簡單機械行業(yè)及功的原理

1、物理中考復(fù)習(xí)物理中考復(fù)習(xí)教學(xué)目的：1、回憶并掌握簡單機械的特點及作用2、會用杠桿平衡條件解題3、知道做功的兩個要素4、知道功率的意義、會用功率公式解題5、理解總功、有用功、額外功及相互關(guān)系6、會運用機械效率公式解題7、理解功是能的轉(zhuǎn)化形式知識框架知識框架簡簡單單機機械械和和功功簡單機械簡單機械功功功的計算功的計算滑輪滑輪杠桿杠桿做功的兩個必要因素做功的兩個必要因素功功機械效率機械效率功率功率功的單位功的單位省力杠桿省力杠桿等臂杠桿等臂杠桿費力杠桿費力杠桿支點支點( (O O) ) ：動力動力( (F F1 1) ) ：動力臂動力臂( (L L1 1) )：阻力阻力( (F F2 2) ) ：杠

2、桿繞其轉(zhuǎn)動的點杠桿繞其轉(zhuǎn)動的點使杠桿轉(zhuǎn)動的力使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（方向判斷）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（方向判斷）從支點到動力作用線的垂直距離從支點到動力作用線的垂直距離阻力臂阻力臂( (L L2 2) )：從支點到阻力作用線的垂直距離從支點到阻力作用線的垂直距離F2 一點、二力、二臂一點、二力、二臂杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件：F1L1 = F2L21. 省力杠桿，費距離。省力杠桿，費距離。2. 費力杠桿，省距離。費力杠桿，省距離。3. 不省力也不費力。不省力也不費力。三杠桿的分類三杠桿的分類F1 F2 O L1 L2 (3)費力杠桿費力杠桿 動力臂動力臂阻力臂阻

3、力臂, （省力、費距離）（省力、費距離） (2)等臂杠桿等臂杠桿 動力臂動力臂=阻力臂阻力臂, 杠桿分類杠桿分類:定滑輪定滑輪F1F2l2l1O動滑輪動滑輪F1F2Ol1l2滑輪組滑輪組成立的條件：不計繩重和摩擦成立的條件：不計繩重和摩擦功功4.功的原理：使用任何機械都不省功功的原理：使用任何機械都不省功功率功率機械效率機械效率W總總= W有有+W額額 W有有/ W總總能量能量功是能的轉(zhuǎn)化形式：物體對外做了多少功就有多少能量功是能的轉(zhuǎn)化形式：物體對外做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。1.動能動能：物體由于運動而具有的能，動能的大小與：物體由于運動而具有的能，動能

4、的大小與_和和_有關(guān)，有關(guān)，_越大動能越大，越大動能越大，_越大動能越大。越大動能越大。2.重力勢能重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。重力勢能的大小與重力勢能的大小與_和和_有關(guān)，有關(guān)，_越大越大重力勢能越大，物體被舉得越高重力勢能重力勢能越大，物體被舉得越高重力勢能_。3.彈性勢能彈性勢能5.動能和勢能的轉(zhuǎn)化動能和勢能的轉(zhuǎn)化4.能量守恒能量守恒6.機械能守恒機械能守恒：質(zhì)量質(zhì)量速度速度質(zhì)量質(zhì)量速度速度質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量被舉高度被舉高度越大越大 在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，若沒有機械能的損失，機械能的總量中，若沒有機械

5、能的損失，機械能的總量保持不變。保持不變。W有有=Gh(h為重物提升高度）為重物提升高度）W總總=FS(S為繩子自由端的伸長）為繩子自由端的伸長） W額額=G動動hS=nh(n為吊著動滑輪的繩子段數(shù)）為吊著動滑輪的繩子段數(shù)）探究活動探究活動G動動W有用有用GhW總總s若不計拉線質(zhì)量若不計拉線質(zhì)量和滑輪軸間摩擦，則：和滑輪軸間摩擦，則：W額外額外 G動動h滑輪組的機械效率：滑輪組的機械效率：W有用有用W總總100%Ghs100%Gn100%測滑輪測滑輪組的機組的機械效率械效率GG+ G動動GhGh+ G動動h例題選解例題選解例例1. 1. 如圖所示，畫出下圖中各力的力臂如圖所示，畫出下圖中各力的

6、力臂例題選解例題選解例題選解例題選解例例3.3.如圖所示，一個輕質(zhì)直桿可繞如圖所示，一個輕質(zhì)直桿可繞0 0點轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)動，桿的末端懸掛一重物，用一個始終跟動，桿的末端懸掛一重物，用一個始終跟直桿垂直的力直桿垂直的力F F作用于杠桿的中點，并使作用于杠桿的中點，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中直桿（個過程中直桿（ ）A A始終是省力杠桿始終是省力杠桿B B始終是費力杠桿始終是費力杠桿C. C. 先是省力的，后是費力的先是省力的，后是費力的D D先是費力的，后是省力的先是費力的，后是省力的C例題選解例題選解例例4. 4. 如圖所示，物體如圖所示，物體

