简单机械、功、功率与机械效率

第六讲 简单机械、功、功率、机械效率一知识清单（1）定义： 。好处：可省力、可改变力的方向。（2）五要素： 。（3）力臂作图方法： ； ； ；（力的作用线过支点力臂为0）（4）杠杆平衡条件公式：F1L1= F2L2应用。（最省力，力臂最长）（5）1、杠杆省力杠杆：L1L2 F1F2 不足：费距离费力杠杆：L1L2 F1F2 好处：省距离等臂杠杆：L1= L2 F1= F2 不省力、不省距离定义： 。好处： ；不足： 。实质： 。力臂图： （1）定滑轮2、滑轮定义： 。好处： ；不足： 。实质： 。力臂图： （2）动滑轮简单机械定义： 。好处： ；不足： 。公式：竖直放置：F= 水平放置：F= S=nh V绳=nV物(绳子段数的判断)：绕绳法：a、定绳子段数：n b、定个数：动、定滑轮个数；c、n为奇数时从动滑轮绕起、n为偶数时从定滑轮绕起；d、绕绳子时要顺绕，且每个滑轮只穿一次绳子，不能重复。（3）滑轮组定义：由轮和轴组成、绕同一个轴线转动。实质 。特点：动力作用在轴上省力，动力作用在轴上费力。公式：F1 = F23、轮轴定义： 。特点：相同高度，斜面越长越省力。公式：F = G4、斜面1、 定义： 。2、做功的两个必要因素： 。3、力对物体不做功的情况： ； ； ； （1）功（1）功大小等于 。（2）公式：W 。（3）公式中符号的意义及单位：W： 、 、 ； F 、 、 ；S 、 、 。（4）进率：1J Nm 4、功的计算 5、功的原理：（1）内容： ；（2）公式： （1）定义： ；（2）一般计算公式： ； 1、有用功 2、额外功：（1）定义： ；（2）公式： ；功和机械能3、总功：（1）定义： ；（2）公式： ；（二）机械效率（1）定义： ；（2）公式： ；a、 ；b、 ；c、 ；d、 ；4、机械效率：（3）理解：（三） 1、意义： ； 功 2、建义： ； 率 3、公式：P= = ； 符号的意义及单位：P： 、单位： 单位符号： ； W： 、单位： 单位符号： ； t： 、单位： 单位符号： ； 4、单位： 、进率 。 5、实验：测功率的方法：二典型例题（一）杠杆、杠杆的平衡典型例题1.如图7所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）图7变式练习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2 典型例题2。（09兰州）如图2为用道钉撬来撬铁路枕木上道钉的图片，若阻力F2为1500N，根据图片估算此道钉撬所用最小动力F1的大小。图5变式练习1如图5所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆 （ ） A仍能平衡 B不能平衡，A端上升C不能平衡，B端上升D无法判断变式练习2.一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍然平衡，则此力是（ ）A.只能作用在动力的作用点上B.只能作用在阻力的作用点上C.只能作用在支点上D.作用在杠杆的任意一点上，而力的作用线通过支点 变式练习3. 某人将一根木棒的一端抬起，另上端搁在地上。在抬起的过程中（棒竖直时除外），所用的力始终竖直向上，则用力的大小（ ）A保持不变 B逐渐增大C逐渐减小 D先减小后增大能力提高. 有一架不准确的天平，主要是由于它横梁左右两臂不等长为减小实验误差，常用“交换法来测定物体质量，即先将被测物体放在左盘中，当天平平衡时，右盘中砝码总质量为m1；再把被测物体放在右盘中，当天平平衡时，左盘中砝码总质量为m2，则被测物体质量的真实值为( )（二）滑轮、滑轮组典型例题1.下列各图中利用了动滑轮的是（ ）变式练习1.用滑轮组拉出陷人泥中的汽车在图11中画出最省力的绳子绕法变式练习2. （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 （三）功、功率典型例题1.一个同学用50N的力，将一个重30N的铅球抛到7m远处。他对铅球做功为（ ）A 350JB210J C0 D无法计算 变式练习1.以下实例，力对物体做功的是（ ） A举重运动员举着杠铃不动 B小明将水桶从地面上提起 C吊车吊着货物在空中水平匀速移动 D用力搬桌子而未搬起变式练习2. (05宜昌市)以下事例中，重力做功的是 ( )A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动变式练习3.【2009玉林市】在粗糙的水平面上，用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m，在此过程中（ ） A推力做了5000J的功 B推力做了1000J的功 C重力做了5000J的功 D重力做了1000J的功典型例题2. 如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，拉力F做的功 ( )A50J B25J C100J D200J 变式练习1. 用如图所示的装置来匀速拉动重为1500N的物体A，使之通过10m路程，拉力为100N，滑轮组自重及摩擦不计，则拉力F做功为_J，重物与水平地面间的摩擦力f为_N提高训练1. 某工人用一个动滑轮提升物体，如图所示，他作用在绳端的拉力F是200牛顿，如果使物体升高5米，拉力F做的功是（ ）A.4000焦耳 B.2000焦耳C.1000 耳 D.19600焦耳提高训练2、 木工用100N的力拉锯，每拉一次，锯条移动的距离是50cm，锯条深入木头3mm，现要把30cm厚的木头锯断，他做的功是 A5104JB5103JC4.5105JD1.5105J提高训练3、 如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦，那么物体A与水平面的摩擦力大小为_N，拉力F在2s内做的功为_J典型例题3. (08贵阳)在2008年中考体能测试中，某同学选择跳绳。