滑轮、功、功率---复习

1、精锐教育1对3辅导讲义学员姓名：高洪 张斌卿 朱佳妮 学科教师：吴旋年 级：初二 辅导科目：物理授课日期2016.4.3时 间10：10-12：10主 题 滑轮、机械功、功率教学内容1、掌握滑轮的分类、特点以及相关计算2、掌握机械功的定义、计算公式及物理意义3、掌握功率的概念、意义和计算一滑轮的概念1、定义： 。（一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮）二、滑轮的分类： 1、定滑轮：拉动绳子时，滑轮转动但是轴心不动的滑轮叫定滑轮。 （例子：国旗杆顶部的滑轮、窗帘等） （1）定滑轮的特点探究： 外观： ； 绳两端力： ； 绳两端移动距离： ； 绳两端移动时间： ； 绳两端移动速度： ；（外观上：轮和轴

2、都固定，绕轮槽的绳子两端都可以移动； 力：两边的力大小相等，方向相反； 距离：滑轮两端绳子移动的距离相等； 时间：两端同时移动、同时停止； 移动速度：两端绳子移动速度大小相等，方向相反。亦可通过计算得出） （2）定滑轮的本质： ；(可绕固定点转动，是一个特殊的杠杆-等臂杠杆，那么它的支点和力臂在哪呢？） （再从等臂杠杆的特点出发，分析定滑轮的上述特点原因） （3）定滑轮的使用特点： ；(缺点：不能改变力的大小；既不省力也不费力；优点：可以改变用力方向。改变用力方向，力的大小不变） 2、动滑轮：拉动绳子时，滑轮的轴心也在运动的滑轮叫动滑轮。(例子：电梯、起重机等) （1）动滑轮的特点探究： 外观

3、： ； 两端绳拉力与中间绳拉力： ； 绳自由端和中间绳移动距离： ； 绳自由端与中间绳移动时间： ； 绳自由端与中间绳移动速度： ；（外观上：轮和轴不固定，轮轴可以随绳子一起移动； 力：滑轮两边的绳子力大小相等，方向相同，两端绳子的力是中间绳子的一半，方向相同； 距离：绳子自由端移动的距离是中间绳子移动的两倍； 时间：两端同时移动、同时停止； 移动速度：绳子自由端移动速度是中间的两倍，方向相同。亦可通过计算得出）（2）动滑轮的本质： ；(本质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆，那么它的支点和力臂在哪呢？） （再从等臂杠杆的特点出发，分析定滑轮的上述特点原因） （3）动滑轮的使用特点： ；(缺点：不

4、可以改变用力方向，费一倍的距离； 优点：可以省一半的力；改变用力方向，力的大小也会改变，且滑轮两端绳子平行时力最小）教法指导：可以根据前面的引入例子，过渡到本阶段的知识讲解与例子，注重对定义、观念的解释，让学生从根本上理解滑轮与机械功，让学生自己归纳写出横线上的内容，再讨论完善。一、定滑轮的判别与使用特点例1 学校国旗的旗杆下有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，对该滑轮的说法，正确的是（ ）A. 这是一个动滑轮，可省力 B. 这是一个定滑轮，可省力C. 这是一个动滑轮，可改变力的方向 D. 这是一个定滑轮，可改变力的方向【解析】定滑轮特点：不能省力但可以改变力的方向。变式练习1 如图

5、一根绳子绕过定滑轮轮，一端拴在重物G上一人手执另一端分别用F1，F2，F3匀速拉起重物不计滑轮摩擦及绳重则F1，F2，F3大小关系是（） AF1最大 BF2最大 CF3最大 D三者一样大变式练习2 小亮同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起相同的钩码，研究过程如图7所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，根据要求填写相关内容。由图7的研究过程可知：小亮正在研究使用定滑轮时， （21） 与 （22） 的关系。 图7（a） （b） （c）由图7的研究过程可归纳得出的初步结论： （23） 。【答案】（21）拉力的大小；（22）拉力的方向。（23）使用定滑轮匀速提起同一物体，沿各个方向的拉力大小都相

