滬科機(jī)械與人

1、第一節(jié) 杠桿的平衡條件1、杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就可看做是杠桿。杠桿是人類使用的最為簡單的機(jī)械了。以圖中的這根杠桿為例：支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)（圖中的O點(diǎn)）。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（圖中的）。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（圖中的）。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離（圖中的）。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（圖中的）。2、杠桿的平衡條件：在力的作用下，如果杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)（或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)），就表明杠桿平衡，平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或?qū)懽?。3、杠桿的應(yīng)用：類型條件優(yōu)點(diǎn)不足省力杠桿動(dòng)力臂>阻力臂省力費(fèi)距離費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂<阻

2、力臂省距離費(fèi)力等臂杠桿動(dòng)力臂=阻力臂公平第二節(jié) 滑輪及應(yīng)用1、滑輪與滑輪組：（1）定滑輪：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力，也不能省距離，但可以改變用力的方向，定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿。（2）動(dòng)滑輪：隨物體一起移動(dòng)的滑輪。特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪可以省力一半（即用力一半），但要多費(fèi)1倍的距離，且不能改變用力的方向。動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿。（3）滑輪組：將定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來組成滑輪組，既可以省力，又可以改變用力的方向，使用起來很方便，但一定多費(fèi)距離。（4）輪軸：由一個(gè)輪和一個(gè)軸組成，并且都繞固定的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械。使用輪軸可以省力。如果動(dòng)力作用在軸上，阻力作用在輪

3、上，反而費(fèi)力。（5）斜面：斜面也是一種簡單機(jī)械，使用斜面也可以省力，并且在斜面高度相同時(shí)，斜面越長越省力。第三節(jié) 做功了嗎1、功：（1）力學(xué)上的功是指：當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，并且使物體在力的方向上通過了一段距離，那么這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡稱做了功（2）力學(xué)上的功必須具備兩個(gè)因素：一個(gè)是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。（3）功等于力F跟物體在力的方向上通過的距離s的乘積，即。（4）在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號(hào)是J。（）第四節(jié) 做功的快慢1、功率：單位時(shí)間里完成的功，叫功率，符號(hào)為P。功率是描述做功快慢的物理量。2、功率的計(jì)算：由功率的定義可得出功率的計(jì)算公式為：（1

4、）（2）3、功率的單位：瓦特，符號(hào)， 第五節(jié) 機(jī)械效率1、功的原理：即動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功。也就是說利用任何機(jī)械都不能省功。2、總功、額外功：利用機(jī)械工作時(shí)，總共做的功叫總功（）?？偣Π杏霉皖~外功兩部分。有用功（）是人們利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們有用的功，額外功（）是人們利用機(jī)械工作時(shí)，對(duì)人們無用但又不得不做的功。3、機(jī)械效率：把有用的功和總功的比值叫做機(jī)械效率，通常用百分率表示，它的計(jì)算公式為滑輪及滑輪組（） 定滑輪實(shí)質(zhì)上是 杠桿；使用定滑輪不省 ，但能改變 。（2）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂 倍的杠桿；使用動(dòng)滑輪能省 ，但不能改變 。（3）使用滑輪組既可以省力，

5、又可以改變動(dòng)力的方向；使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的 ，即F=G/n 。s=n·h（物體上升的高度：h，繩子自由端通過的距離：s）（4）奇動(dòng)偶定原理： 使用滑輪組時(shí)，直接承擔(dān)重物的繩子段數(shù)為n。若n為偶數(shù)時(shí)，則繩子的固定端掛在 滑輪上；若n為奇數(shù)時(shí)，則繩子的固定端掛在 滑輪上。例題：1、 觀察圖中人們利用簡單機(jī)械的情景。其中，甲的目的是 ，乙的目的是 。2、在使用定滑輪時(shí)，沿如右圖所示三個(gè)方向用力拉起重物，三個(gè)力的大小是 ( )AF最大 BF最大CF最大 D三個(gè)力一樣大圖3FG3、如圖3所示，已知F=20 N，若不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦，提起的重物G為

6、（ ）A10 N B20 N C40 N D60 N4、如圖所示，物體 A 和 B 所受重力都為80牛，滑輪重及摩擦不計(jì)。當(dāng)分別用力勻速提升物體A和B時(shí)，F(xiàn)A繩端通過的距離是物體A上升高度的 倍,F為 牛?！就骄毩?xí)】：1、用圖5所示的四種機(jī)械提起同一重物，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，最省力的是（ ） 2、（07-08八下質(zhì)檢）以畫線代替細(xì)繩，在圖6中畫出用滑輪組拉重物時(shí)最省力的繩子繞法。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N拉力F/N11.00.6521.50.9032.01.15圖6圖73、某同學(xué)在“研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如圖7進(jìn)行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如上表, 分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與課本中“使用動(dòng)滑輪能省一

