第十一章简单机械和功教案

第十一章简单机械和功课程标准1．通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。2．结合实例认识功的概念，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。3．结合实例理解功率的概念，了解功率在实际中的应用。4．知道机械功的概念，能用生产、生活中的实例解释机械功的含义。5．理解机械效率。6．了解机械使用的历史发展过程，认识机械的使用对社会发展的作用。第一节杠杆一、教材分析重点、难点剖析1．认识杠杆杠杆是最基本的简单机械。细心一点，在各种机械装置中都能找到杠杆的影子。所谓杠杆，就是一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。这里，硬是指受力时形状的变化很小；棒也不一定是直的，它可以是各种形状。如马路边上垃圾桶的盖子，我们倒垃圾时掀开垃圾桶的盖子，它就是一杠杆。杠杆的特征在于转动，因此，辨别杠杆时，关键判断它能否在力的作用下，绕固定点转动，如果转动，则该装置一定是杠杆。面对实物，面对固定的图形，如何判断它是否绕轴转动，这就要求我们有丰富的想象力。我们平时骑的自行车，很多部件都是杠杆，你能识别出来吗？（1）支点：杠杆绕着它转动的点，也叫做转轴。（2）动力：推动杠杆转动的力（动力可以是人力，也可以是畜力、风力、电力、水力、蒸汽压力等）。（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。正确辨认杠杆的标准是：把实物抽象成“硬棒”，找出一点（支点）、二力（动力和阻力）、二臂（动力臂和阻力臂）。2．怎样画杠杆示意图画杠杆示意图是研究杠杆的重要方法，是实物杠杆的科学抽象，是物理学的书面语言。只有正确画出杠杆示意图，才能进一步研究杠杆问题。如图11-1所示，用撬棒撬石头的时候，撬棒就是一根杠杆，如何画出撬棒的杠杆示意图呢？作图步骤如下：（1）画出杠杆：用粗线条把杠杆主要形态画出来，不要画实物外形。（2）找出支点：设想杠杆转动，在杠杆转动时找出支点，可用“△”表示，也可用“·”表示，并标出字母“O”。（3）标出两力：根据杠杆的转动方向，判断动力、阻力的方向，并用“力的示意图”表示动力F1、阻力F2，动力和阻力的作用点均应画在杠杆上。（4）作出两臂：用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另外一条边通过支点，从支点向力的作用线（必要时可正向延长或反向延长）画垂线（力的延长线画虚线），作出动力臂和阻力臂，并用大括号括出动力臂和阻力臂，分别用字母l1、l2表示.要求学生认真、工整地画出杠杆示意图。除要标明支点，动力和动力臂，阻力和阻力臂外，还要按比例画出力和力臂，点要清、线要明。撬棒的示意图如图11-2所示3．杠杆的平衡条件同学们在实验室用天平测质量时，总是在天平的横梁水平后，才读出被测物体的质量。人们用扁担挑货物时，肩膀一定要在扁担的适中位置，货物才会平衡，人走起路来也才方便。类似天平的横梁水平和扁担的水平的现象就是杠杆平衡。物理上，把杠杆保持静止或匀速转动叫做杠杆平衡。杠杆平衡，说明杠杆的运动状态不发生变化。初中阶段只研究杠杆处于静止状态的平衡。杠杆平衡时必须满足一定的条件，这一条件叫做杠杆的平衡条件。实验研究得到的杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，写成公式为：F1l1=F2l2。杠杆的平衡条件也可以改成比例的形式：，它表示动力臂L1是阻力臂L2的几倍，则动力F1就是阻力F2的几分之一。杠杆转动是力和力臂共同作用的结果，因此，杠杆平衡也是力和力臂共同的平衡，也即是力和力臂乘积的平衡。4．杠杆的应用杠杆的分类有不同的标准。例如用是否省力作标准，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，也以把杠杆的应用分为省力、费力、等力三类。（1）省力杠杆：如图11-3所示，其动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力，即l1>l2，F1<F2。特点是用较小的动力可以克服较大的阻力，使用时动力作用点移动的距离就要相应增加，即省力的代价是费距离。撬棒、拔钉榔头、脚刹车的踏板装置、起瓶盖用的起子都属于这类杠杆。（2）费力杠杆：如图11-4所示，其动力臂小于阻力臂，平衡时动力大于阻力，即l1<l2，F1>F2。特点是用较大的动力去克服较小的阻力，但作用时可使动力作用点移动较小的距离，即费力的收获是距离、节约时间，钓鱼竿、铁锹、缝纫机脚踏板、镊子都属于这类杠杆。（3）等臂杠杆：如图11-5所示，其动力臂等于阻力臂，平衡时动力等于阻力，即l1=l2，F1=F2。特点是既不省力也不费力，但使用方便。常用的托盘天平是等臂杠杆，所以用天平测物体质量时，砝码的读数就是物体质量。