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1、复杂机器 全章温习与稳固进步责编：冯保国 【进修 目标 】1.明白什么是杠杆及杠杆五因素 ；2.会画杠杆的力臂；3.了解杠杆的均衡前提 及应用 ，会推断 省力杠杆跟 费劲 杠杆；4.了解定滑轮、动滑轮的特色 、本质及其感化 ；5.明白滑轮组的感化 ，会组装滑轮组；6.了解什么是有勤奋 、额定功跟 总功，了解妨碍 机器 效力 的因素 ；7.了解什么是机器 效力 ，学会用机器 效力 的公式进展有关咨询 题的盘算 ，同时联合 受力剖析处置综合的力学咨询 题。【常识 收集 】【要点梳理】要点一、杠杆1.杠杆：一根在力的感化 下能绕着牢固 点滚动 的硬棒确实是杠杆。杠杆的五因素 是：支点、能源 、阻力、
2、能源 臂跟 阻力臂，杠杆能够 是直的硬棒，如撬棒等；也能够 是弯的，如羊角锤。2.力臂的画法：1明白支点，用O表现 2经过力的感化 点沿力的偏向 画一条直线3过支点O作该力的感化 线的垂线4用中间带箭头的线段标示出支点到力的感化 线的垂线段，写上响应 的字母L1或L2)3.杠杆的均衡：杠杆在力的感化 下坚持活动 或匀速滚动 ，杠杆就处于均衡形态。要点解释 ：1.杠杆的均衡前提 是：能源 能源 臂=阻力阻力臂，用公式表现 为F1L1= F2L2；杠杆的均衡不是独自由力或力臂决议的，而是由它们的乘积来决议的。2.杠杆分类：1省力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特色 是能源 臂L1年夜 于阻力臂
3、L2，均衡时能源 F1小于阻力F2，即用较小的能源 就能够 克制较年夜 的阻力。然而 实践任务是能源 挪动的间隔 却比阻力挪动的间隔 年夜 ，即要费间隔 。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。2费劲 杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特色 是能源 臂L1小于阻力臂L2，均衡时能源 F1年夜 于阻力F2，即要用较年夜 的能源 才干克制阻力实现 任务，但它的长处 是杠杆任务时，能源 挪动较小的间隔 就能使阻力挪动较年夜 的间隔 。使任务便利 ，也确实是省了间隔 。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、年夜 扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆基本上 费劲 杠杆。3等臂杠杆：L1=L2
4、，F1=F2。这类杠杆的能源 臂L1即是 阻力臂L2，均衡时能源 F1即是 阻力F2，任务时既不省力也不费劲 ，如天平、定滑轮确实是等臂杠杆。要点二、滑轮及滑轮组1.定滑轮：如以下图甲所示，咱们 可把一条直径当作 杠杆，圆心确实是杠杆的支点，因而，定滑轮本质是等臂杠杆。定滑轮的特色 是它的转轴支点不随物资高低 挪动。2.动滑轮：如以下图乙所示，特色 是它的滚动 轴会随物体高低 挪动，它本质是能源 臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的滚动 轴是阻力感化 点。 3.定滑轮跟 动滑轮的感化 ：应用 定滑轮尽管不克不及 省力，但能够 改动使劲 偏向 ，给任务带来便利 。应用 动滑轮能够 省力，但要多挪动间隔
5、 。4.滑轮组：由定滑轮跟 动滑轮组装起来的，既可省力又能够 改动使劲 偏向 ，但费间隔 。咱们 能够 在明白或算出滑轮组承当重物的绳索 段数的状况下组装滑轮组，能够 依照“奇动偶定的原那么先断定 绳索 的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外依次绕线。要点解释 ：1.疏忽绳重跟 摩擦，滑轮组绳索 自在真个 拉力：；2.物体回升 的高度与绳索 自在端挪动的间隔 的关联 ：；3.时刻 t内，物体上降低度h,绳索 自在端挪动的间隔 s；物体挪动的速率 ，绳索 自在端挪动的速率 ；因而 物体回升 的速率 与绳索 自在端挪动的速率 关联 ：。要点三、机器 效力 1.机器 效力 ：有勤奋 跟总功的比
