簡單機械和功復(fù)習(xí)要點

1、簡單機械和功復(fù)習(xí)要點OF1l1l2F2一、杠桿1、 五要素組成杠桿示意圖。說明 動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。 動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反畫力臂方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽2、 研究杠桿的平衡條件： 杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。 實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力動力臂阻力阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成：F1 / F2=l2 / l1解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力方向和力臂

2、大小；根據(jù)平衡條件列方程。（注意最值如：沿什么方向施力最小等。）解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向。二、滑輪1、 定滑輪：實質(zhì)是：等臂杠桿 特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離SG(或速度vG)2、 動滑輪：F1l1F2l2定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質(zhì)：動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點：

3、使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F= 1 2G只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= 1 2(G物+G動)繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG)3、 滑輪組 特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F= 1 n G 。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F= 1 n (G物+G動) 繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離SG(或vG)組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動) / F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。

4、三、功：1、力學(xué)里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。鞏固：某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。 公式：W=FS4、功的單位：焦耳，1J= 1Nm 。 把一個雞蛋舉高1m ，做的功大約是0.5 J 。5、應(yīng)用功的公式注意：分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；公式中S 一定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)。 功的單位“焦”（牛米 = 焦），不要和力和力臂的乘積（牛米，不

5、能寫成“焦”）單位搞混。四、功的原理：1、內(nèi)容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。2、說明： （請注意理想情況功的原理可以如何表述？）功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、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械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）= 直接用手對重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面理想斜面：斜

6、面光滑理想斜面遵從功的原理；理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。如果斜面與物體間的摩擦為f ，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh 。五、機械效率：、有用功：定義：對人們有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W總W額=W總 斜面：W有用= Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：W額= W總W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組） 斜面：W額=f L3、總功： 定義：有用功加額外功或動力所做的功 公式：W總=W有用W額=FS= W有用 斜面：W總= fL+Gh=FL4、機械效率： 定義：有用功跟總

7、功的比值。W有用W總 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面： 定滑輪： 動滑輪： 滑輪組 有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 。通常用 百分數(shù) 表示。某滑輪機械效率為60%表 示有用功占總功的60% 。提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。W有用W總 =GhFS=5、機械效率的測量： 原 理： 應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S 器 材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需 刻度尺、彈簧測力計。 步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。

8、 結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。B提升重物越重，做的有用功相對就多。C 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。 繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。簡單機械輔導(dǎo)1、如圖1所示，船和人總重1500，船上的人用力30的拉力拉繩，船作勻速直線運動，則船受到水的阻力為（ ）30 60 90 500 圖1第3題 2、如圖15所示，物體重600牛頓，要使人拉住繩子的一端使物體靜止，若不計滑輪的重力和摩擦，則人的拉力為（ ）A200牛頓 B300牛頓C400牛頓 D150牛頓3、如圖是一組合搬運機械，它由一個電動機和一個帶有定滑輪的斜面組合而成。已知斜

9、面長為6m、高為3m?，F(xiàn)用該機械將一質(zhì)量為o.6t的重物，從地面勻速搬運到3m高的平臺，電動機消耗的電能為4.5104J，電動機輸出的機械功為3.6104J。則此過程中，使用該機械所做的額外功為_J，該組合機械的機械效率為_20N 40N 60N 8ON5、如圖32所示裝置，杠桿處于平衡狀態(tài)，G110N，AB4OB，求：G2（不計滑輪重）6、如右第二圖所示，一人用125N的最小拉力將浸沒在水中的重為500N、密度為5103kg/m3的金屬塊在水中勻速上升。求：（1）金屬塊未露出水面前的機械效率；（2）金屬塊露出水面后，人用多大的拉力才能使金屬塊勻速上升？金屬塊在空氣中勻速上升時的機械效率為多少

10、？（取g10N/kg）7、如下圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體，已知物體重為1200N，密度為 1.6103kg/m3，測得物體在露出水面前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為1:2，若不計一切摩擦、繩子重及水的阻力，取g10N/kg問：（1）物體露出水面前，滑輪組的機械效率是多少？（2）物體露出水面后，物體勻速上升速度為1m/s，牽引車拉力的功率是多少？8、某同學(xué)自制了一個可以測人體重心位置的裝置，如上右圖所示，取一塊與自己等長的木板，一端固定，另一端用輕質(zhì)細繩通過一個滑輪懸掛起來(摩擦不計)，在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡。如果該同學(xué)身高160cm、質(zhì)量40k

11、g，平躺到木板上后在托盤中再加上重為1372N的物體，木板再次水平平衡。(1)該裝置中滑輪的作用是 。(2)在測人體重心之前，先“在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡”，這樣做的目的是 。(3)請通過計算說明該同學(xué)的重心位置(g取9.8N/kg)。9、如圖19，要把一個質(zhì)量是450kg的貴重物品A沿水平地面移動100m，工人把它放在一個質(zhì)量是50kg的木板B上，然后用400N的水平拉力將木板B沿直線勻速拉動，直至終點。（注：滑動摩擦力的大小與壓力的大小成正比）（1）在勻速拉動B的過程中，A、B之間的摩擦力是 N。 （2）計算拉力做的總功是多少焦耳？（3）在拉力做功的過程中，機械效率是多