普通剪刀也近似是等臂杠杆。各类杠杆各有利弊，在选用时应从有利于生产、生活出发，根据实际需要来选定杠杆的形状和类型，这也是设计和使用更复杂的机械的基本思想。要注意有的杠杆可以省力，有的杠杆可以省距离，这下你感受到杠杆的魅力了吧！但是省力又同时省距离的杠杆是没有的，即熊掌和鱼不可兼得。第二节滑轮一、教材分析重点、难点剖析1．定滑轮的实质滑轮是一种简单机械，它通常是由一个带凹槽的轮子绕上绳索、缆绳或链条组成的。在旗杆顶上就有一个滑轮，如图11-7所示。这个滑轮是固定在旗杆顶上的，所以叫定滑轮。定滑轮是一个什么样的简单机械呢？如图11-8所示，甲图是一个等臂杠杆的示意图。现在把等臂杠杆进行如下的等效变换：先把直棒加宽变形成一个圆轮，支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变（图乙），再把圆轮的边缘挖一个槽，这就变成了一个滑轮，最后把它固定使用就成了定滑轮（图丙）。使用定滑轮时，把重物系在绳的一端，将绳绕过滑轮的槽，在槽的另一端用力拽绳子，如图丁所示。无论你横着、斜着或竖直向下拉绳子，通过凹槽里绳子的作用，都可将你的拉力转变成向上的拉力，从而把重物提起来。从图丙可知，定滑轮是绕轴转动的，轴是定滑轮的支点。动力臂与阻力臂等长，均等于滑轮半径。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力等于阻力。由此可见，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用它既不省力也不省距离，但改变了用力方向，使工作更方便。定滑轮在实际生活中有着广泛的应用：如船员向下用力，可以升起船帆；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或拉开；建筑工人站在地面上从不同角度用力，都可以将不太重的建筑材料提升到高处。2．动滑轮的实质在生产和生活中，人们发现将滑轮的使用方法改变一下，就可以起到省力的作用。如图11-9所示，甲图是将滑轮连在想移动的物体上，用手拉绳时，滑轮和重物一起上升，这样使用的滑轮叫动滑轮。甲图中将要移动的物体现在由绕在滑轮上的左、右两段绳子牵拉着，可见，使用动滑轮可以小一半力。动滑轮的这一特点可以根据杠杆平衡条件证明。从图乙可知，动滑轮随时绕悬绳与滑轮的接触点转动，此点即为动滑轮的支点。再将动滑轮加工压缩变形成一根直棒，支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变（图丙），这样动滑轮就成了变形的杠杆（图丁）。若拉线都是平行的时候，动力臂为轮的直径，阻力的二分之一，即使用动滑轮可省一半力。由此可见，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用时可省一半力，但要多移动一倍距离（即把重物提升1m，你就得拉绳子2m），且不能改变力的方向。3．滑轮组的特点定滑轮虽然不省力，但可以改变用力的方向，给人们带来方便；动滑轮不能改变用力方向，但可以省力，省力情况是人们最为关心的。有没有办法使两者的优势都得以充分地发挥呢？我们可以把定滑轮和动滑轮连在一起，组成滑轮系统，也就是滑轮组，用滑轮组拉物体会更省力。使用滑轮组可以省多少力呢？使用滑轮组时，由于环绕滑轮组的绳子不仅很长，而且被动、定滑轮分为好几段，多圈绕合的几段绳子共同承担吊物重，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重量的几分之一。如图11-10所示。也就是，拉动一段绳子，就可以节省数倍的力量。使人们的起重、运输等工作更加轻松。在分析滑轮组省力情况时，若只要数出有几段绳子吊着动滑轮就能算出省力到几分之一。同学们在实际使用时，往往不会判断物重由几段绳子承担，可用下列两种方法判断：（1）一条绳子串绕在滑轮组上以后，被定滑轮、动滑轮分成几段，除了手拉的一段需要判断是否承受物重以外，其余各段都承担物重。手拉的一段如果由定滑轮引出，不承担物重；手拉的一段由动滑轮直接引出，就承担物重。（2）在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线将它们隔离开，数出绕在动滑轮上的绳子段数即可。使用滑轮组可以省力，却是费了距离的结果。对滑轮组来说，省力到几分之一，费距离到原来的几倍。第三节功一、教材分析重点、难点剖析1．“功”的概念是怎样建立的机械使我们能够做到我们原本做不到的事情。例如：有的机械可以增大我们工作上所用的力（即省力），有的机械可使我们工作得更快（即省距离）。那么，能不能设计出一种更好的简单机械，它既省力，又能省移动距离，这是科学技术史上一个很重要的问题。经过长期的实践和研究，人们发现既省力又省距离的机械是没有的，下面就讨论这一问题。现在要把重力为G的物体提升一个高度h。如果我们直接用手把它匀速提升，手用力为G，手移动的距离为h，则力和距离的乘积为Gh。