6、值叫做机器 效力 。2. 公式为：3.推导式：1竖直偏向 匀速晋升 物体时，滑轮组的机器 效力 ：，疏忽绳重跟 摩擦，滑轮组的机器 效力 ：。2程度偏向 匀速拉物体时如以下图，滑轮组的机器 效力 ：。3歪 面的机器 效力 ：，要点解释 ：1.机器 效力 是有勤奋 在总功中所占的比例，其巨细 是由有勤奋 跟 总功独特 决议的，在比拟机器 效力 巨细 时，可采纳操纵变量法，一样时，越年夜 ，越小；一样时，越年夜 ，越年夜 。2.推断 有勤奋 跟 额定功，必需捉住 任务的目标 ，为实现 目标 必需做的功确实是有勤奋 ，而不得不做但对咱们 不 用的功确实是额定功。并要留意任务目标 改动了，有勤奋 跟
7、额定功也要发作变更 。3.进步机器 的机器 效力 的办法：改良机器 构造，只管 减小机器 自重，公道 应用 机器 ，按规则进展颐养 以减小摩擦。4.需求留意的几多 个咨询 题：1机器 效力 只要巨细 不 单元 ；2因为 有勤奋 总小于总功，因而 机器 效力 总小于1，平日 用百分数表现 ；3机器 效力 是标记 机器 做功功能的优劣 的物理量之一；机器 效力 越高，做的有勤奋 占总功的比例就越年夜 那个 机器 的做功功能就越好。【典范 例题】范例 一、杠杆的分类1.2016春盐城校级月考以下几多 种杠杆类东西 ，在畸形 应用 时属于省力杠杆的是A筷子 B笤帚 C镊子 D钢丝钳 【谜底 】D【剖析
8、 】A、筷子在应用 进程中，能源 臂小于阻力臂，是费劲 杠杆；B、笤帚在应用 进程中，能源 臂小于阻力臂，是费劲 杠杆；C、镊子在应用 进程中，能源 臂小于阻力臂，是费劲 杠杆；D、钢丝钳在应用 进程中，能源 臂年夜 于阻力臂，是省力杠杆，应选D。【总结升华】此题考察的是杠杆的分类跟 特色 ，要紧包含 以下几多 种：省力杠杆，能源 臂年夜 于阻力臂；费劲 杠杆，能源 臂小于阻力臂；等臂杠杆，能源 臂即是 阻力臂。触类旁通：【变式】如以下图，是一人划行独木舟的情形。手中的船桨从物理的角度来看，本质上是 杠杆。选填“省力、“费劲 或“等臂【谜底 】费劲 范例 二、杠杆的均衡前提 2.如图是用羊角锤
9、起钉子的进程，此中 O点是支点。请作出感化 在A点的最小的力F，并实现 杠杆表现 图。【思绪点拨】由杠杆的均衡前提 可知：当阻力、阻力臂必定 时，能源 臂越年夜 ，那么能源 越小；因而解答此题，只要 寻 出最年夜 的能源 臂，而后 作能源 臂的垂线即可。【谜底 与剖析 】1.断定 杠杆中的支点跟 能源 感化 点的地位；2.衔接支点与能源 感化 点，即衔接AO，失掉最长的线段；3.经过能源 感化 点做出与该线段垂直的直线。【总结升华】此题要紧考察了杠杆中最小的力的咨询 题，将所学的物理常识 与生涯 实践联络在起来。触类旁通：【变式】如以下图，唐徒弟想用最省力的办法把一个油桶推下台阶，请你在图中画
10、出那个 力的表现 图。【谜底 与剖析 】在处置此类杠杆中最小力的咨询 题时，可按以下步调 进展：断定 支点跟 能源 感化 点；过能源 感化 点做出与能源 臂垂直的直线，即能源 感化 线。3.假期里明显 跟 他爸爸、妈妈一同参与了一个家庭游戏活动 。活动 的请求 是：家庭成员中的恣意两名成员分不站在如以下图的木板上，恰恰使木板程度均衡。1假定明显 跟 爸爸的体重分不为350N跟 700N，明显 站在左侧离地方支点3m处，明显 的爸爸应站在哪一侧？应离地方支点多远才干使木板程度均衡？2假定明显 跟 他爸爸曾经胜利 地站在了木板上，如今他们同时开场匀速相向行走，明显 的速率 是0.4m/s，爸爸的速
