簡(jiǎn)單機(jī)械行業(yè)及功的原理

1、物理中考復(fù)習(xí)物理中考復(fù)習(xí)教學(xué)目的：1、回憶并掌握簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)及作用2、會(huì)用杠桿平衡條件解題3、知道做功的兩個(gè)要素4、知道功率的意義、會(huì)用功率公式解題5、理解總功、有用功、額外功及相互關(guān)系6、會(huì)運(yùn)用機(jī)械效率公式解題7、理解功是能的轉(zhuǎn)化形式知識(shí)框架知識(shí)框架簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單機(jī)機(jī)械械和和功功簡(jiǎn)單機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械功功功的計(jì)算功的計(jì)算滑輪滑輪杠桿杠桿做功的兩個(gè)必要因素做功的兩個(gè)必要因素功功機(jī)械效率機(jī)械效率功率功率功的單位功的單位省力杠桿省力杠桿等臂杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿支點(diǎn)支點(diǎn)( (O O) ) ：動(dòng)力動(dòng)力( (F F1 1) ) ：動(dòng)力臂動(dòng)力臂( (L L1 1) )：阻力阻力( (F F2 2) ) ：杠

2、桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（方向判斷）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（方向判斷）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離阻力臂阻力臂( (L L2 2) )：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離F2 一點(diǎn)、二力、二臂一點(diǎn)、二力、二臂杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件：F1L1 = F2L21. 省力杠桿，費(fèi)距離。省力杠桿，費(fèi)距離。2. 費(fèi)力杠桿，省距離。費(fèi)力杠桿，省距離。3. 不省力也不費(fèi)力。不省力也不費(fèi)力。三杠桿的分類(lèi)三杠桿的分類(lèi)F1 F2 O L1 L2 (3)費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿 動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力臂阻

3、力臂, （省力、費(fèi)距離）（省力、費(fèi)距離） (2)等臂杠桿等臂杠桿 動(dòng)力臂動(dòng)力臂=阻力臂阻力臂, 杠桿分類(lèi)杠桿分類(lèi):定滑輪定滑輪F1F2l2l1O動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪F1F2Ol1l2滑輪組滑輪組成立的條件：不計(jì)繩重和摩擦成立的條件：不計(jì)繩重和摩擦功功4.功的原理：使用任何機(jī)械都不省功功的原理：使用任何機(jī)械都不省功功率功率機(jī)械效率機(jī)械效率W總總= W有有+W額額 W有有/ W總總能量能量功是能的轉(zhuǎn)化形式：物體對(duì)外做了多少功就有多少能量功是能的轉(zhuǎn)化形式：物體對(duì)外做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。1.動(dòng)能動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，動(dòng)能的大小與：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，動(dòng)能

4、的大小與_和和_有關(guān)，有關(guān)，_越大動(dòng)能越大，越大動(dòng)能越大，_越大動(dòng)能越大。越大動(dòng)能越大。2.重力勢(shì)能重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。重力勢(shì)能的大小與重力勢(shì)能的大小與_和和_有關(guān)，有關(guān)，_越大越大重力勢(shì)能越大，物體被舉得越高重力勢(shì)能重力勢(shì)能越大，物體被舉得越高重力勢(shì)能_。3.彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能5.動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化4.能量守恒能量守恒6.機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒：質(zhì)量質(zhì)量速度速度質(zhì)量質(zhì)量速度速度質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量被舉高度被舉高度越大越大 在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，若沒(méi)有機(jī)械能的損失，機(jī)械能的總量中，若沒(méi)有機(jī)械

