第九章机械与人

第九章机械与人第1页，共46页。基本内容分回顾"科技是第一生产力",本章内容就是对这句话的科学诠释。通过对考点的学习，学会使用简单机械改变力的大小和方向。结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。知道机械功的概念和功率的概念。能用生活和生产中的实例解释机械功的含义。理解机械效率。了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。能用实例说明物体的动能和势能及它们的转化。第2页，共46页。1、在力的作用下，能够绕

转动的硬棒（可以是弯曲的）叫做杠杆，这个固定点叫

。

的力叫动力，

的力叫阻力，从支点到动力的作用线的垂直距离叫做

，从支点到阻力的作用线的垂直距离叫做

。（杠杆的概念和要素）2、杠杆的平衡条是：

，用公式可表示为

。动力臂L1是阻力臂L2的几倍，动力F1，就是阻力F2的

。（杠杆的平衡条件）第3页，共46页。3、杠杆可分为三类：（1）省力杠杆：动力臂

阻力臂，动力

阻力；这种杠杆，省了

，费了

。（2）费力杠杆：动力臂

阻力臂，动力

阻力；这种杠杆，费了

，省了

。（3）等臂杠杆：动力臂

阻力臂，动力

阻力；这种杠杆，既不省力也不费力。（杠杆的分类）第4页，共46页。4、滑轮组：（１）定滑轮实质上是

杠杆；使用定滑轮不省

，但能改变

。（2）动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂

倍的杠杆；使用动滑轮能省

，但不能改变

。（3）使用滑轮组既可以省力，又可以改变动力的方向；使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的

，即F=G/n。（4）奇动偶定原理：使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为n。若n为偶数时，则绳子的固定端挂在

滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在

滑轮上。（滑轮的实质和作用）第5页，共46页。

5、一个力作用在物体上，使物体在

上通过一段

，这个力就对物体做了功。功的计算公式：

，式中F表示作用物体上的力，S表示物体在力的方向上通过的距离，W表示力对物体做的功。功的国际单位是

，用符号

表示，1J=

N·m（功的概念机单位）6、机械效率是

跟

的比值，用字母

表示。机械效率的公式是：

。（机械效率概念、公式）7、单位时间里完成的

叫做功率，用

符号表示，功率是表示物体

的物理量；计算功率的公式是：

，功率的国际单位是

，用符号

表示，1W=1J/S。（功率的概念、公式、单位）第6页，共46页。8、如果一个物体

，我们就说这个物体具有能量。例如

，

、

。

（能量的概念）9、物体由于

而具有的能叫做动能，物体由于

或

而具有的能叫做势能。，动能和势能统称为

。（动能、势能、机械能的概念）10、物体的动能与

和

有关，物体的重力势能与

和

有关。（动能、势能的有关因素）11、杠杆的概念运用了

法，研究动能的大小跟那些因素有关用到了

法。（本章应用的主要方法）答案第7页，共46页。重点难点突破【例1】一个杆秤，如果秤砣生锈增重后，则它称得质量与被称物体的实际质量相比将[]A．变小B．变大C．相等D．无法判断

【解析】根据杠杆的平衡条件G物L物=G砣L砣，G物、L物不变，G砣变大，L砣变小，因此对应的示数会变小，即称得质量比实际质量变小. 【拓展】如果秤砣磨损了呢？（杠杆平衡条件的应用）第8页，共46页。【例2】：画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。第9页，共46页。

【解析】：作用在A点最小力？作用在B点最小力？哪个力更小？要使杠杆平衡，求作最小力，应作用在哪一点？方法：在杠杆上找出离支点最远的点作为作用点，支点和作用点的连线作为力臂最长。【拓展】：(1)、如图所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂L。第10页，共46页。(2)、如图所示，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶．请你在图中画出这个力的示意图．(3)、如图所示，一只圆柱形油桶，高80cm，底部直径为60cm，盛满油以后总重为3000N，要想使底部D稍稍离开地面，在B点要加的最小力为多大？同时请作出最小的力F的示意图及其力臂L。（杠杆最省力的方法及作图）第11页，共46页。

【例3】.重为400N的物体，用如下图所示的滑轮组在F＝25N作用下，物体以0．8m／s的速度匀速前进，已知滑轮组的机械效率为80%，求（l）物体受到的摩擦力．（2）F的功率。

