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1、专题专题 0101 简单机械与功简单机械与功【基础知识过关】【基础知识过关】考点一、杠杆考点一、杠杆1.1.定义定义：一根在力的作用下能绕着转动的硬棒就叫杠杆。2.2.杠杆五要素：杠杆五要素：(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)。(2)动力：使杠杆的力(F1)。(3)阻力：杠杆转动的力(F2)。(4)动力臂：从支点到作用线的（L1）。(5)阻力臂：从支点到作用线的距离（L2）3.3.杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：（1）杠杆平衡：使杠杆处于状态或缓慢匀速转动状态时称为杠杆平衡。（2）动力动力臂=阻力阻力臂.或写作：F1L1=F2L2或写成：F1/F2=L2/L1。4.4.杠杆的分类：杠杆的分类：
2、（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。考点二、滑轮与滑轮组考点二、滑轮与滑轮组1.1.定滑轮：定滑轮：（1）定义：使用滑轮时，轴的位置的滑轮。（2）特点：力，但能。（实质是个杠杆）。2.2.动滑轮：动滑轮：（1）定义：使用滑轮时，轴的位置随被拉物体一起的滑轮。（2）特点：省力，但不能,要费距离.(实质是省力杠杆)。3.3.滑轮组：滑轮组：（1）定义：定滑轮和动滑轮组合在一起使用。（2）特点：用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之
3、一。（3）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。考点三、功考点三、功1.1.含义：含义：一个力作用在物体上，并且物体在通过了一段距离，就说这个力对物体做了功。2.2.功的两要素功的两要素：一是对物体要的作用；二是物体要在力的方向上。3.3.功的计算功的计算：功(W)等于力(F)与物体在力的方向上通过的距离(s)的。4.4.功的公式功的公式：W=Fs；单位：W焦(J)；F牛顿；s米。(1 焦=1 牛米，1J1Nm).5.5.功的原理功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于的功，也就是说使用
4、任何机械都。6.6.斜面斜面：FL=Gh斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。考点四、功率考点四、功率1.1.定义定义：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率(P)，表示的物理量。2.2.计算公式计算公式：P=W/t。3.3.单位单位：P瓦特；W焦；t秒。（1 瓦=1 焦/秒。1 千瓦=1000 瓦）。4.4.物理意义：物理意义：表示力对物体做功的。考点五、机械效率考点五、机械效率1.1.有用功有用功：我们的目的，我们所需要做的功。2.2.额外功额外功：并非我们所需，但又做的功。3.3.总总功功：总功等于有用功和额外功之和，W总=W有用+W额外。4 4 机械效率：机械效率：（1 1）定
5、义）定义：跟总功的比值叫机械效率。（2 2）机械效率）机械效率=有用功有用功/总功总功 100%100%（3 3）计算公式）计算公式：P有/W=(100%)。5.5.影响滑轮组机械效率因素：影响滑轮组机械效率因素：和以及绳重、绳子与滑轮之间的摩擦。【重难点题型训练】【重难点题型训练】考点考点 1 1杠杆杠杆1、如图所示，请画出作用在杠杆B 端上最小的动力 F1和阻力 F2的力臂 l2。2、如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面。该器材相当于一根杠杆(杠杆自重不计),乙图为其简化图,锻炼时手在 B 点用力向上举手柄将A 点的配重抬高,达到锻炼上肢的目的。请在乙图中画出动力臂L1、阻力F2 及力
6、臂 L2.3、踮脚是一项很好的有氧运动如图所示,它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是()A.脚后跟是支点，是省力杠杆B.脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆C.脚后跟是支点，是费力杠杆D.脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆4、如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O 点转动，在它的右端放一重为G 的物块，并用一竖直向上的力 F 拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）A.变小B.变大C.不变D.先变大后变小5、如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O 为支点，A 为重心，他的体重为
7、 550N.地面对手的支持力 F 的力臂是_m，大小为_N.6、如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC 放置空调室外机，已知 AB 长 40cm，BC 长 50cm。室外机的质量为 30kg，室外机的重力作用线正好通过AB 中点，则 A 处钉受到的水平拉力 F 为N（支某重力不计）为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量（选填“靠近”或“远离”）墙壁。7.下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向（选“左”或“右”）端调节。（2）调
8、节平衡后，在杠杆B 点处挂 6 个钩码，如图甲所示，则在A 点处应挂个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm，钩码每个重0.5N，请将弹簧测力计的示数填入下表。实验序号1动力 F1/N_动力臂 L1/m0.15阻力 F2/N3.0阻力臂 L2/m0.10上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是_。考点考点 2 2滑轮与滑轮组滑轮与滑轮组8、小可在A 端用如图所示的装置匀速提起200N 的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A 端的动力为_N；实际测量 A 端的拉力为 110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为_N；使用该
9、装置_（一定/不一定）省力。9、如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N 的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为_N，图乙中人对绳子的拉力为_N。考点考点 3 3功功10、如图所示,已知m1m2m3,在同样大小的力 F 的作用下,三个物体都沿力的方向移动 S,则力 F 所做的功()A.甲情况下 F 做功最多B.乙情况下 F 做功最多C.丙情况下 F 做功最多D.三种情况下 F 做功一样多11、根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是()A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车