7、M M放在水平桌面上，現(xiàn)通過放在水平桌面上，現(xiàn)通過一滑輪（質(zhì)量和摩擦均忽略不計）拉著物體一滑輪（質(zhì)量和摩擦均忽略不計）拉著物體M M向向左勻速運動，此時彈簧測力計（質(zhì)量可忽略）示左勻速運動，此時彈簧測力計（質(zhì)量可忽略）示數(shù)為數(shù)為10N10N。若在物體。若在物體M M上加放一個物塊上加放一個物塊m,m,可保持可保持M M向左勻速運動，需在繞過動滑輪的繩子自由端施向左勻速運動，需在繞過動滑輪的繩子自由端施加一個拉力加一個拉力F F，則（，則（ ）A A物體物體M M運動時受到向左的摩擦力運動時受到向左的摩擦力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

8、m前，前，M M受到受到20N20N的摩擦力的摩擦力D D加放加放m m后，力后，力F F保持保持10N10N不變不變C一、是否做功的判斷一、是否做功的判斷 例（例（2008柳州）以下實例，力對物體做功的柳州）以下實例，力對物體做功的是（是（ ） A舉重運動員舉著杠鈴不動舉重運動員舉著杠鈴不動 B小明將水桶從地面上提起小明將水桶從地面上提起 C吊車吊著貨物在空中水平勻速移動吊車吊著貨物在空中水平勻速移動 D用力搬桌子而未搬起用力搬桌子而未搬起B(yǎng)二、功的原理 1、功的原理的判斷、功的原理的判斷 2、運用功的原理計算功、運用功的原理計算功A三、有用功、額外功和總功的判斷三、有用功、額外功和總功的判

9、斷 例1、如圖，用滑輪組提升重物時，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了lm。已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過程中 ( ) A繩子自由端被拉下3 m B做的有用功是800 J C拉力F的功率是80 W D滑輪組的機械效率是60B四、機械效率的判斷及計算四、機械效率的判斷及計算例例2. 如圖如圖22所示裝置所示裝置 ，繩重及摩擦不計。裝，繩重及摩擦不計。裝卸工人將重為卸工人將重為800N的貨物提至高處，人對的貨物提至高處，人對繩的拉力繩的拉力F1為為500N，貨物在，貨物在1min內(nèi)勻速上內(nèi)勻速上升了升了5m。 （1）請在圖上畫出最省力繩子的繞法；）請在圖上畫出最省力繩子的繞法；（2）

10、求滑輪組的機械效率；）求滑輪組的機械效率；（3）如果重物是）如果重物是600N，要把，要把重物提升重物提升5m，求拉力做的功，求拉力做的功。G圖22四、探究機械效率 1、探究斜面的機械效率、探究斜面的機械效率 2、探究動滑輪的機械效率、探究動滑輪的機械效率 3、探究滑輪組的機械效率、探究滑輪組的機械效率例例1.（2008樂山）探究樂山）探究“斜面的機械效率斜面的機械效率”的實驗裝置如圖所示，的實驗裝置如圖所示，某實驗小組提出了某實驗小組提出了“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)”的的猜想猜想 下表是該小組根據(jù)此猜想進(jìn)行實驗所記錄的數(shù)據(jù)：下表是該小組根據(jù)此猜想進(jìn)

11、行實驗所記錄的數(shù)據(jù)： 請將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫完整；請將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫完整； 由表格小明得出由表格小明得出“斜面越陡機械效率越高斜面越陡機械效率越高”的結(jié)論，要得到此的結(jié)論，要得到此結(jié)論需要控制不變的因素有：結(jié)論需要控制不變的因素有： _ _ _ 分析表格中的實驗數(shù)據(jù)還可推知：高度相同的斜面，越長越分析表格中的實驗數(shù)據(jù)還可推知：高度相同的斜面，越長越_（填（填“省力省力”或或“費力費力”）；斜面在我們生活中的）；斜面在我們生活中的應(yīng)用有應(yīng)用有_（只寫出一條即可）。（只寫出一條即可）。80%1.5J小車重小車重斜面長度斜面長度斜面粗糙程度斜面粗糙程度省力省力盤山公路盤山公路例例2：某實

12、驗小組在：某實驗小組在“測滑輪組機械效率測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第下表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。次實驗裝置分別如圖甲、乙、丙所示。 (1)比較第比較第1次實驗和第次實驗和第2次實驗可得結(jié)論：使用同樣的滑次實驗可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越 。(2)第第3次實驗中所做的有用功是次實驗中所做的有用功是 J，機械效率是，機械效率是_。(3)第第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多，動滑輪自重增大，對次實驗多，動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額