6、等。二、动滑轮的使用特点例2 如图，用一个动滑轮把重500 N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_N，绳子自由端移动 _m，动滑轮的挂钩受到的拉力为 _N.【解析】物体无论是处于超重或失重状态，其重力不变，只是视重发生了变化，物体的重力随在地球上的纬度变化而变化，所以 A错重力的方向是竖直向下，不可说为垂直向下，垂直往往给人们一种暗示，与支承面垂直，重力的方向不一定很支承面垂直，如斜面上的物体所受重力就不跟支承面垂直所以B、D错重心是重力的作用点，所以C对变式训练1 某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图15所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，

7、然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。（1）比较（a）、（b）两图可知：_；图15（2）比较（b）、（c）、（d）三图可知：_ （a） (b) (c) (d) F1=2牛 F2=1.1牛 F3=1.5牛 F4=2牛变式练习2 如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（） AF1最大 BF2最大 CF3最大 D一样大【解析】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得，L1F2F3，故动滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是：F1F2F3三、定滑轮与动滑轮结合例3 如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法

8、物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ） A甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B甲图中的拉力小于乙田中的拉力 C甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍【答案】C【解析】甲的拉力为500N，而乙的拉力为1/2（500N+10N）即255N。所以选C变式练习1 如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ） A甲是动滑轮，使用时不能省力 B乙是动滑轮，使用时可以省力 C甲是定滑轮，使用时可以省力 D乙是定滑轮，使用时不能省力 【答案】B变式练习2 如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3

9、，比较它们的大小应是（ ）A. F1F2F3 B. F1F2F3 C. F2F1F3 D. F2F1F3三、机械功：1、 机械功的概念： (当一个力作用在物体上，使物体在力的方向上移动了一段距离，这个力就对物体做了功。) 2、做功过程的实质：能量的转移和转化(能量是不能创生和消失的，只会转移和转化，做功的过程其实就是能量的转移转化，比如两手相互搓动，手掌会发热，其实就是把手搓动的能量转化为了内能) 3、做功的两大要素： ；(从做功的定义来看，一个力要想对物体做功，就必须满足两点：一是力要作用在物体上；二是物体要在力的方向上移动一段距离；这就是做功的两大要素) 4、关于做功的理解：（1） 是不是

10、只要有力作用在物体上就是做了功？（2） 是不是物体在力的方向上移动了一段距离就做了功？（3） 是不是有力有距离就是做了功？（对第一种情况：力作用在物体上不一定做了功，比如说用力去推一个靠着墙壁的箱子，箱子没有被推动，这时虽然有力作用在物体上，但是不满足物体在力的方向上有移动距离，所以是不做功的；对第二种情况：光有距离也不一定做了功，比如用力踢飞一个足球，足球会在力的方向上往前飞一段距离，但是在飞行的距离是在惯性的作用下产生的，此过程人给的力并未作用在足球上，所以人也没做功。对第三种情况：力和距离必须要相互对应，比如竖直举起一个物体在水平方向上移动一段距离，此时举的力竖直向上，而移动的距离却是水

11、平的，两者相互垂直，此时两者在方向上没有分量，也没有做功，可记忆成“垂直无功”） 5、功的计算公式： ； 功的单位：焦耳，符号J。1焦耳=1牛米（Nm）。 注意：通常物体受到几个力的作用，所以特别要明确哪个力在对物体做功，做了多少功。为了防止把力和距离的对应关系搞错，最好能画出做功的那个力和在这个力的方向上所通过的距离的示意图。 估测：把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 （0.5 J） 。四、功率 1、定义： 。 （首先要明白引入功率的目的-为了描述力做功的快慢，所以它的定义就是：单位时间完成的功叫做功率。可类比速度的概念） 2、公式：，引申公式： （由于初中阶段运动学只重点学了匀速圆周运动，