如果我们用轻质动滑轮匀速提升重物，由于动滑轮能省一半力，手用的力变为，而绳子是对折使用的，手移动的距离为2h，则力和距离的乘积为。如果我们用阻力臂为动力臂2倍的杠杆来匀速提升重物，则手移动的距离是物体升高高度的二分之一，即，根据杠杆平衡条件，手用力是物重的2倍，即F=2G。则力和距离的乘积为。综合以上情况，无论是用省力的机械，还是用省距离的机械，由于两种情况的力和距离的乘积不变，因此，省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，既省力又省距离的机械是没有的。由此可见，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个物理意义的量。为了反映这一特性，物理学中引入了功的概念，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功，简称功。2．如何理解做功物理学中的做功描述的是力的作用效果，即物体在力的作用下通过一段距离。力有了这种效果，就说力对物体做了功。例如起重机吊起重物，机车牵引列车前进。在这些现象中，起重机的拉力对重物做功，机车牵引力对列车做功。由此可见，把物体受力发生移动的过程叫做做功过程，功包括两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。这两个条件，缺一不可。如果你推一辆陷在泥中的汽车，尽管你已使出了全身的力气，车子还是纹丝不动，几分钟后，你已筋疲力尽，而车子还是陷在泥中。在这一过程中，虽然你用力推车，但车子没有移动距离，所以你没有对汽车做功。要对一个物体做功，该物体必须在所施加的力的方向上移动距离。当你从家门口把一箱苹果搬到房间里时，也许你认为做了功，但事实上并非如此。要对一个物体做功，施加的力必须与物体运动的方向一致。当你搬运苹果时，你施加一个向上的力来抬起箱子，这样箱子才不会掉到地面。但箱子运动的方向是水平向前的，当你搬运这箱苹果时，由于施加的力是竖直的，在竖直方向上这箱苹果的高度、速度都没有变化，所以你在搬运这箱苹果时没有做功。3．功的计算和单位功的决定因素。提醒学生讨论、体会得出结论：常识会告诉我们：把不同物体从地面抬到同一高度，抬较重的物体需要花费更大的力，因而需要做更多的功；把同一物体抬到不同高度，移动距离远的比移动近的需要做更多的功。功的计算公式。物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功，也就是功=力×力的方向上通过的距离，用公式表示就是W=Fs，式中的W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离。提醒同学们注意：不能仅从字面上记住功的计算公式，必须跟进一步的文字语言说明和实际做功图景结合在一起，才能真正理解公式。具体到功的计算公式，要注意F与s之间的关系（同体、同时、同向），即F和s必须对应同一个物体、对应同一段时间、对应同一个方向，而不是随意的一个力和一个距离相乘都是功。例如，给甲物体一个作用力，甲乙物体向某个方向移动了一段距离，两者不相干，算它们的乘积没有意义。功的国际单位。根据功的计算公式W=Fs，功的单位是力的单位和距离的单位的组合。在国际单位单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），功的单位就是这两个单位相乘，也就是牛·米（N·m），为了纪念英国物理学家焦耳做出的巨大成就，用他的名字命名为功的单位，简称焦（J），1J=1N·m。1焦的物理意义是：物体在1N的力的作用下，沿力的方向通过1m的距离，则此力做功是1J。同学们在前面已经了解1N的作用力大约是托着两只鸡蛋的力。那么1J的功就大约是手托着两只鸡蛋向上移动1m所做的功。功的计算原则。应用公式W=Fs解题时要遵循以下原则：①首先对物体进行受力分析，画出物体的受力示意图。②当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意的要求确定哪几个力做功和对谁做功。③根据做功的两个必要因素，找出做功的力和物体在力的方向上通过的距离。④功是只有大小，没有方向的物理量。⑤做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只能由W=Fs决定。第四节功率一、教材分析重点、难点剖析1．为什么要引入功率概念人类创造了无数种机械，然而这些机械的做功本领彼此差别很大。例如：建筑工地上要把几百块砖送到楼顶，如果用起重机，几分钟就行了。显然，运送相同数量的砖到相同的高度，起重机和定滑轮做的功相同，用定滑轮做这些功用几小时，起重机用几分钟，那它们做功有什么不同呢？机械做功不但有做功多少问题，还有做功快慢问题。如图11-14所示，如果挖土机半小时挖土10吨，一个工人4小时挖土1吨，（假设把土提高的高度相同），那么，挖土机和工人做的功不同，所用时间也不同，怎样比较他们做功的快慢呢？