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1、初中物理功与机械知识点及检测题一、杠杆1、 定义： 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、 五要素组成杠杆示意图。支点： 杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力： 使杠杆转动的力。用字母F1表示。阻力： 阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。说明动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上 。动力、阻力的方向不一定相反 ，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂： 从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂： 从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。3、画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标
2、签 找支点O；延长力的作用线（虚线）；画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）；标力臂研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指： 杠杆水平静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂 。写成公式F1l1=F2l2也可写成： F1 / F2=l2 / l1解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小， 必须使动力臂最大 ，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远； 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用：名称结
3、构特 征特 点应用举例O F1l1l2F2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明： 应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择 省力杠杆 ，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆 。二、滑轮1、定滑轮：定义： 中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能
4、省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮 (不计轮轴间摩擦）F=G 绳子自由端移动距离SF(或速度 vF) = 重物移动的距离 SG(或速度 vG) 2、 动滑轮：定义： 和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2 倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。a)理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：b)F=G/ 2 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F= (G物+G动)/2; c)绳子自由端移动距离是2 倍重物移动的距离S(或 vF)=2 h(或 vG) 3、 滑轮组定义： 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点： 使用滑轮组既能省
5、力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= G/ n 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动)/n 绳子自由端移动距离是n 倍的重物移动的距离SF(或vF)=nhG(或 vG) 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。l1l2F2F1F1l1F2l2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页二、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的
6、三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功 。（ 原因是足球靠惯性飞出）。3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式： W=FS 4、功的单位：焦耳 ，1J= 1Nm 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦”（牛米= 焦），不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。三、功率：1、定义： 单位时间里完成的功2、物理意义：表示做功快慢的物理量。3、公式
7、：= Fv 4、单位：主单位W 常用单位kW mW 马力换算： 1kW=103W 1mW=106 W 1 马力 =735W 某小轿车功率66kW ，它表示： 小轿车 s 内做功 66000J 5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。五、功的原理：1、内容： 使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2、说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离
8、 ，要省距离必须 费力 ，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力 、或者 可以省距离 、也可以 改变力的方向，给人类工作带来很多方便。P W t = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械： 使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）3、应用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理 ；理想斜面公式：FL=Gh 其中： F：沿斜面方向的推力；L：斜面长 ；G：物重 ；h：斜面高度
9、 。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则： FL=fL+Gh ；这样 F 做功就大于直接对物体做功Gh 。六、机械效率：、有用功：定义：对人们有用的功。公式： W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总斜面： W有用= Gh 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式： W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面： W额=f L 3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式： W总=W有用W额=FS= W有用斜面： W总= fL+Gh=FL 4、机械效率：定义： 有用功跟总功的比值。公式：斜 面：定滑轮：动滑轮：滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用百
10、分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量： 原 理：应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力 F、绳的自由端移动的距离S 器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。W有 用W总= GhFS = W有 用W总= GhFL = GhFS = GhFh = GF = GhFS = GhF2h = G2F = GhFS = GhFnh = GnF = 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使
11、钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B 提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法 和重物提升高度不影响滑轮机械效率。1机械效率是 _功跟 _功的比值，公式=_由于 _总是存在的，所以机械效率总 _12 用一个动滑轮把重为1000 N的物体提高2 m ， 所用的力是550 N， 则有用功为 _J，总功为 _J，这个滑轮组的机械效率为_，动滑轮的重力_N（不计绳重及摩擦）3如图 1 所示，用此装置拉一重为100 N的重物 ，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦
12、，所需拉力为8 N，则物体与地面间的摩擦力为_N。实际此装置的机械效率为80% ，欲使物体以0.6 m/s 的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_N，拉力在 5 s内做的功 为_J。图 1 4关于机械效率，下列说法正确的是 A B 使用机械可以省力C 没有摩擦时，机械效率一定等于100%D 5用动滑轮、定滑轮、滑轮组分别提升一重物，在不计摩擦的情况下，机械效率最高的机械是 A.动 滑轮B. C.定滑轮D.6一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页后与改
13、进前相比较 A.总功不变，有用功增加了 B.C.有用功不变，总功减小了 D.7用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是 A.80 N ， 80 J B.80 N，160 JC.40 N ， 160 J D.40 N ，80 J8起重机在1 min 内能把 5.0 104N的物体匀速提高30 m ，它的机械效率是60% ，在1 min 内，起重机所做的有用功为多少J？所做的总功为多少J？总功率是多少W ？9如图 2 所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40 kg，袋子和动滑轮共重100 N求：工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此图 2 图 3 10 如图 3 所示，用力F拉 400 N的物 体在水平地面上做匀速直线运动，重物以 10 cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2 倍，若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，则（1）弹簧秤的示数为多大？拉力的功率为多大？（2）若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32 N，则滑轮组的机械效率为多大？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页