【解析】：根据上题的分析思路，可知应用公式④。在公式中还有一个较易搞错的量—n，（即连接在动滑轮上的绳子股数）这题中n应取4。第2小题F的功率在已知F的情况下，常可用P＝F·v应特别注意的是题中的0.8m／s不是拉力F移动速度．事实上根据拉力移动距离和物体移动距离的关系，可得vF＝4v物。第12页，共46页。

解：（1）

得f＝F·4η·s/s＝25N×4×80％＝80N（2）由题意可知vF＝4×v物＝4×0.8m/s＝3.2m/s则P＝F·vF＝25N×3.2m/s＝80W

【拓展】如果物重增大，物体受到的摩擦力、F的功率、此滑轮组的机械效率如何变化呢？（滑轮组机械效率的综合计算）第13页，共46页。

【例4】.一台拖拉机耕地时，在25min内匀速前进3000m，如果拖拉机发动机的功率是2.94×104kw，这台拖拉机耕地时的速度多大？牵引力多大？受到的阻力多大？

第14页，共46页。

【解析】：因为拖拉机耕地时匀速前进，所以它受到的阻力就等于牵引力。

拖拉机耕地时的速度为：

拖拉机的功率为：

拖拉机的牵引力为：拖拉机受到的阻力为：f＝F＝1.47×107N【拓展】拖拉机耕地时为什么一般走得很慢？（功率与力、速度关系的应用）第15页，共46页。能力训练与检测一、填空题1、杠杆平衡是杠杆

或者

。(杠杆平衡的概念）2、作用在杠杆上的动力是阻力的1／10，要使杠杆作匀速转动，其动力臂与阻力臂之比是

。（杠杆平衡条件的应用）第16页，共46页。

3、如图所示，若使F1＝F2/5，要使阻力作用点升高10cm，则动力作用点要下降

cm

（杠杆的应用）

4、如图所示，ab为一轻质杠杆，ao＝bo/2，弹簧测力计的读数为6N，则甲的重力为

N。(杠杆的应用）第17页，共46页。5、如图所示，重物G重40N，若不计摩擦，匀速提起重物所用拉力为22N，则动滑轮的重力是

N，钩子1受到绳子的拉力为

N，钩子2受到重物G的拉力为

N。（滑轮的应用）（滑轮组的应用）第18页，共46页。6、如图所示，木块在桌面上匀速滑动，拉力F为2N，木块所受摩擦力为

N。（滑轮的计算）7、某人用杠杆来提升重200N的重物，当他将杠杆一端压下l00cm时，重物被举高20cm，不考虑杠杆自身质量及摩擦等因素，此人做功

J，压下杠杆的力是

N。若实际过程中，人压杠杆一端的力是50N，则杠杆使用过程中的机械效率是

。（杠杆的机械效率的计算）第19页，共46页。8、某机械在使用时机械效率为75％，则这机械使用时W有：W额外＝

，额外功占总功的

。(机械效率的概念）9、流动的水、举高的重锤以及压缩的弹簧能够

，我们就说它们具有

。（能的概念）10、小李与小张体重相同，小李沿楼梯从一楼走到八楼，小张乘电梯从一楼到八楼，小李的重力势能应该

小张的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（重力势能的有关因素）11、在空中运动的排球，此时该球既有

能又有

能，

和

统称为机械能。（机械能的概念）第20页，共46页。二、选择题1、关于力臂，下列说法中正确的是（

）A、力臂是支点到力的作用点的距离B、杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和C、力臂一定在杠杆上D、有力作用在杠杆上，但力臂可能为零。（力臂的概念）第21页，共46页。2、如下图是开汽水瓶盖工具的受力示意图，其中正确的是（

）（杠杆示意图）（杠杆示意图）第22页，共46页。3、两个大小不等的实心铁球挂在杠杆的两端，杠杆平衡。若把它们同时浸没在煤油中，则杠杆将（杠杆的重力不计）（

）A、不平衡，将向大球倾斜B、不平衡，将向小球倾斜C、仍然平衡D、无法判断（杠杆与浮力的综合应用）第23页，共46页。4、在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来，铁条水平平衡，如下图（a）所示。若将OB弯折，如图（b）所示，则铁条将（