我们可以回顾如何比较两个人运动的快慢。一般用两种方法：一种是相同路程比时间，一般赛跑都是用这种方法（裁判员的方法）；还可用另一种方法，是相同时间比路程（观众的方法）。物理学上采取后种方法，引入了速度的知识迁移到比较做功快慢上来，引入功率概念来表示做功的快慢。单位时间（譬如1秒钟）内做的功叫功率。凡是功率大的物体，每秒钟做功多，就说明它做功快。例如我们爬楼梯，无论是走上去还是跑上去，所做的功是一样的，但经验告诉我们，跑上去要比慢慢走上去累得多，这就是因为跑上去时做功的功率比走上去时的功率大的缘故。同样，两部等质量的汽车向山上开，功率大的车会先到达山顶。2．功率的计算物理学中，做功的快慢用功率来表示。单位时间内完成的功叫功率，即功率=。如果用W表示功，t表示时间，P表示功率，则功率的定义公式为。在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位就焦/秒，专门称之为瓦特，简称瓦，这是为了纪念英国发明家瓦特改进蒸汽机所做的巨大贡献。1秒时间内完成1焦的功，功率就是1瓦，换句话说1瓦=1焦/秒。比方说，你在1秒内把一杯水送到嘴里，你做功的功率大约是1瓦。工程技术上，还有千瓦、兆瓦等功率单位，1千瓦=103瓦，1兆瓦=106瓦。功率大小是描述机器性能的一个重要指标，选购机器时，功率是一个首要因素。只有合适的功率，才能在实际生活中发挥机器应该体现的功能。功率也可以用另一种形式表示。我们可通过以下例子来分析：一辆汽车做匀速直线运动。牵引力F、速率v和功率P之间有什么关系？由于汽车做匀速直线运动，因此速度是单位时间内所通过的路程；将速度乘以力，就表示单位时间内做的功，这正是功率，所以F、v、P之间满足P=Fv。显然P=Fv，是从公式P=、W=Fs、v=推导出来。以后解题时可作为公式直接应用。从P=Fv来看，若功率保持一定，那么加大速度必定要相应减少力，否则就不能保持它们的乘积即功率不变。平时我们说机器的功率多大，是指机器正常工作时的功率。在解一些有关运动的物体（包括机器）的功率时，应用P=Fv比较简捷。例如，拖拉机深耕土壤时，为了获得较大的牵引力就必须降低速度。又如汽车以高速度行驶时，它的牵引力较小，适用于阻力较小的情况。当汽车上坡或负载加重时，它需要克服较大的阻力，就应换用低速度行驶，以获得较大的牵引力。汽车、拖拉机上装置的变速箱就是出于这个道理。想一想，二、教学目标1．知识与技能知道功率的定义、单位，并对人和一些事物的功率数值有具体的概念，会计算简单的功率问题。2．过程与方法从身边生产和生活实际中，认识做功不但有多少之分，而且有快慢之别，学会把速度的知识迁移到比较做功快慢上来，理解功率的定义及其公式。3．情感、态度与价值观通过实验探究，培养发散思维能力、实事求是的科学态度，体会研究物理问题的方法。。第十一章《简单机械和功》【知识梳理】（一）杠杆1、定义：在力的作用下能绕转动的硬棒称做杠杆。2、杠杆的五要素是：、、、、。3、杠杆的平衡条件：⑴杠杆的平衡是指杠杆处于状态。⑵实验前应调节，使杠杆在位置平衡，这样做的目的是：。⑶杠杆的平衡条件：。用公式可写成：。F4、杠杆可分为杠杆、杠杆和杠杆。FF（二）滑轮：F1、定滑轮：①特点：。②实质：。③F移动的距离S和G移动的距离h的关系。2、动滑轮：①特点：。②实质：。③F移动的距离S是G移动的距离h的。3、滑轮组：①特点：即可以，又可以改变。②省力情况：若不计摩擦和绳重，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是物重的。（三）功（W）1、定义：。2、公式：W=。3、单位：，符号是，1J＝1N·m4、做功的两个必要因素：①②（四）功率（P）1、意义：引入功率是表示的物理量。2、定义：。3、公式：p==。4、单位：，符号是，1W=1J/s（五）机械效率（η）1、有用功：。额外功：总功：。2、和的比值叫机械效率。3、计算公式是：。注意：任何机械的效率都1。4、影响机械效率大小的因素有：机械自重及。5、滑轮组机械效率的公式是：；斜面机械效率的公式是。（六）功的原理使用机械时，人们所做的功都不会不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不。【例题分析】【例题1】（09福州市）如图1所示，使用中属于费力杠杆的工具是（）图1图1【例题2】如图3所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（）图3A.80NB.60N 图3C.40ND.20N【例题3】（09四川自贡）同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图3所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（）图3图3A.F甲＜F乙＜F丙B.F甲＞F乙＞F丙C.F甲＞F乙＝F丙D.F甲＝F乙＞F丙【例题4】一台拖拉机耕地的最大牵引力是2．