12、少？10、如圖10所示，重3N的甲物體和重12N的乙物體通過細線繞過定滑輪與丙物體連在一起，丙放在傾角為30的光滑斜面上，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將斜面變成粗糙的斜面，乙物體重量變?yōu)?0N，其余不變，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則此時丙物體受到的摩擦力大小為 N。(不計繩重和滑輪處摩擦)11、如右圖所示,支架O上有一長方形容器，容器里裝有適量的水，水面上有一木塊，整個裝置處于平衡狀態(tài)，當(dāng)木塊由右慢慢漂到容器的左側(cè)時，容器將（ ）A左側(cè)抬起 B右側(cè)抬起 C保持平衡 D無法判斷12、如圖所示，一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動，桿下掛一重物，為了提高重物，用一個 始終跟直桿垂直的力F使直桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)動到水平位置，

13、在這個過程中這個直桿（ ）A.始終是省力杠桿 B.始終是費力杠桿 C.先是省力的，后是費力的 D.先是費力的，后是省力的13、變式1：如圖所示，一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動，桿下掛一重物，為了提高重物，用一個 始終豎直方向的力F使直桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)動到水平位置，在這個過程中這個直桿（ ）(A)始終是省力杠桿 (B) 始終是費力杠桿 (C) 先是省力的，后是費力的 (D) 先是費力的，后是省力的14、變式2：如圖所示，一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動，桿下掛一重物，為了提高重物，用一個 始終水平方向的力F使直桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)動到水平位置，在這個過程中這個直桿（ ）(A) 始終是省力杠桿 (B)始終是費力杠桿 (C)

14、 先是省力的，后是費力的 (D) 先是費力的，后是省力的15、如上圖所示，繩子的一端固定，另一端繞過一個重為G的油桶，在繩子的自由端用大小不變的水平拉力F，使油桶沿水平地面勻速滾動了一段距離S，在此過程中拉力F所做的功為（ ） AFS BGS C2FS D（G+F）S16、如圖27所示，在虛線框中有一套機械裝置（某一種簡單機械），在A處用100牛的力將繩端向下移動1米，能把物體B吊起0.5米。如果這時的機械效率是80%，請回答：（1）虛線框中可能是哪種簡單機械？（舉一種方案，并畫出簡圖）（2）物體B的質(zhì)量是多少千克？（g取10牛/千克）（3）若額外功不變，則用這套裝置提升重360牛的物體C時，

15、需要在A處施多大的力？13有兩只相同的水缸，需好幾桶水才能盛滿?，F(xiàn)有甲、乙兩位同學(xué)用相同的水桶從同一17、處取水分別倒入兩個水缸內(nèi)。甲力氣大，每次均提一桶水；乙力氣小，每次均提半桶水。在兩位同學(xué)都使各自的水缸注滿水的過程中（ ）A甲比乙做的功多 B乙比甲做的功多C兩人做的功一樣多 D條件不足，無法比較做功的多少18、如圖所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F，沿不同的方向拉物體運動相同的路程s，則下列關(guān)于拉力做功的判斷中正確的是（ ）(A) 乙圖中的拉力做功最少 (B) 甲圖中的拉力做功最少(C) 甲、乙、丙三種情況下拉力做功一樣多 (D) 丙圖中的拉力做功最多19、如上右圖所示裝置

16、中，均勻木棒AB的A端固定在鉸鏈上，懸線一端繞過一固定定滑輪，另一端用線套套在木棒上使棒保持水平?，F(xiàn)使線套逐漸向右移動，但始終使木棒保持水平，則懸線上的拉力T（棒和懸線足夠長）（ ）A逐漸變小 B逐漸變大 C先逐漸變大，后又逐漸變小 D先逐漸變小，后又逐漸變大20、圖是使用汽車打撈水下重物示意圖，在重物從水底拉到井口的過程中，汽車以恒定速度向右運動，忽略水的阻力和滑輪的摩擦，四位同學(xué)畫出了汽車功率（P）隨時間（t）變化的圖象，其中正確的是（ ）21、如上右圖是手負重（指能承受的最大物重）示意圖，當(dāng)手臂按圖示方向伸展時，下列圖象能表示負重大小與手臂伸展程度大致關(guān)系的是（ ）22、如下左圖所示，用

17、水平力F將重為G的物體，從光滑的水平路面上拉過路程為S1，則拉力F所做的功為 。接著物體仍由此水平拉力F，從一粗糙的水平路面拉過路程S2，如果在粗糙水平路面上物體受的摩擦力為f，則拉力F在物體通過S1及S2的兩段路程中所做的總功是 AOB圖2623、某同學(xué)要測一個金屬塊的密度，他手中的測量工具只有一只量程較小的彈簧測力計，當(dāng)他用此彈簧測力計測量該金屬塊的重力時，發(fā)現(xiàn)已超過彈簧測力計的最大量程，于是他設(shè)計了如圖26所示的裝置去測量。圖26中OA:OB=1:3，杠桿OAB質(zhì)量不計。他實驗的步驟如下：（1）用細繩把金屬塊懸掛于A點，用彈簧測力計在B點作用一個豎直向上的力，使杠桿OAB在水平位置靜止，金屬塊靜止在空中，讀出彈簧測力計此時的讀數(shù)F1 ；（2）向容器中加水時，彈簧測力計示數(shù) （填變大、