7、半力”的結(jié)論不符。面對(duì)這一事實(shí)，下列做法中最不可取的是（ ）A. 與同學(xué)分析可能原因 B. 實(shí)驗(yàn)失敗，停止實(shí)驗(yàn)C. 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，重新實(shí)驗(yàn) D. 查閱資料，了解結(jié)論的適用條件F圖84、在水平桌面上放一個(gè)200N的重物，現(xiàn)用如圖8所示裝置將物體勻速拉動(dòng)，物體與桌面的摩擦力是48N，不考慮滑輪重力和滑輪與繩間摩擦，水平拉力 F為_N 。若繩子自由端移動(dòng)速度為0.6m/s，則物體移動(dòng)速度為 。知識(shí)點(diǎn)2、功1、 一個(gè)力作用在物體上，使物體在 上通過一段 ，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。2、 功的計(jì)算公式： ，式中F表示作用物體上的力，S表示物體在力的方向上通過的距離，W表示力對(duì)物體做的功。3、 力學(xué)里所說的功

8、包含兩個(gè)必要的因素：一是 ；二是 。4、 功的國際單位是 ，用符號(hào) 表示，1J= N·m5、 不做功的三種情況： 有力，沒距離， 不做功 有力，有距離，利于距離垂直， 不做功 沒力，有距離（腳踢球后，球在空中飛的過程）， 不做功 有力，（力中途不消失）且在力的方向上物體運(yùn)動(dòng)一段距離。注意：1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。2、說明： 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以

9、省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。我們做題遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功（FS）= 直接用手對(duì)重物所做的功（Gh）【例題】1、 如圖所示的幾個(gè)情形中，所提到的力沒有做功的是( ) A 提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)B 扛著米袋慢慢爬上樓梯C 用力推汽車，汽車沒動(dòng)D 舉著杠鈴原地不動(dòng)2、如圖所示，李晶同學(xué)將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對(duì)此過程提出了如下的猜想，你認(rèn)為合理的是（ ）A文具盒所受重力對(duì)它做了功B文具盒所受支持力對(duì)它做了功C文具盒所受的推力F對(duì)它做了功D在此過程中沒有力對(duì)文具盒做功3、如圖所示，

10、用與水平方向成一定夾角，大小為 F=100N的力，拉著重 500N的小車在水平方向前進(jìn)了100m，則拉力F對(duì)小車做功（ ） A等于 10000J B等于 50000J C沒有做功 DF做了功，但條件不足，無法計(jì)算【同步練習(xí)】：1、奧運(yùn)會(huì)舉重冠軍楊霞在比賽時(shí)，第一階段把100多公斤的杠鈴很快地舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中穩(wěn)穩(wěn)地停留了3秒鐘，三名裁判都亮出了白燈，這次舉重成功。關(guān)于她舉重時(shí)對(duì)杠鈴做功的情況，下列說法中正確的是( )A、她在第一階段內(nèi)沒有做功； B、她在第二階段內(nèi)沒有做功；C、她在兩個(gè)階段內(nèi)一直都在做功； D、她在兩個(gè)階段內(nèi)一直都沒有做功。2物體A在拉力作用下沿同一水平面勻速運(yùn)動(dòng)了

11、一段距離為s，如圖所示。試比較拉力F1 ,F2 及拉力所做的功W1 、W2的大?。ɑ喼?、繩重及繩與滑輪間摩擦不計(jì)）（ ） A B C D 3、水平路面上有一個(gè)重500N的小車，在100N的水平拉力作用下，勻速向前移動(dòng)了5m，在這一過程中( )A.車受到的阻力是600N B.車受到的阻力是500NC.拉力對(duì)車做功500J D.重力對(duì)車做功2500J4、小紅用100N的水平力把重為500N的木箱沿水平地面拉動(dòng)6m，小紅做的功為_J；大剛把這只箱子扛到6m高的樓上，大剛做的功為_J5、如圖所示的四幅圖是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是 ( )TAXI車費(fèi)發(fā)票車號(hào)-閩DT6666日期-08

12、-06-02上車-10：00下車-10：05里程-4.5 km金額-12元6、某人乘坐出租車在平直公路上勻速行駛，出租車的牽引力為2×103 N，如圖為他乘車到達(dá)目的地時(shí)的車費(fèi)發(fā)票。求：（1）出租車行駛的速度； （2）出租車在這段時(shí)間內(nèi)所做的功。7、一個(gè)同學(xué)用120N的力，將一個(gè)重4N的足球踢到25m遠(yuǎn)處對(duì)他踢球時(shí)做功的情況，下列說法正確的是( )做功300J； 做功100J； 沒有做功； 做了功，但條件不足，無法計(jì)算做功的多少知識(shí)點(diǎn)3、功率1、定義：單位時(shí)間內(nèi)物體做功的多少叫做功率。PWt=2、物理意義：表示物體做功快慢的物理量。3、公式： P = Fv4、單位：主單位：瓦特 （簡