5N，若每小时拖拉机行驶7．2km，它的功率多大？每小时作功多少？练习：在100m深的矿井里，每分钟积水9m3，要想不让水留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？【例题5】测“滑轮组机械效率”的实验中所用的测量仪器有________________________________________________________________________(1)画出测量由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组的机械效率装置示意图（2）若动滑轮重0.5牛，弹簧秤测量范围是0~2.5牛，则实验时，被提起的重物不得超过___________________。（3）为记录本实验的数据，请你设计一个表格（4）实验时，必须使弹簧秤做____________________运动。图2练习：如图2所示，小明学过机械效率后，提出了一个问题：图2“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？”针对这个问题，他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下表：（1）第三次实验填入表格中的数据：有用功为_______J，总功为________J，机械效率是__________。（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越___________。（3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：________________。（4）如果小明还想探究机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变？答：_________________________________________图4【例题6】（09杭州）杭州市政府投巨资于民生工程，对背街小巷实施景观改图4造。施工中，一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重（如右图所示）。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求：(1)工人使用滑轮组时做的有用功为焦。(2）工人拉绳子的力为牛；拉力的功率为瓦。(3)滑轮组的机械效率为图6练习：（09河北）小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图6中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N图6的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。【反馈练习】1、一物体质量为18kg，其所受重力为N．如图6所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m．所用拉力为200N．此过程中，小明做的有用功是J，定滑轮的机械效率是，拉力的功率是w．(取g＝10N/kg)图72、如图7所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到同一高度，使用滑轮能够省力,使用图7图6图6图8图83、20XX年北京奥运会的宗旨是“绿色”和“人文”。在所有的比赛场馆都为残疾人（特别是乘坐轮椅的）建立了专用通道，为残疾人上下台阶提供了方便。它实际上也就是一种我们所学过的简单机械——斜面；使用它的好处是。4、如图8所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上，以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力f=G/10,则物体的重力为N；在2s内物体移动的距离为m;拉力F为N；在2s内物体移动的距离为m;拉力F为______N；拉力F的功率为W。（g=10N/kg）5、一座高达40米的大桥，总长为8350米，其中正桥只有850米，而两侧引桥却长达7500米，。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后．他明白了引桥相当于一个斜面。（1）小明用如图9所示的斜面进行模拟实脸．在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度．发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。图9由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起图9到（“省力”或“省功”）的作用。