12、所以对平均功率和瞬时功率的概念不作要求，所以可以适当跟学生提一下适合于匀速直线运动，另外公式中各个物理量一定要相互对应，切忌张冠李戴） 3、 物理意义：描述物体 的物理量； （功率是为了描述力做功的快慢的物理量） 4、单位：瓦特，简称瓦（W），1瓦特=1焦/秒。 注意：功率表示物体做功快慢程度的物理量，它跟功有关系，又与功不同。功率的单位较多，计算时要注意功和功率的单位的统一。 估测：人体上楼的功率约 人体跳绳的功率约 （300W 50W） 5、比较功率大小方法 a、做功时间相同，比较做功的多少，在时间相同时，做功越多功率越大。 b、做功相同时，比较做功时间长短，在做相同多的功，用时越短，功率

13、越大五、做功的判定教法指导：对于一个力有没有做功主要从定义及两个要素上来判定，可从以下三点去分析，即：（1）物体运动过程中有没有力作用在物体上；（2）物体有没有在力的方向上移动一段距离；（3）垂直无功。例4 在下图的四种情境中，人对物体做功的是：（ ）A B CD用力搬石头但没有搬动举着杠铃原地不动提着桶在水平地面行走推着小车前进面上匀速前进图1 【解析】对A选项，属于有力作用在水桶上，但是水桶是水平移动的，而拉力是竖直的，两者相互垂直，不做功；对B选项，杠铃原地不动，没有移动，不做功；C选项，石头没有被搬动，所以也没有做功；D选项，推力水平，小车水平移动，满足做功的两要素，做功。【答案】D变

14、式练习1 下列现象中，力没有对物体做功的是：( ) A用力将铅球掷出 B将书包背上楼 C人提着水桶在水平路面上行走 D骑自行车匀速前进.【答案】A变式练习2 以下事例中，重力做功的是：( ) A、 跳水运动员下落 B、皮划艇在平静水面快速滑行 C、花样滑冰运动员在水平的冰面上滑动 D、举重运动员把杠铃举在空中静止不动。 【答案】A五、做功的计算在进行做功计算时，一定要注意力与距离的相互对应，要算哪个力做功，就要找到物体在这个力的方向上移动的距离。例5 在水平路面上用50牛的水平拉力拉着重2000牛的车前进10米，拉力做的功 焦，重力做功 焦。【解析】物体受到的重力的方向竖直向下，拉力的方向是水

15、平的，物体的移动距离是在水平方向上的，所以拉力做功用公式W=Fs，代入数据计算就可以了，而重力与移动距离垂直，所以重力不做功。【答案】500，0变式练习1A B图8如图8所示，甲、乙两人各用水平力推一个相同的木箱，甲推的木箱下面装有轮子图8A，乙推的木箱直接放在地面上图8B。甲、乙两人都把木箱匀速向前推了1米的距离，甲、乙两人对木箱做的功哪一个多?如果甲、乙两人对木箱做的功相等，哪个人推木箱前进的距离大?【答案】根据w=Fs ，当s一定时、F甲F乙，则W甲W乙；又根据s=W/F, 当W一定时、F甲F乙，则s甲s乙六、功率的理解与计算教法指导：功率的计算主要可通过公式和引申公式进行计算，即找到力

16、所做的功与时间，或是找到力和物体移动的速度代入公式计算。例6 为了比较做功的快慢，甲、乙两位同学比赛搬砖，具体实验过程如下图：图7（1）比较图7（a）和（b）两图可得： 。 （2）比较图7（a）和（c）、（d）两图可得： 。【解析】从比较功率大小的两方面来考虑，一个是做功的多少，一个是做功所用的时间，功率是表示做功的快慢，所以要采用控制变量的思维去考虑。另外，根据题意是比较做功的快慢，没有出现功率一词，所以答题时也不要出现功率两个字。【答案】 （1）当所用时间相同时，做功越多，做功越快； （2）当做功相同时，所用时间越少，做功越快。例7 一物体在200牛的拉力作用下，以18千米/时的速度作匀速

17、直线运动，经过5分钟后，求：(1) 物体通过的距离 (2) 拉力对物体做的功(3) 拉力做的功率。【解析】此题有一个需要注意的地方，就是在做功的计算时一定要注意单位的统一，而且一定都要用国际单位来计算。另外此题计算功率是就可以通过上面说的两个公式进行计算。【答案】（1）18km/h=5m/s , 5min=300s s=vt=5m/s300s=1.5103m （2）W=Fs=200N1.5103m=3105J （3）解法一：P=W/t=3105J/300s=1000w 解法二：P=Fv=200N5m/s=1000w变式练习1 汽车以15米秒的速度在平直轨道上匀速前进，受到的阻力为3l03牛，求