11、率 是多年夜 才干使木板程度均衡不被毁坏？【思绪点拨】1明白明显 对杠杆施加的能源 明显 的重力、爸爸对杠杆施加的阻力爸爸的重力、能源 臂依照杠杆均衡前提 求出阻力臂。2明显 跟 爸爸相向而行，能源 、阻力稳定 ，力臂同时减小，减小的量为vt，再次应用杠杆均衡前提 求爸爸的速率 。【谜底 与剖析 】1明显 跟 爸爸对杠杆施加的力分不为F1=350N，F2=700N，F1的力臂L1=3m，依照杠杆均衡前提 ：F1L1=F2L2，即：350N3m=700NL2，因而 ，L2=1.5m，答：爸爸站在间隔 支点1.5m的另一侧。2设：明显 跟 爸爸匀速行走的速率 分不为v1跟 v2，行走时刻 为t，要
12、保障 杠杆程度均衡，那么有F1L1-v1t=F2L2-v2t350N3m-0.4m/st=700N1.5m-v2t解得：v2=0.2m/s。答：明显 跟 爸爸匀速相向行走，明显 的速率 是0.4m/s，爸爸的速率 是0.2m/s才干使木板程度均衡不被毁坏。【总结升华】此题考察了先生对速率 公式、杠杆均衡前提 控制 跟 应用 ，难点在第二咨询 ，要使木板程度均衡不被毁坏，双方 的力跟 力臂的乘积要相称 ，这是此题的要害 。触类旁通：【变式】如以下图，一个厚度平均的薄木板长2m，木块右端用一根绳索 吊挂 。绳索 所能接受的最年夜 拉力为10N。一个巨细 不计的木块重40N，它从木块右边的O点开场以
13、0.2m/s的速率 向木板右端匀速挪动，求：木块活动 多长时刻 绳索 断裂？木板重力不计。【谜底 与剖析 】依照杠杆的均衡前提 ：，可得：；由公式，可得：。范例 三、滑轮4.如以下图，重为500N的或人 站在重为350N的木板上，木板成程度形态，全部 安装在空中坚持活动 ，每个滑轮自重为50N，不计摩擦跟 绳重，那么人对木板的压力巨细 为 N。【谜底 】300N【剖析 】办法一：1对人、板、滑轮1受力剖析图1：，可得：F=450N；2对滑轮1受力剖析图2：，可得：；3对人受力剖析图3：，可得：；因为 人遭到的支撑 力跟 人对板的压力是一对互相作使劲 巨细 相称 ，因而 人对板的压力是300N。
14、办法二：人的重力500N+木板的重力350N+下面的滑轮的重力50N=900N，读图可知，这900N都由最下面的滑轮承当，并且 阁下 拉力相称 。因而，下面滑轮右侧的拉力为450N，减去下面滑轮的自重50N，即是 400N这400N又由两段绳索 平均分管 ，因而，人手处的拉力为200N。因而得出，人对木板的压力=人的重力500N-绳索 拉人手的力200N=300N。【总结升华】仔细读图，寻 出各力的分管 关联 ，依次推理，最初就能够 推断 每一段绳索 处的力的巨细 了。触类旁通：【变式】如以下图，感化 在滑轮组上的力F=2N，弹簧测力计A的示数为 N，弹簧测力计B的示数为 N。【谜底 】4；6
15、范例 四、机器 效力 5.为了将放置在程度空中上、重G=100N的重物晋升 到高处。小明同窗计划 了图甲所示的滑轮组安装。当小明用图乙所示随时刻 变更 的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速率 跟 回升 的高度h随时刻 t变更 的关联 图象分不如图丙跟 丁所示假定重物与空中的打仗 面积S=510-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力偏向 均可当作 在竖直偏向 。求：1在12s内，假定重物回升 1.25m，拉力F做的功W。2在23s内，拉力F的功率P及滑轮组的机器 效力 。3假定绳索 能接受的最年夜 拉力是1500N，小李体重600N，他站在空中向下拉绳索 使物体匀速回升 ，最年夜 能晋升 多重的物体？【