（2）一辆总质量为2000千克的汽车以10米／秒的速度匀速通过一侧引桥（长3750米），需要的时间为______秒，所做的有用功为______焦。（g取10牛／千克）6、在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是（）A、铅球出手后，水平方向移动7m，手对铅球做了功B、用30N的水平推力，将重为180N的物体推动9米。推力对物体做了功C、关闭发动机后，火车仍向前滑行50m，火车的惯性对它做了功D、小球在光滑的水平面上滚动，支持力对它做了功7、关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（）A.机械的效率越高，做功越多B.机械的效率越高，做功越快C.机械的功率越大，做功越多D.机械的功率越大，做功越快8、小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W，则他骑车时所受阻力约为()A．2000NB．200NC．20ND．2N9、处于平衡状态的杠杆，如再加一个力F后，杠杆仍处于平衡，则力F（）A．一定在阻力一边B．一定在动力一边C．作用线通过支点D．无法判断10、张强要抬起一根粗细均匀、重为800N的树干的一端，另一端不离地，他至少用力（）A、800NB、600NC、400ND、200N11、不计机械自重和摩擦的情况，用10N的拉力不能提起重20N的物体的简单机械是()A.一个动滑抡B.一个定滑轮C.杠杆D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑抡组12、平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3：2，则甲与乙()A．牵引力做功之比为2：3B．牵引力做功之比为3：2C．牵引力的功率之比为1：1D．汽车所受的阻力之比为3：213、甲、乙两台机器，它们做功之比是4:5，完成这些功所用时间之比是4:3，则甲、乙两台机器功率之比是(）A.3:5B.5:3C.4:5D.4:1甲乙图1314、小明在“测滑轮组机械效率甲乙图13实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1632.592652.5173682.524（1）分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是,应改为；②第3次实验中滑轮组的机械效率是；③滑轮组的机械效率与无关。（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图13甲所示。①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变；②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率（选填“相同”或“不相同”），理由是：。图1415、如图14所示，用滑轮匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，图14绳子自由端的上升速度为2m/s，（不计绳重和摩擦）求：（1）作用在绳自由端的拉力多大？（2）滑轮组的机械效率为多大？（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？第十一章简单机械和功简单机械和功（一）【教学目标：】1．掌握杠杆的五要素及其画图，会利用杠杆的平衡条件解决实际问题，并利用其进行分类。2．进一步理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质，并会组装滑轮组。【教学重点：】杠杆的五要素、滑轮的实质【教学难点：】杠杆的平衡条件的应用及杠杆的五要素的画图【教学过程：】一、复习要点1．在物理学中，将一根在__________可绕一___________转动的硬棒称做杠杆。2．杠杆的力臂是指：从__________到_______________的距离。3．杠杆的平衡状态是指：______________________________，杠杆的平衡条件是：____________________________________________。4．杠杆的分类：动力臂______阻力臂，动力________阻力，为_________杠杆；动力臂______阻力臂，动力________阻力，为_________杠杆；动力臂______阻力臂，动力________阻力，为_________杠杆。5．定滑轮的特点是：_____________________，动滑轮的特点是：______________________，滑轮组的特点是：_________________________。二、典型例题1、杠杆的五要素：（2013资阳）10．