18、： 汽车行驶5分钟做的功； 汽车的功率。变式练习2 如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包求：(1)小明背着书包从一楼走到了三楼的教室，在这过程中他做的功(2)此过程小明用了20s他做功的功率是多少七、机械功与滑轮、力结合教法指导：针对此类题型可以分步骤来让学生解题，先理解滑轮的特点，然后根据做功的定义进行力和距离和分析，且力和距离一定要相互对应，切忌张冠李戴。例8 如图6（a），A物体重力为50牛，在拉力F的作用下，A物体10秒内匀速上升2米，则拉力F的功率是 瓦。若分别使用图6（b）和（c）的装置将A物体匀速提升2米（不计滑轮的重和摩擦），则拉力F1 （大于、等于、小于）F2，拉

19、力、F1所做的功 （大于、等于、小于）拉力F2所做的功。【解析】拉力F做功可以直接带入公式W=Fs来算，F1做功首先要分析出F1多大，定滑轮所以F1等于重力，移动距离和物体移动距离相等，F2做功同样思路，动滑轮，F2等于重力的一半，但F2移动的距离是物体移动距离的两倍。例9 已知桑塔纳2000轿车的质量是1.6t，它以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶2min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍，求轿车在这段时间内：（1）通过的路程；（2）发动机的牵引力；（3）发动机的功率 。【解析】（1）已知汽车的速度和行驶的时间，根据公式S=Vt可求通过的路程； （2）汽车匀速运动，牵引力等于汽车受到的阻

20、力； （3）根据公式P=FV可求发动机的功率。变式练习1如图5，物体A所受重力为200牛，滑轮重力和摩擦不计。当分别沿力F1和F2的方向匀速提起物体A时，则F1 F2（大于、小于、等于）。若10秒钟内A物体被匀速提起4米，则拉力F1所做的功为 焦，功率为 瓦。变式练习2 如图所示，重为100 N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4 ms的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为5 N不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则：(1)物体A受到水平面的摩擦力为多少牛?(2)若物体A匀速运动1min，则拉力F做功为多少焦?变式练习3上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用

21、氢气代替汽油在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平阻力，5min内匀速直线行驶了9000m求汽车牵引力所做的功和功率是多少？【解析】汽车做匀速直线运动，它受到的是平衡力，汽车牵引力等于水平阻力，已知行驶的距离，可求出做的功；已知时间可算出功率。（时间30分钟，满分100分，附加题20分）1、使用_滑轮不省力，但可以改变力的方向，使用_滑轮能省一半力。2、定滑轮实质上是一个_杠杆，动滑轮实质上是一个_杠杆。3、如右图所示，木块在桌面上匀速滑动，拉力F为2牛，木块所受摩擦力为 牛。4、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（） A F1大于F2 BF1大于F

22、3 CF1等于F2 DF2小于F35、作用在物体上的 和物体在力的 上通过的 的乘积叫机械功。6、功的计算公式：W= ，或W= 。功的国际单位： 。7、做功的两个必要因素： 和 。8、比较做功快慢的方法： 一定时，比较谁 越少，则做功越快。 一定时，比较谁 越多，则做功越快。比较谁在 内所做的功越多，则做功越快。9、在 内所做的功叫功率，功率大小表示物体做功 。10、功率的公式：P= 。功率的国际单位： 。11、如图所示，物体甲重50N，物体乙重30N，甲乙均保持静止状态，则物体乙受到绳子的拉力为_N，物体甲对地面的压力为_N图712、某人用如图7的牵引装置来锻炼关节的功能。重物的质量为3千克