10、做了功C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功12、小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力 F 在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,关于做功大小的下列说法正确的是()A.W甲W乙W乙W丙C.W甲=W乙=W丙D.W甲=W乙W丙13、如图所示，有一质量为 1kg 的小球在桌面上滚动了 10cm，又在空中沿弧线飞行了 1.5m 后落到地面上，桌高1m，在小球滚动10cm的过程中，重力做了J的功；在小球飞行了1.5m的过程中，重力做了J的功（g 取 10N/k
11、g）考点考点 4 4功率功率14、下面关于功率的几种说法中正确的是()A.做功所用的时间越多,功率越小B.功率越大,做功就越多C.在相同的时间里,做功越多,功率越大D.做功所用的时间越少,功率越小15、妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2 倍,妈妈所用的时间是小明的3 倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为 P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为 P2,则下列关系正确的是()A.W1:W2=1:1B.W1:W2=2:3C.P1:P2=1:1D.P1:P2=2:316、在斜面上将一个重600N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=4
12、00N，拉动的距离s=4.5m，提升高度 h=1.8m，所用时间 t=30s。则拉力 F 做功的功率为W，此过程中物体受到的摩擦力为N。17、一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其 v t 图象如图所示,汽车在第 10s 时已行驶了 150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是()A.在 020s 内汽车的平均速度为 15m/sB.在 010s 内汽车的牵引力大小恒为2000NC.在 1020s 内汽车牵引力做的功为4105JD.在 1020s 内汽车牵引力做功的功率为4105W18、现有 30 包大米其总质量为 150kg，小明
13、想尽快将它们搬上10m 高处的库房如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象由图可知他可以提供的最大功率为 _W；他 1分钟最多可做_焦的功；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬_包若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间_s（g=10N/kg）。考点考点 5 5机械效率机械效率19、湖北省第二届园林博览会将于 2019 年 9 月 28 日在荆州开幕在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用 1000N 的拉力 F 向下拉绳，使重1600N 的重物匀速上升了 5m，此过程中克服绳重和摩擦做功 500J，下列说法中
14、正确的是（）A拉力 F 做功为 5103 JB缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为 800 NC动滑轮重为 300ND滑轮组的机械效率为 75%20、救援车工作原理如下图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F 大小为 2.5103N 时，小车A 恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A 的质量为 1t，斜面高为2m 斜面长为 5m(不计车长，钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g=10N/kg)在小车 A 由水平路面被拖上教援车的过程中，钢绳所做的有用功为J，整个装置的机械效率为，小车 A 与斜面间的摩擦力大小为N.21、为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过
15、最新的 VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明园区建设中需把重 1200N 的木箱 A 搬到高 h2m，长 L10m 的斜面顶端如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s 将木箱 A 匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力 F 的功率为 80W求：（1）拉力 F 的大小；（2）该斜面的机械效率是多少；（3）木箱 A 在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大22、质量为 60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,(g=10N/kg)。问：(1)若工人在 1min 内将货物匀速向上提高了6m，作用
16、在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；(2)动滑轮受到的重力；(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组机械效率最大值是多少?23、为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：请你根据表中的数据解答下列问题：（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做_运动，该过程中木块的机械能_（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（2）第 2 次实验中，斜面的机械效率为_，斜面对木块的摩擦力为_N。（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：_。（4）试列举出生活中利用斜面
17、的一个实例：_。24、探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。次数钩码重力 提升高度（N）12341.01.52.02.5（cm）40403040有用功拉力（N）总功（J）机械效率（J）0.40.61.01.11.41.72.00.881.121.6045%54%63%（1）请把表格中三个未完成的空补充完整。（2）甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率（选填“增大”、“减小”或“不变”）。请你解释出现这种现象的原因。（3）乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总W有+W轮，他猜测还有因素影响机械效率。（答一种因素即可）（4）丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值WW总W有W轮，通过比较第1、2 和组的数据，发现重物的重力越大，差值W（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释。