5、能的損失，機(jī)械能的總量保持不變。保持不變。W有有=Gh(h為重物提升高度）為重物提升高度）W總總=FS(S為繩子自由端的伸長(zhǎng)）為繩子自由端的伸長(zhǎng)） W額額=G動(dòng)動(dòng)hS=nh(n為吊著動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)）為吊著動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)）探究活動(dòng)探究活動(dòng)G動(dòng)動(dòng)W有用有用GhW總總s若不計(jì)拉線質(zhì)量若不計(jì)拉線質(zhì)量和滑輪軸間摩擦，則：和滑輪軸間摩擦，則：W額外額外 G動(dòng)動(dòng)h滑輪組的機(jī)械效率：滑輪組的機(jī)械效率：W有用有用W總總100%Ghs100%Gn100%測(cè)滑輪測(cè)滑輪組的機(jī)組的機(jī)械效率械效率GG+ G動(dòng)動(dòng)GhGh+ G動(dòng)動(dòng)h例題選解例題選解例例1. 1. 如圖所示，畫(huà)出下圖中各力的力臂如圖所示，畫(huà)出下圖中各力的

6、力臂例題選解例題選解例題選解例題選解例例3.3.如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)直桿可繞如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)直桿可繞0 0點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿的末端懸掛一重物，用一個(gè)始終跟動(dòng)，桿的末端懸掛一重物，用一個(gè)始終跟直桿垂直的力直桿垂直的力F F作用于杠桿的中點(diǎn)，并使作用于杠桿的中點(diǎn)，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過(guò)程中直桿（個(gè)過(guò)程中直桿（ ）A A始終是省力杠桿始終是省力杠桿B B始終是費(fèi)力杠桿始終是費(fèi)力杠桿C. C. 先是省力的，后是費(fèi)力的先是省力的，后是費(fèi)力的D D先是費(fèi)力的，后是省力的先是費(fèi)力的，后是省力的C例題選解例題選解例例4. 4. 如圖所示，物體如圖所示，物體

7、M M放在水平桌面上，現(xiàn)通過(guò)放在水平桌面上，現(xiàn)通過(guò)一滑輪（質(zhì)量和摩擦均忽略不計(jì)）拉著物體一滑輪（質(zhì)量和摩擦均忽略不計(jì)）拉著物體M M向向左勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)（質(zhì)量可忽略）示左勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)（質(zhì)量可忽略）示數(shù)為數(shù)為10N10N。若在物體。若在物體M M上加放一個(gè)物塊上加放一個(gè)物塊m,m,可保持可保持M M向左勻速運(yùn)動(dòng)，需在繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子自由端施向左勻速運(yùn)動(dòng)，需在繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子自由端施加一個(gè)拉力加一個(gè)拉力F F，則（，則（ ）A A物體物體M M運(yùn)動(dòng)時(shí)受到向左的摩擦力運(yùn)動(dòng)時(shí)受到向左的摩擦力B B加放加放m m前，前，M M受到受到10N10N的摩擦力的摩擦力C.C.加放加放m

8、m前，前，M M受到受到20N20N的摩擦力的摩擦力D D加放加放m m后，力后，力F F保持保持10N10N不變不變C一、是否做功的判斷一、是否做功的判斷 例（例（2008柳州）以下實(shí)例，力對(duì)物體做功的柳州）以下實(shí)例，力對(duì)物體做功的是（是（ ） A舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng) B小明將水桶從地面上提起小明將水桶從地面上提起 C吊車(chē)吊著貨物在空中水平勻速移動(dòng)吊車(chē)吊著貨物在空中水平勻速移動(dòng) D用力搬桌子而未搬起用力搬桌子而未搬起B(yǎng)二、功的原理 1、功的原理的判斷、功的原理的判斷 2、運(yùn)用功的原理計(jì)算功、運(yùn)用功的原理計(jì)算功A三、有用功、額外功和總功的判斷三、有用功、額外功和總功的判

9、斷 例1、如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了lm。已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過(guò)程中 ( ) A繩子自由端被拉下3 m B做的有用功是800 J C拉力F的功率是80 W D滑輪組的機(jī)械效率是60B四、機(jī)械效率的判斷及計(jì)算四、機(jī)械效率的判斷及計(jì)算例例2. 如圖如圖22所示裝置所示裝置 ，繩重及摩擦不計(jì)。裝，繩重及摩擦不計(jì)。裝卸工人將重為卸工人將重為800N的貨物提至高處，人對(duì)的貨物提至高處，人對(duì)繩的拉力繩的拉力F1為為500N，貨物在，貨物在1min內(nèi)勻速上內(nèi)勻速上升了升了5m。 （1）請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出最省力繩子的繞法；）請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出最省力繩子的繞法；（2）

