功额外功：无利用价值但又不得不做的功总功：动力所做的功

W总=W有用+W额四、机械效率机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.表达式:

没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1有没有机械效率为100%的机械？为什么？100%例题：下列说法正确的是()A、机械效率高的机械，功率一定大B、做功多的机械，功率一定大C、做功快的机械，功率一定大D、做功时间长的机械，功率一定大C四、滑轮组的机械效率1、滑轮组的机械效率与_______、_________、________有关；2、提高滑轮组机械效率的方法有：（1）增大物重；（2）减小动滑轮重；（3）减小绳重及摩擦（加润滑油）物重G动滑轮重G0绳重及摩擦η=W有用W总h物S绳G物W有用W总=G物h物F绳S绳测量滑轮组的机械效率原理：绳=G物h物F绳nh物=G物nF绳计算式:注意：实验过程中应

竖直匀速拉动测力计

钩码重/N弹簧测力计的示数/N钩码移动的距离/m弹簧测力计移动的距离/m有用功/J总功/J机械效率31.20.10.3例1.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学测得的数据如下表所示：（1）在表中空白处写出有用功、总功和机械效率的值；（2）实验时。应使弹簧测力计做

运动。实验中除弹簧测力计外，还需要的测量工具是________0.30.3683.3%匀速直线刻度尺次数钩码悬挂点钩码总重G/N钩码移动距离h/m拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η/%1A点1.50.100.70.3071.42B点2.00.151.20.3083.31.用如图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的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为

__N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，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：

．（2）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A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：根据表中数据，能否得出“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”的结论？答：

；请简要说明两条理由：①

；②_________________

0.566.7克服杠杆自重做额外功不能没有控制悬挂点不变实验次数太少，数据有偶然性例3、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_______m，手拉绳子的力为______N，拉力的功率为___W，滑轮组的机械效率为________.2809691.7％例2、下列说法正确的是()A、机械效率高的机械，功率一定大B、做功多的机械，功率一定大C、做功快的机械，功率一定大D、做功时间长的机械，功率一定大C例9．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(1)拉力F为多大？(2)有用功多大(3)总功多大(4)滑轮组的机械效率是？2、滑轮、滑轮组平移重物f指水平面对物体的摩擦力有用功W有用=f.S物SF=nS物例5、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）例4、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？

F解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30NP=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w(2)η=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