他在1min内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm。设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近( )A.5W B.50W C.500W D.5000W变式练习1 (07毕节地区)一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后，在空中停留了3s，又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为（ ）A300W B2000W C3000W D1500W变式练习2(05广东省) 如图所示，一个质量为50kg的人，在10s内连续向上跳12个台阶，已知每个台阶的高度为0.2m，则这个人在这段时间内的功率是（g取10N/kg） （ ）A. 1200W B. 10W C. 12W D. 120W 变式练习3、【2009江苏省】小强推着小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m，则小车的速度为m/s如果水平推力为10N，在此过程中小强对小车做的功为J，功率为W提高练习1.甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为31,则甲、乙两台机器的( )A. 做功之比为11,受到的牵引力之比为31B. 做功之比为11,受到的牵引力之比为11C. 做功之比为11,受到的牵引力之比为13D. 做功之比为13,受到的牵引力之比为31图4提高训练2. （多选）【2009天津市】如图4所示，2008年8月l5日北京奥运会上，身高l68 cm、体重75的我国举重运动员曹磊，挺举成绩为154 k9，并用时15 s成功抓举起128的杠铃。最后以总成绩282 k9获得女子75公斤级奥运会冠军。下列选项中，对曹磊将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是（ ）A她此次挺举对杠铃做功约为3200 JB她此次挺举对杠铃做功约为6800 J C她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为l700 WD她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为4800 W（四）机械效率典型例题1. 6、【2009宜昌市】简单机械的机械效率高是指（ ）A.有用功多 B.额外功少 C.总功多 D.有用功占总功的比例高变式练习1. 【2009广州市】甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机（ ）图2A电动机做的总功较少B电动机做的总功较多C提升重物做的有用功较少D提升重物做的有用功较多典型例题2. 【2009福州市】用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图2可知，绳端受到的拉力F为N，绳端移动的距离s为cm，滑轮组的机械效率为 。变式练习1. 【2009长沙市】小强利用如图1所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力Ff = 600N，小强所用拉力F = 250 N，则拉力F的功率为W，该装置的机械效率是 图1F图9变式练习2、【2009雅安市】如图9所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（ ）A绳子自由端移动速度为0.6m/s图10B滑轮组的机械效率为80%C拉力F的功率为1.8WD拉力F的大小为5N变式练习3. 12、【2009齐齐哈尔市】如图10所示，不计绳重和摩擦，拉力F是125，在10s内将重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%，则下列说法正确的是（ ）A.动滑轮重是50B.物体重是375C.拉力F的功率是25WD.拉力F做的功是750典型例题3. (06北京东城区)如图所示，物体A的质量为50kg，当力F为100N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进0.5m所用的时间为10s,(不计绳和滑轮重)求:(1) 物体A受到的重力. (2) 物体A受到的摩擦力.(3) 力F做的功.(4) 力F做功的功率. 变式练习1。 一台起重机将质量为420kg的货物提高了5m，如果额外功是9000 J。求:（l）起重机做的有用功和总功；（2）在此过程中起重机的机械效率。（取 g=10N/kg）图15变式练习2.【2009河北省】小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图15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。图22变式练习3、【2009兰州市】（7分）如图22所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9 103 kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：（1）作用于绳端的拉