（3分）如下左图，小明在做俯卧撑时可将他视为一个以脚为支点O的杠杆，如果他的重心在A点，请在图中画出重力G和支撑力F及支撑力的力臂l。2、杠杆的平衡条件：（2013德州）19．如图所示，请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂L．3、杠杆的分类：（2013•黑龙江）9．在生产生活中常使用如图所示的简单机械，其中一定不能省力的做法是（）A．B．C．D．4、滑轮的实质及组装滑轮组：（2013•日照）20．如图所示，用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法．三、当堂检测1．（2013陕西）14．图-1为揭开井盖的示意图，O为支点，请在图-1中画出拉力的力臂．2．（2013江苏盐城，第20题）在物理综合实践活动中，小华设计了如图所示的机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G，硬棒CD是 杠杆，滑轮B （能/不能）改变力的大小。在重物上升的过程中，轴O上增加的绳长 重物上升的高度。第30题图O第30题图O3．（20XX年丽水卷）30.如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。（1）制作舂米工具时，为了使作用在A点的力F更小，在其它条件相同时，只改变支点O的位置，应将O点更靠近▲端。第17题（2）若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中，动力F大小的变化是第17题4．（2013镇江）17．图中AOB可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重300N的物块，AO与OB长度之比为5：4．人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环．要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为N，人要不被拉起，则人重至少为N．与水平平衡相比，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将（选填“变大”、“变小”、或“不变”）．5．（20XX年庆阳市）⑵如图所示杠杆OBA处于平衡状态，请分别画出F1的力臂L1和F2的力臂L2。OAOA6．（2013营口）19．轻质杆OA的A端挂一重物，在绳子拉力作用下保持静止，请画出图中绳对A点的拉力F1及对应的力臂L1。7．（泰州市二O一三年）(2)如图13所示是一个简易压水机，其中AOB是杠杆，作出动力F1的力臂。学科王8．（2013重庆）请在图10中画出使轻质杠杆OA在图示位置保待平衡的力F的示意图。（2013佛山）19.如图所示，晓月利用铁架台、带有刻度的杠杆，细线、若干砝码等试验装置探究杠杆的平衡条件。请你回答下列问题：在挂钩码前，晓月发现杠杆左端低，右端高，她将杠杆两端的平衡螺母向调节，使杠杆在水平位置平衡。接着晓月在杠杆的两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡。其目的是：；。改变钩码数量与位置，获取三组测量数据（如下表），可以减少实验的，根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：，并完成下表中的空格。实验测量数据记录表：实验次序动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm12.05.001.010.0022.010.002.010.0032.010.002.0【课后作业：】

简单机械和功（二）【教学目标：】1．理解功、功率的概念，会利用功、功率公式解决实际问题。2．进一步理解有用功、总功、额外功、机械效率，并能利用公式解决实际问题。3．会解决杠杆、滑轮、斜面的机械效率。【教学重点：】功、功率、机械效率【教学难点：】功、功率、机械效率解决实际问题【教学过程：】复习要点：1．_______与物体在___________________通过的距离的___________，是一个有物理意义的量，在物理学中，我们称这一乘积为机械功，简称功。2．做功的两个必要条件为：_______________________和_____________________。3．_________________内所做的_______叫做功率，其表示物体______________的物理量。4．功的公式：___________________，功率的公式：_______________、__________________。5．将物体提升至一定的高度是我们的目的，这所做的功叫___________，我们在使用机械时，除需克服摩擦力做功外，还要克服机械的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但有不得不做，我们将它们叫做____________，动力对机械所做的功叫做_________。