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第九章 简单机械和功 复习 重点梳理 1 叫杠杆 杠杆的五要素是指 杠杆的平衡条件是 杠杆分为 2 滑轮分为 3 定滑轮的特点是 实质是 动滑轮的特点是 实质是 滑轮组的特点有 4 叫功 功的计算公式是 国际单位是 做功的两个必要条件是 5 叫功率 功率的计算公式是 国际单位是 6 估测上楼功率要测量的物理量有 7 叫机械效率 机械效率的计算公式是 提高机械效率的方法有 在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 F1L1 F2L2 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 定滑轮和动滑轮 不能省力但能改变力的方向 等臂杠杆 省力 省力杠杆 既可省力也可改变力的方向 力与在力的方向上通过的距离乘积 W FS Pt 焦耳 受到力的作用 物体在力的方向上通过一段距离 功与所用时间的比 P W t FV 瓦特 体重G 楼高h 上楼时间t 有用功与总功的比值 W有用 W总 增加物重 减轻机械自重和摩擦 知识框架 简单机械和功 支点 O 动力 F1 动力臂 L1 阻力 F2 杠杆绕其转动的点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 方向判断 从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂 L2 从支点到阻力作用线的垂直距离 F2 一点 二力 二臂 注 动力和阻力的作用点都在杠杆上力和对应力臂始终垂直 例题选解 例1 如图所示 画出下图中各力的力臂 探究活动 研究杠杆的平衡条件 为什么挂钩码前要把杠杆调在水平位置平衡 如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡 实验时为什么让杠杆在水平位置平衡 此实验中要改变所挂钩码的数量和位置多次实验 其目的是什么 例题选解 例1 如图要使杠杆AOD保持平衡 应选择B C D中哪一点为动力的作用点 且力的方向如何时将最省力 引申 动力作用在D点时一定是省力杠杆 对吗 人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的 如图中属于省力杠杆的是 如图所示 轻质杠杆AOB处于静止状态 作出作用在A点的最小力F和力臂l 请在图上用字母 O 表示出支点 并画出撬棒撬石块时最小动力F的示意图及其力臂l 2013河南 如图所示 小华用苹果和桔子来玩跷跷板 她将苹果 桔子分别放在轻杆的左 右两端 放手后 杆马上转动起来 使杆逆时针转动的力是 A 苹果的重力B 桔子的重力C 杆对桔子的支持力D 苹果对杆的压力 D 定滑轮 1 定义 使用时 轴的位置固定不动的滑轮2 实质 等臂杠杆3 特点 不省力但可以改变动力方向 定滑轮 动滑轮 1 定义 使用时 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮2 实质 动力臂是阻力臂两倍的杠杆3 特点 省一半力但不可以改变动力方向 动力移动距离是阻力移动距离的两倍 动滑轮 1 定义 动滑轮与定滑轮的组合2 每一类滑轮组绳子绕法有两种3 特点 省力又可以改变动力方向理想状态下 F s W有用 W总 半理想状态下 实际状态下 水平位置时 滑轮组 功 1 做功的两个要素 作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离2 公式 W FS3 单位 J 两个鸡蛋举高1m 做的功大约是1J 功率 1 功率 表示做功快慢的物理量2 定义 单位时间完成的功3 公式 P W t4 单位 W 机械效率 1 有用功 为达到目的必须做的功2 额外功 为达到目的不需要做但不得不做的功3 总功 为达到目的实际做的功W总 W有 W额4 机械效率 有用功与总功的比值 W有 W总 1 实验器材 2 要测的物理量 3 操作注意点 竖直向上匀速拉动弹簧测力计相同的滑轮组 绕绳方法虽不同 当提升相同的重物时 机械效率是相同的 用同样的滑轮组提升不同的重物 重物越重滑轮组的机械效率越大 W有 Gh h为重物提升高度 W总 FS S为绳子自由端的伸长 W额 G动hS nh n为吊着动滑轮的绳子段数 测滑轮组机械效率 探究活动 G动 W有用 Gh W总 s 若不计线质量和滑轮轴间摩擦 则 W额外 G动h 滑轮组的机械效率 测滑轮组的机械效率 例题选解 例2 如图所示 一个轻质直杆可绕0点转动 杆的末端悬挂一重物 用一个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点 并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置 在这个过程中直杆 A 始终是省力杠杆B 始终是费力杠杆C 先是省力的 后是费力的D 先是费力的 后是省力的 B 例6 某同学准备做 测定滑轮组的机械效率 的实验 选择器材有 弹簧测力计 钩码 铁架台 定滑轮 动滑轮各一个 一根足够长的细绳 1 他所选的器材少了 2 补足器材后 该同学进行了如下实际操作A 将滑轮组安装在铁架台上 在滑轮组下方挂好钩码 在细绳的一端系住弹簧测力计B 记下钩码和弹簧测力计的起始位置C 向上提起弹簧测力计 记下弹簧测力计的示数D 测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E 将有关数据填入表格中 并进行必要的计算 上述步骤中 有一项需要做出重要补正 该项需补正的内容是 例题选解 刻度尺 C步骤中 匀速向上提起弹簧测力计 例题选解 3 补正后 按正确的操作方法完成了实验 并记录了如下实验数据 请帮助完成下表 4 根据该同学以上实验探究过程 请将滑轮组的组装情况在图中画出 例题选解 例3 如图所示 物体M放在水平桌面上 现通过一滑轮 质量和摩擦均忽略不计 拉着物体M向左匀速运动 此时弹簧测力计 质量可忽略 示数为10N 若在物体M上加放一个物块m 可保持M向左匀速运动 需在绕过动滑轮的绳子自由端施加一个拉力F 则 A 物体M运动时受到向左的摩擦力B 加放m前 M受到10N的摩擦力C 加放m前 M受到20N的摩擦力D 加放m后 力F保持10N不变 C 例题选解 例4 一个人把重为80N的水桶从井里匀速提升到地面 已知水桶被提起的高度为8m 水桶到地面后 人又提着水桶沿着水平地面匀速前进20m 求人对水桶一共做了多少功 例5 如图所示装置 绳重及摩擦不计 装卸工人将重为800N的货物提至高处 人对绳的拉力F为500N 1 请在图上画出绳子的绕法 2 求滑轮组的机械效率 3 如果重物是