10、求滑輪組的機(jī)械效率；）求滑輪組的機(jī)械效率；（3）如果重物是）如果重物是600N，要把，要把重物提升重物提升5m，求拉力做的功，求拉力做的功。G圖22四、探究機(jī)械效率 1、探究斜面的機(jī)械效率、探究斜面的機(jī)械效率 2、探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率、探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 3、探究滑輪組的機(jī)械效率、探究滑輪組的機(jī)械效率例例1.（2008樂(lè)山）探究樂(lè)山）探究“斜面的機(jī)械效率斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組提出了某實(shí)驗(yàn)小組提出了“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)”的的猜想猜想 下表是該小組根據(jù)此猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)：下表是該小組根據(jù)此猜想進(jìn)

11、行實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)： 請(qǐng)將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整；請(qǐng)將表格中空格處的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整； 由表格小明得出由表格小明得出“斜面越陡機(jī)械效率越高斜面越陡機(jī)械效率越高”的結(jié)論，要得到此的結(jié)論，要得到此結(jié)論需要控制不變的因素有：結(jié)論需要控制不變的因素有： _ _ _ 分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可推知：高度相同的斜面，越長(zhǎng)越分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可推知：高度相同的斜面，越長(zhǎng)越_（填（填“省力省力”或或“費(fèi)力費(fèi)力”）；斜面在我們生活中的）；斜面在我們生活中的應(yīng)用有應(yīng)用有_（只寫(xiě)出一條即可）。（只寫(xiě)出一條即可）。80%1.5J小車(chē)重小車(chē)重斜面長(zhǎng)度斜面長(zhǎng)度斜面粗糙程度斜面粗糙程度省力省力盤(pán)山公路盤(pán)山公路例例2：某實(shí)

12、驗(yàn)小組在：某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第下表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖甲、乙、丙所示。次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖甲、乙、丙所示。 (1)比較第比較第1次實(shí)驗(yàn)和第次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：使用同樣的滑次實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越 。(2)第第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是 J，機(jī)械效率是，機(jī)械效率是_。(3)第第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額

13、外功動(dòng)滑輪所做的額外功 (選填選填“增大增大”或或“減小減小”)，因而，因而，由第由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重大小有關(guān)。次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重大小有關(guān)。(4)綜合上述結(jié)論，提高機(jī)械效率的方法有增大有用功，綜合上述結(jié)論，提高機(jī)械效率的方法有增大有用功， 額外額外功功(選填選填“增大增大”或或“減小減小”)。大大0.4 727 增大增大 減小減小 例例3、如圖，用、如圖，用10N的力的力F拉著物體在拉著物體在水平面上使物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度水平面上使物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度為為20cm/s,（1）若不計(jì)繩重及摩擦，求物體受到地面的）若不計(jì)繩重及摩擦，求

14、物體受到地面的摩擦力為多大？拉力的功率為多大？摩擦力為多大？拉力的功率為多大？(2)若考慮繩重及摩擦，實(shí)際拉力為若考慮繩重及摩擦，實(shí)際拉力為12N，則，則滑輪組的機(jī)械效率為多大？滑輪組的機(jī)械效率為多大？F解；(1)不計(jì)繩重及摩擦，不計(jì)繩重及摩擦，f=3F=3X10N=30N P=F.VF=FX3V物物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用有用/W總總 =f.S物物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物體受到地面的摩擦力為答：物體受到地面的摩擦力為30N,拉力的功率拉力的功率為為6W.滑輪組的機(jī)械效率為滑輪組的機(jī)械效率為83.3%例例4如圖所示的滑輪組，已知物重如圖所

