《简单机械和功》讲义

1、简单机械和功简1单机械和功简单机械 L杠杆滑轮HE省力杠杆费力杠杆等臂杠杆做功的两个必要因素功率F2*知识点一：杠杆1、 在力的作用下能绕着 转动的硬棒就是 。杠杆不一定是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。2、一点、二力、二臂：支点(0)：杠杆绕其转动的点动力(F1):使杠杆转动的力阻力(F2):阻碍杠杆转动的力(方向判断) 动力臂(L1):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例1、如图所示，画出下图中各力的力臂3、杠杆的平衡条件： 公式：例3、长为80cm的杠杆，支点离右端 20cm,左端挂20N的重物，在右

2、端应挂 N的重物杠杆才能平衡，如果两端各加10N的重物，则杠杆 端向上抬起，若要杠杆恢复平衡，支点应向 移动 cm。方法：利用杠杆平衡条件求最小力的方法由杠杆平衡条件知道，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。当动力臂最长时，动力最 小。要求最小动力，必须先画出最大动力臂。例4、如图所示，在课桌的 C点用最小的力把桌腿 B抬离地面，在抬起时桌腿 A没有滑动。请在 C点 画出这个力的示意图，并标出它的力臂I。例5、如图所示的曲棒 ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。4例6、为使杠杆ON在图乙位置能保持静止，需在 M点施加一个力F，画出物体A

3、对杆的拉力的力臂 和在M点对杆的最小拉力 F的示意图。4、杠杆的分类例7、如图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（填写字母序号），属于费力杠杆的是（填写字母序号）。例8、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|j 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n水平位置，在这个过程中直杆（）尸A 始终是省力杠杆LB 始终是费力杠杆C. 先是省力的，后是费力的為D. 先是费力的，后是省力的知识点二：滑轮1、定滑轮实质：特点：不省力但可以改变动力方向2、动滑轮实质：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。3、滑轮组

4、每一类滑轮组绳子绕法有两种 特点：省力又可以改变动力方向。在绳子自由端处：（1）拉力F大小（2）绳端移动距离S（3）绳端移动速度当动滑轮上有n股绳时，在绳子的自由端上 F=S=V=例9、在水平桌面上放一个300N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为N。若绳子自由端移动速度为77777777777777777777770.6m/s，则物体移动速度为例10、在下图所示各个图中， 物G重都为12N,当物体静止时，拉力F各是多少？（不记摩擦和机械重）F1= N ， F2= N ， F3= N知识点三：功与功率1、做功的两个要素

5、：（1）作用在物体上的力（2 ）物体在力的方向上通过的距离国际单位制中，功的单位是 ，功率的单位是 。2、 在水平桌面上滚动的小球受到桌子的支持力和重力的作用，支持力在小球滚动时功，这时重力对小球 功。（填“做”或“不做”）3、 某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重 500N的物体，使它沿水平方向移动10m该过程中工人所做的功是 ，水平推力的功率是 W例11、下面的情境中，力对物体做功的是：A、熊猫用力举着杠铃不动B、用力拉绳匀速提升重物C、用力搬石头没搬动D、用力提着水桶沿水平方向移动100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,例12、下列说法中正确的是（

6、）A 、做功越多，功率一定越大B 、做功时间越短，功率一定越大 C 、功率是单位时间内完成的功D 、省力的机械，功率一定大例13、分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在 每个滑轮的重均为 20N.不计绳重及摩擦，此过程中A、F甲做的功大于F乙做的功B、F甲做的功小于F乙做的功C、F甲做功的功率小于 F乙做功的功率D F甲做功的功率等于 F乙做功的功率知识点四：机械效率为达到目的不需要做但不得不做的功。有用功：为达到目的必须做的功。额外功：滑轮组滑轮组的机械效率：W有 W总W额或思考：（1）在不考虑绳重以及滑轮间摩擦的情况下，怎么改变滑轮组的机械效率? 例如增大机械效率。有哪些因素影响滑轮

7、组的机械效率呢?例14、丿用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N,拉力的功率为W滑轮组的机械效率为，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为N.例14例15、建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到 6m高处，所用拉力为例15125N，时间为20s.求：(1) 工人做的有用功；(2) 工人做的总功；(3) 此过程中该装置的机械效率；(4) 工人做功的功率.知识点五：探究活动1、研究杠杆的平衡条件：(1) 为什么挂钩码前要把杠杆调在水平位置平衡？答：消除杠杆自身重力对实验的影响(2) 如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡？答：在探究杠

8、杆平衡的条件的实验中，调节两边的平衡螺母使杠在水平位置平衡时，如果是左边 高的话，可以将左边的平衡螺母向左旋，或者右边的平衡螺母向左旋；如果是右边的高的话，可以将 左边的平衡螺母向右旋，或者右边的平衡螺母向右旋，直到达到平衡。(3) 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？答：减少偶然误差，多次实验计算平均值以减小误差。例16、如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置。甲乙例16(1) 实验前，将杠杆中点置于支架上，使杠杆可绕O点在竖直面内自由转动。当杠杆上不加挂任何物体而处于静止时，发现杠杆右端上翘，此时应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置

9、平衡。 这样做的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响；。(2) 在图中甲中，每个钩码重0.5N，杠杆上每格等距。小明在图甲中的 A处施加一个竖直方向的力 F1，使杠杆在水平位置平衡，则力F1的方向 (选填“竖直向上”或“竖直向下” ),大小为No(3) 若在A处施加斜向上的力 F2，如图乙所示，使杠杆仍在水平位置平衡。则F2将 F1。（选填“大于）。2、测滑轮组机械效率：W有=G重h （h为重物提升高度）W总=F S （ S为绳子自由端的伸长）W额=G动hS=n h （n为吊着动滑轮的绳子段数）（1）实验器材：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、刻度尺。（2） 要

10、测的物理量： 物重G、拉力F、重物上升的距离 h、弹簧测力计移动的距离（3）操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计（4）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，若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦,（5）滑轮组的机械效率：n = （ W有/ W总）x 100% = 6动/（G动 G重）x 100%例17： （2014连云港）用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上的匀速拉动弹簧测 力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升实验数据如下表：序号动滑轮重G动/N钩码重力G/N钩码 上升 高度h/m绳的拉力F/N绳

11、端移动距离s/m机械效率n0.110.20.60.483.3%0.120.21.10.40.220.21.20.483.3%（1） 第次实验时，测得动滑轮的机械效率约为 （2） 分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将;提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）G动+G（3）分析表中数据可知，FM，可能的原因是：（练习题1图）练习题：1、如图是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个_ （省力/费力）杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重 G为1200N，抬起车把的力 F为N。2、F图是使用简单机械匀速提升

12、同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（）ABCD10s内匀速上升了 1m.已知拉绳子的力 F为3、如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在500N，则提升重物的过程中（）A .做的有用功是 800JB .拉力F的功率是 80WC .绳子自由端被拉下 3mD .滑轮组的机械效率是 60% 4、为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加 300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为 m拉力的功率为 W乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长 12m高6m乙工人沿斜面方向施加 400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼i页，该过程:中斜面的机械效率为，物体所受斜面的摩擦力为N.5、建筑工地有一