23、，若小腿拉绳使重物在3秒内匀速上升05米。求：小腿对绳的拉力； 绳拉重物的功率。13、用60牛的拉力，使所受重力为200牛的物体，在2分钟内，沿着水平地面移动了10米，求：(1)拉力对物体做的功；(2)拉力对物体的功率(a)(b)(c)14、 某同学选用相同的实验器材，用实验研究某个物理问题。实验过程以及可以得到的实验数据如图所示（他每次都是匀速提起钩码）。根据图中得到的信息，你认为该同学在研究_这一物理问题。比较图中（a）、（b）、（c）三图可得出的初步结论是：_。15、为了比较做功的快慢，甲、乙同学进行登楼比赛。他们记下了自己的质量，测量一个台阶的高度和台阶数，计算了每层楼的高度。并记下两

24、次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中。（1）分析比较表中实验序号1和4登梯做的功和所用的时间，可以判断出登楼做功快的学生是_。（选填“甲”或“乙”）。（2）分析比较表中实验序号l和2登梯做的功和所用的时间，可以判断出甲同学两次登楼做功较快的是第_次。（选填“1”或“2”）（3）分析比较实验序号2和3，则可以通过比较_来确定哪位同学做功快。因此物理上用_来表示做功快慢。学生实验序号学生的质量（千克）楼梯的高度（米）登梯做的功（焦耳）所用的时间（秒）甲150314705250314708乙35463175.21245431587.6516、如图是课本中的一幅科学漫画，如果漫画中的“胖

25、子”、“瘦子”和被提升货物的重力分别为G1、G2、G3那么它们的关系正确的是（）AG1=G2=G3BG1G2=G3CG1G2G3DG1G3G217、小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来比赛结果应是（）A小李把小胖拉起B小胖把小李拉起C两个都拉不起D两个都拉起 18、下在图中的装置中，放在水平地面上的物体质量为10，在拉力F=10N的力作用下以0.4m/s的速度匀速运动。求：（1）物体受到的摩擦力多大？ （2）在10s内拉力F做了多少功？1、 什么是滑轮？ 2、 动滑轮与定滑

26、轮的区别？ 3、 做功的概念。 （1.一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。2.定滑轮：拉动绳子时，滑轮转动但是轴心不动的滑轮叫定滑轮。动滑轮：轮和轴不固定，轮轴可以随绳子一起移动。3.力在里的方向上移动距离称之为做功）将一个鸡蛋举高2米，做功约为（ ）A、0.5焦耳。B、1焦耳。C、2焦耳。D、2瓦。2功率大的机器比功率小的机器做功一定（ ）A、做功快。B、做功多。C、做功慢。D、做功所需时间少。3运动员用100牛的力将质量为5千克的铅球推出手，铅球落到10米远处后又在地上向前滚动了0.5米，铅球在空中飞行的过程中，运动员对铅球所做的功是（ ）A，1000焦。B、1050焦。C、490焦。D、0

27、焦。4、如图所示，当弹簧测力计A的读数为5N时，弹簧测力计B的读数是 N，滑轮重力为 N。AB5、如图所示，物体A重为20N，滑轮、绳子重不计，弹簧测力计的示数为24N，则物体B的重为 N，A对地面的压力为 N。6、功率相同的两辆汽车，各自在水平公路上做匀速直线运动，汽车甲在半小时内行驶15km，汽车乙在2min内行驶1200m，则（ ） A两车牵引力之比为56 B两车发动机做功之比为11C两车速度之比为11 D两车所受阻力之比为657、两位学生比赛爬竿，他们的质量之比为4:5，已知甲用18s爬到顶，乙用20s爬到顶，则两人匀速爬竿过程中所做功和功率大小是（ ）A甲学生做功较少，功率较大 B甲

28、学生做功较少，功率较小C甲学生做功较多，功率较大 D甲学生做功较多，功率较小8、如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则（ ） A.物体A受到水平面的摩擦力为5N B.拉力F的功率为4W C.若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4JD.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力 9、一台功率为40kW的拖拉机，在平直的农田里以0.5m/s的速度耕田。求：(1)拖拉机在耕田时受到的阻力； (2)拖拉机耕田1.5h，拖拉机所做的功。10、如右图，滑轮A上挂一重10牛的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的_倍，力F