13、稱瓦） 符號(hào)： W 常用單位：千瓦 符號(hào)：kW 單位關(guān)系：1KW = 1000W【例題】1、甲機(jī)器10 s能做功100 J，乙機(jī)器1 s能做功60J關(guān)于功率下列說法正確的是（ ）A甲機(jī)器的功率大 B乙機(jī)器的功率大C兩臺(tái)機(jī)器的功率一樣大 D做功的時(shí)間不同無法比較2、下列說法正確的是()A做功越多，功率一定越大 B做功時(shí)間越短，功率一定越大C功率是單位時(shí)間內(nèi)完成的功 D機(jī)械效率越大，功率一定越大3、一臺(tái)機(jī)器的功率是750W，它表示的意思是() A這臺(tái)機(jī)器做功750J； B這臺(tái)機(jī)器在1min內(nèi)做功750J； C這臺(tái)機(jī)器在1s內(nèi)做功750W； D這臺(tái)機(jī)器在1s內(nèi)做功750J4、如圖所示，工人用240

14、N的力將1 000 N的貨物水平向右勻速推動(dòng)10 m，用時(shí)8s，則貨物的重力做的功是 J，推力的功率是 W。知識(shí)點(diǎn)4、機(jī)械效率、有用功：使用機(jī)械時(shí)，對(duì)人們有用的功叫做有用功。公式： 水平拉動(dòng)物體時(shí)： (f 為物體水平移動(dòng)時(shí)受到的摩擦力) 斜面：W有用= Gh （ h 為斜面的高）2、額外功：使用機(jī)械時(shí)，并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。公式：（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）斜面：W額=f L （f 為物體在斜面上受到的摩擦力，L為斜面的長）3、 總功：完成任務(wù)實(shí)際做的功，它等于有用功加上額外功。 公式： 斜面：W總= fL+Gh=FL4、機(jī)械效率： 跟 的比值叫做機(jī)械效率。 GhFL=G

15、hFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF=（1） 公式：=×100 斜 面： 定滑輪： 動(dòng)滑輪： 滑輪組：（2）有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1 。通常用 百分?jǐn)?shù) 表示。（3）提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦、增大物重。5、機(jī)械效率的測(cè)量：W有用W總總.2m/s總 =GhFS= (1) 原 理： (2) 應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S (3) 器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。 (4) 步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小

16、不變。 (5) 結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素： 動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。 提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多。 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。 (說明：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。)【例題】1、簡單機(jī)械的機(jī)械效率高是指（ ）A.有用功多 B.額外功少 C.總功多 D.有用功占總功的比例高圖42、某同學(xué)用自制的滑輪組來提起450N的重物，如圖4，繩子自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度勻速上升，不考慮繩重和摩擦，則拉力做功功率和該滑輪組的機(jī)械效率分別等于（ ）A.120W、80% B.100W、75%C.120W、75% D.100W、80%

17、圖3FF甲GF乙G甲乙3、如圖（不計(jì)繩重與摩擦，且動(dòng)滑輪重G動(dòng)小于物重G），用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機(jī)械效率分別為甲、乙。則下列關(guān)系正確的是：（ ）AF甲F乙 BF甲F乙C甲乙D甲 =乙4、 如圖3，用一個(gè)動(dòng)滑輪，將160 的物體勻速提高2 m，拉力為100 ，此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是_，若不計(jì)繩子重和摩擦，則滑輪重_ N知識(shí)點(diǎn)5、機(jī)械能一、能的概念：一個(gè)物體能夠 ，我們就說它具有能量。能量的 可用做功的多少來量度。能量的單位是 ，用符號(hào) 表示。二、機(jī)械能勢(shì)能重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能量。決定其大小的因素：物體質(zhì)量越大、舉得

18、越高，勢(shì)能就越大彈性勢(shì)能定義：發(fā)生形變的物體具有的能量。決定其大小的因素：物體彈性形變?cè)酱蟆椥詣?shì)能就越大動(dòng)能定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大三、動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化：動(dòng)能和重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能，可以相互 。動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中，若不考慮其它能量損耗，則總機(jī)械能不變?！纠}】1、如圖所示，小松媽媽去百貨大樓購物，自動(dòng)扶梯把她從一樓勻速送到二樓的過程中，她的（） A、動(dòng)能增大，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大 B、動(dòng)能增大，勢(shì)能增大，機(jī)械能不變 C、動(dòng)能不變，勢(shì)能增大，機(jī)械能不變 D、動(dòng)能不變，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大2、將一支有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上，松手后會(huì)發(fā)現(xiàn)圓珠筆將豎直向上跳起，在圓珠筆從松手到上升至最高點(diǎn)的過程中，