15、示的滑輪組，已知物重350N，動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪重重40N(繩重及摩擦不計(jì)繩重及摩擦不計(jì))，若重物勻速提升，若重物勻速提升2m，則，則拉力拉力F為多大？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率為多大？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率是？提升重物再增加是？提升重物再增加20N，那么該裝置的機(jī)械效率，那么該裝置的機(jī)械效率將將是是多大？多大？解：解：F=(G動(dòng)動(dòng)+G物）物）/3=(40N+350N)/3=130NW額外額外= G動(dòng)動(dòng).h=40NX2m=80J=W有用有用/W總總=1、 如圖是自卸車(chē)的示意圖，車(chē)廂部分視為如圖是自卸車(chē)的示意圖，車(chē)廂部分視為杠桿，則下列分析正確的是（杠桿，則下列分析正確的是（ ） B點(diǎn)是

16、支點(diǎn)，液壓桿施的力是動(dòng)力，貨物重點(diǎn)是支點(diǎn)，液壓桿施的力是動(dòng)力，貨物重是阻力是阻力 BB點(diǎn)是支點(diǎn)，物體點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車(chē)廂前部可省力放在車(chē)廂前部可省力CC點(diǎn)是支點(diǎn)，物體點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車(chē)廂后部可省力放在車(chē)廂后部可省力 DC點(diǎn)是支點(diǎn)，物體點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車(chē)廂前部可省力放在車(chē)廂前部可省力 課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、如圖所示，一根重木棒在水平動(dòng)力（拉力）、如圖所示，一根重木棒在水平動(dòng)力（拉力）的作用下以的作用下以 點(diǎn)為軸，由豎直位置逆時(shí)針點(diǎn)為軸，由豎直位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中，若動(dòng)力臂勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中，若動(dòng)力臂為為l，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積為為 ，則（，則（ ）

17、A增大，增大，增大，增大，增大增大 B增大，增大，減小，減小，減小減小 C增大，增大，減小，減小，增大增大 D減小，減小，增大，增大，增大增大 3、如圖6所示，長(zhǎng)1.6m、粗細(xì)均勻的金屬桿可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，一拉力位移傳感器豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點(diǎn)到O點(diǎn)距離x的變化關(guān)系如圖7所示。據(jù)圖可知金屬桿重（ ） A5 N B10 N C20 N D40 N4、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是( )A、機(jī)械效率高的機(jī)械，功率一定大、機(jī)械效率高的機(jī)械，功率一定大B、做功多的機(jī)械，功率一定大、做功多的機(jī)械，功率一定大C、做功快的機(jī)械，功率一定大、做

18、功快的機(jī)械，功率一定大D、做功時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)械，功率一定大、做功時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)械，功率一定大5、提高機(jī)車(chē)的額定功率是鐵路進(jìn)一步提速要解決的一個(gè)重要課題。機(jī)車(chē)的輸出功率等于牽引力與速度的乘積。若列車(chē)所受阻力與速度成正比，那么，列車(chē)提速前后分別以最高時(shí)速120 km/h和180 km/h在平直軌道上勻速行駛時(shí)，機(jī)車(chē)的輸出功率之比為A23 B32 C49 D946跳繩是一種簡(jiǎn)便易行的鍛煉方式.圖7描繪了某同學(xué)某次跳繩時(shí)重心移動(dòng)的高度h隨時(shí)間t變化的圖像.由圖像可知，他的重心移動(dòng)的最大高度為 cm.若該同學(xué)的體重為500N，則他1min內(nèi)克服重力做功的功率約為 W.7如圖17所示，小馮分別用甲、乙兩滑輪把同樣的桶從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為2，若不計(jì)繩重及摩擦，則AW1=W2，1=2 BW1=W2，12CW12 DW1W2，12 8、如圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體、如圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體A以以0.5m/s的的速度在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，物體速度在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，物體A重為重為20N，受，受到的摩擦力是物重的到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力倍，水平拉力F為為2.5N，