6．总功=_______+__________。7．在物理学中，将______________与_____________的比值叫做机械效率。8．通过减小______________、_______________和增大______________可以提高机械效率。二、典型例题：1、功：1．（2013四川自贡）3、小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（）A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J2、功率：2．（20XX年苏州市）27．（6分）一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N．(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小；(2)求货车以36km／h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物．3．（2013内江）42．(3分)已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为A．m1：m2B．：B．：D．：3、机械效率：4.（2013连云港）16.地震灾区重建过程中，工人用图示的滑轮组将重400N的建筑材料从地面缓慢提升至l0m高处。已知该工人对绳子的拉力为250N，则此过程人做的总功为_________J，该滑轮组的效率为___________%。5．（德阳市20XX年）41．如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上_________拉动绳子的自由端。若钩码G重为3N，小华所用拉力F为1.2N，则滑轮组的机械效率为_________；若换成重为5N的钩码G′再进行实验，此滑轮组的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。三、当堂检测：1．(2013安徽)8．我国设计的“中华月球车”今年将登陆月球，图为该车的模型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的1/6，月球车的质量为120kg，它在月球表面受到的重力为N。若它在月球表面上方竖直下落4m，则重力对它做的功为J。2．（2013•德州）12．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（）A．F1＞F2W1＞W2B．F1=F2W1＞W2C．F1=F2W1＜W2D．F1＜F2W1＜W23．（2013泸州）26、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4．（20XX年兰州市）20．如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，绳子自由端移动了m，拉力做的功是_____J，拉力的功率是_____W。5．（20XX年临沂）16．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0．2m。已知G=18N，F=ION。这一过程中，不能得到的结论是A．绳子自由端上升0.4mB．拉力F做功4JC．动滑轮重为2ND．该动滑轮的机械效率为90％6．（20XX年南京）30、在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：（1）实验时，用手

拉动弹簧测力计，使持在动滑轮下的钩码缓缓上升．（2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为

．（3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为

W．（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将

（选填“增大”、“减小”或“不变”）．7.（6分）建筑工地上，工人师傅将图18所示的滑轮装配成最省力的滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳提升重物。（1）请在图中画出滑轮组的绕线；（2）利用此滑轮组，工人用500N的力将1200N的重物匀速提升4m，求滑轮组的机械效率。【课后作业：】期末复习教案（三）简单机械和功（三）【教学目标：】1．掌握简单机械和功在简单机械的应用。2．对机械效率、功、功率知识的应用。【教学重点：】简单机械的机械效率【教学难点：】简单机械的机械效率【教学过程：】一、复习要点：1.杠杆的机械效率公式：______