）A、A端下降，C端上升；B、A端上升，C端下降C、仍然平衡D、无法判断（杠杆的平衡条件）第24页，共46页。5、下图所示的四种情况中，阻力F2都相等，动力F1作用的方向不同，其中最省力的是图（

）（杠杆平衡条件的应用）第25页，共46页。6、某人将一根木棒的一端抬起，另一端搁在地上。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（杠杆平衡条件的应用）第26页，共46页。7、使用下图所示的装置匀速提起重物G所用的拉力中，力（

）A、F1最大B、F2最大C、F3最大D、一样大（定滑轮的实质）第27页，共46页。8、使用滑轮组可以（

）A、省力又省距离B、可以省力，但不能改变力的方向C、既可省力又可改变力的方向D、费了力但可以省距离（滑轮组的作用）第28页，共46页。9、如图所示甲、乙两个装置，已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40N（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使A向右匀速滑动，拉力F甲与F乙的大小分别为（

）A、40N，20NB、20N，40NC、40N，40ND、20N，20N（滑轮的作用）第29页，共46页。10、利用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重600N的物体，最小的拉力是（不计动滑轮重力及摩擦）（

）

A、600NB、300NC、200ND、100N（滑轮组的应用）第30页，共46页。11、人肩扛100N的重物，在下列情况下，他对物体做功的是（

）A、人站在原地不动

B、沿水平路面匀速前进10mC、沿缓坡匀速前进了lm

D、上述三种情况下都做了功（功的概念）12、起重机吊起质量为200kg的重物匀速升高5m后又匀速水平移动了5m，则在这整个过程中，起重机做功（

）A、1000JB、2000JC、9800JD、19600J（功的计算）第31页，共46页。13、在体育课上推铅球比赛中，甲把铅球推出7m，乙将铅球推出6m，则（

）A、甲做功一定比乙大

B、甲做功一定比乙小C、甲、乙做功可能相等D、以上说法都不正确（功的两要素）第32页，共46页。14、下列说法中不正确的是（

）A、相同时间内做功越多，功率越大B、功率大的机械做功一定较快C、机械效率越大，功率也越大

D、做功相等时，功率大的所用时间少（功、功率、机械效率的关系）第33页，共46页。

15、两人作爬杆比赛，已知两人体G甲∶G乙＝5∶6，甲用了9s爬到顶，乙用了10s爬到顶，则甲、乙两人爬杆时功率比是（

）A、4：3B、3：4C、27：25D、25：27（功率的比例）16、功率相同的两辆汽车，在匀速通过1Okm和15km时，分别用了lmin和2min。则两车在行驶时受到的阻力之比是（

）A、3：4B、4：3C、2：3D、3：2（功率的计算）第34页，共46页。17、两台机器分别完成W1和W2的功时，已知W1∶W2＝3∶4，机械效率ηl.∶η2＝4∶5，则两台机器为完成各自的功而实际做功之比是（

）A、3∶5B、5∶3C、15∶16D、16∶15（机械效率的计算）18、下列物体中不具有动能的是（

）A、流动的河水B、被拦河坝挡住的水C、正在下降的飞机D、在平直的公路上行驶着的汽车（动能的条件）第35页，共46页。19、建三峡水电站，先修建较长较高的拦水坝，这是因为（

）A、增大上游水的动能，可转化为较大的势能发电B、增大上游水的势能，可转化为较大的动能发电C、利用功的原理D、以上说法都有错误（机械能的应用）第36页，共46页。20、关于功和能，下列各种说法中正确的是（

）A、高度大的物体势能一定大B、速度大的物体动能一定大C、物体具有做功的本领，就说它具有能D、物体运动时的机械能一定比它静止时大（能的概念）第37页，共46页。三、实验探究某学生在做“测定滑轮组机械效率”实验时，记录情况如下表格：第38页，共46页。

（1）在表格内填入机械效率的计算式及计算结果。（2）在下图中画出实验时细线的缠绕方式。（3）若改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物，则弹簧秤上示数将

（填变大、变小、不变，下同）；此时滑轮组机械效率将

，其原因

。（4）本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离，则滑轮组机械效率应按η＝

来计算。（滑轮组的机械效率的实验探究）第39页，共46页。四、综合应用1、一根扁担长1.4m，前后两筐内分别装有300N和400N的货物。问：人肩挑处离前筐多远才能平衡？（不计扁担及筐