13、外功動滑輪所做的額外功 (選填選填“增大增大”或或“減小減小”)，因而，因而，由第由第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關(guān)。次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關(guān)。(4)綜合上述結(jié)論，提高機械效率的方法有增大有用功，綜合上述結(jié)論，提高機械效率的方法有增大有用功， 額外額外功功(選填選填“增大增大”或或“減小減小”)。大大0.4 727 增大增大 減小減小 例例3、如圖，用、如圖，用10N的力的力F拉著物體在拉著物體在水平面上使物體勻速運動，物體運動速度水平面上使物體勻速運動，物體運動速度為為20cm/s,（1）若不計繩重及摩擦，求物體受到地面的）若不計繩重及摩擦，求

14、物體受到地面的摩擦力為多大？拉力的功率為多大？摩擦力為多大？拉力的功率為多大？(2)若考慮繩重及摩擦，實際拉力為若考慮繩重及摩擦，實際拉力為12N，則，則滑輪組的機械效率為多大？滑輪組的機械效率為多大？F解；(1)不計繩重及摩擦，不計繩重及摩擦，f=3F=3X10N=30N P=F.VF=FX3V物物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用有用/W總總 =f.S物物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物體受到地面的摩擦力為答：物體受到地面的摩擦力為30N,拉力的功率拉力的功率為為6W.滑輪組的機械效率為滑輪組的機械效率為83.3%例例4如圖所示的滑輪組，已知物重如圖所

15、示的滑輪組，已知物重350N，動滑輪，動滑輪重重40N(繩重及摩擦不計繩重及摩擦不計)，若重物勻速提升，若重物勻速提升2m，則，則拉力拉力F為多大？額外功是多少？滑輪組的機械效率為多大？額外功是多少？滑輪組的機械效率是？提升重物再增加是？提升重物再增加20N，那么該裝置的機械效率，那么該裝置的機械效率將將是是多大？多大？解：解：F=(G動動+G物）物）/3=(40N+350N)/3=130NW額外額外= G動動.h=40NX2m=80J=W有用有用/W總總=1、 如圖是自卸車的示意圖，車廂部分視為如圖是自卸車的示意圖，車廂部分視為杠桿，則下列分析正確的是（杠桿，則下列分析正確的是（ ） B點是

16、支點，液壓桿施的力是動力，貨物重點是支點，液壓桿施的力是動力，貨物重是阻力是阻力 BB點是支點，物體點是支點，物體A放在車廂前部可省力放在車廂前部可省力CC點是支點，物體點是支點，物體A放在車廂后部可省力放在車廂后部可省力 DC點是支點，物體點是支點，物體A放在車廂前部可省力放在車廂前部可省力 課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、如圖所示，一根重木棒在水平動力（拉力）、如圖所示，一根重木棒在水平動力（拉力）的作用下以的作用下以 點為軸，由豎直位置逆時針點為軸，由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，若動力臂勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，若動力臂為為l，動力與動力臂的乘積，動力與動力臂的乘積為為 ，則（，則（ ）

17、A增大，增大，增大，增大，增大增大 B增大，增大，減小，減小，減小減小 C增大，增大，減小，減小，增大增大 D減小，減小，增大，增大，增大增大 3、如圖6所示，長1.6m、粗細(xì)均勻的金屬桿可以繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，一拉力位移傳感器豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關(guān)系如圖7所示。據(jù)圖可知金屬桿重（ ） A5 N B10 N C20 N D40 N4、下列說法正確的是、下列說法正確的是( )A、機械效率高的機械，功率一定大、機械效率高的機械，功率一定大B、做功多的機械，功率一定大、做功多的機械，功率一定大C、做功快的機械，功率一定大、做

18、功快的機械，功率一定大D、做功時間長的機械，功率一定大、做功時間長的機械，功率一定大5、提高機車的額定功率是鐵路進(jìn)一步提速要解決的一個重要課題。機車的輸出功率等于牽引力與速度的乘積。若列車所受阻力與速度成正比，那么，列車提速前后分別以最高時速120 km/h和180 km/h在平直軌道上勻速行駛時，機車的輸出功率之比為A23 B32 C49 D946跳繩是一種簡便易行的鍛煉方式.圖7描繪了某同學(xué)某次跳繩時重心移動的高度h隨時間t變化的圖像.由圖像可知，他的重心移動的最大高度為 cm.若該同學(xué)的體重為500N，則他1min內(nèi)克服重力做功的功率約為 W.7如圖17所示，小馮分別用甲、乙兩滑輪把同樣的桶從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為W1，機械效率為1；用乙滑輪所做的總功為W2，機械效率為2，若不計繩重及摩擦，則AW1=W2，1=2 BW1=W2，12CW12 DW1W2，12 8、如圖所示，用一動滑輪拉一物體、如圖所示，用一動滑輪拉一物體A以以0.5m/s的的速度在水平面上勻速運動，物體速度在水平面上勻速運動，物體A重為重為20N，受，受到的摩擦力是物重的到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力倍，水平拉力F為為2.5N，