16、思绪点拨】由滑轮组的构造能够 看出，承当物重的绳索 股数n=3，那么拉力F挪动的间隔 s=3h.1由F-t图象得出在12s内的拉力F，由h-t图象得出重物回升 的高度，求出拉力F的感化 点下落的速率 ，应用W=Fs求如今拉力做功。 2由F-t图象得出在23s内的拉力F，由v-t图象得出重物回升 的速率 ，求出拉力F的感化 点下落的速率 ，应用求拉力做功功率，明白拉力F跟 物重G巨细 ，以及S与h的关联 ，应用公式求滑轮组的机器 效力 。3当绳索 的拉力超越小李的体重时，他就会被拉起，因而 要想站在空中向下拉绳索 ，绳索 的最年夜 拉力为600N，再依照动滑轮上的绳索 段数求出物体的最年夜 重力
17、。【谜底 与剖析 】1在12s内，拉力F1=50N，重物上降低度h1=1.25m；拉力F的感化 点下落的间隔 ，拉力做的功：；2由图可知在23s内，重物做匀速活动 ，拉力，从动滑轮上直截了当 引出的绳索 股数承当物重的绳索 股数n=3，拉力F的感化 点下落的速率 ，拉力做功功率总功率：；滑轮组的机器 效力 ：。3绳索 自在真个 拉力：动滑轮的重力为：；绳索 能接受的最年夜 拉力是1500N，因而 物体的最年夜 重力为：；因而 ：。【总结升华】此题是一道力学综合题，触及到功、功率、机器 效力 的盘算 ，能从标题供给 的图中得出每秒内的相干 信息是此题的要害 。触类旁通：【变式】如图甲所示的滑轮组
18、。不计绳重跟 摩擦，物体重G从400N开场逐步添加，直到绳索 被拉断。每次平均速拉动绳索 将物体晋升 异样的高度。图乙记载了在此进程中滑轮组的机器 效力 随物体重力的添加而变更 的图象。1当滑轮组的机器 效力 为40%时，绳索 的拉力为多年夜 ？22个滑轮总重几多 ？3绳索 能接受的最年夜 拉力是几多 ？4当滑轮组的机器 效力 为80%时，物体重几多 ？【谜底 与剖析 】1从甲图中可知，n=4；从乙图中可知，当=40%时，G=400N，依照机器 效力 ：，即：。2设两个动滑轮总重G总，那么即：。3由乙图可知：当物重最年夜 为G=3200N时，绳索 恰好 被拉断，那么绳索 能接受的最年夜 拉力：
19、 。4依照机器 效力 ：，可得：答：1当滑轮组的机器 效力 为40%时，绳索 的拉力为250N；22个滑轮总重600N；3绳索 能接受的最年夜 拉力是950N；4当滑轮组的机器 效力 为80%时，物体重2400N。6.2016滑县二模在“测定动滑轮机器 效力 的试验 中，小明用如以下图的动滑轮晋升 钩码，改动钩码的数目 ，准确 操纵 ，试验 数据如表：1试验 时，用手 拉滚动 簧测力计，使持在动滑轮下的钩码慢慢回升 。2第一次试验 时测得动滑轮的机器 效力 为 。百分号前保存一位小数3第三次试验 时，钩码回升 的速率 为0.1m/s，那么拉力的功率为 W。4由表中试验 数据剖析可知，统一 动滑
20、轮，所晋升 物重增年夜 ，机器 效力 将 选填“增年夜 、“减小或“稳定 。【谜底 】1竖直向上匀速；271.4%；30.34；4增年夜 。【剖析 】1在试验 时，应用 手竖直向上匀速拉滚动 簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码慢慢回升 。2由表中试验 数据可知，第次试验 测得动滑轮的机器 效力 ：由公式可得：171.4%；3动滑轮承重绳索 股数n=2，拉力的速率 ：v=n v钩码=20.1m/s=0.2m/s，第次试验 时拉力的功率：P=Fv=1.7N0.2m/s=0.34W；4依照表格中数据可知，动滑轮效力 ：283.3%，388.2%，依照三次的机器 效力 及物重的变更 可得统一 动滑轮，所晋升 物重增年夜 ，机器 效力 将增年夜 ，故谜底 为：1竖直向上匀速；271.4%；30.34；4增年夜 。【总结升华】此题是丈量 滑轮组的机器 效力 ，起首 要纯熟控制 机器 效力 的公式，会应用公式进展盘算 ；同时考察了妨碍 机器 效力 巨细 的因素 及有关功率的盘算 ，留意公式的推导。