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1、优秀学习资料 欢迎下载 机械与人复习课 1杠杆(1)一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆杠杆是直的，也可以是任意形状的作为杠杆必须：具备以下条件：有一个可绕着转动的固定点；受力的作用而不变形(突出“硬”字)；受到动力和阻力的作用，且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反(2)杠杆的五要素 支点：杠杆绕着转动的固定点，用“O”来表示 它可以在棒的一端，也可以在其他位置 杠杆转动时，支点是相对固定的 动力：使杠杆转动的力，用“F1”来表示 阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”来表示无论是动力还是阻力，都是杠杆所受到的力，它们不是一种新的性质的力动力和阻力没有严格的界限，只不过两
2、个力的作用效果相反罢了；一般地，把人施加的力，或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力 力臂：从支点 O 到动力作用线的距离，用“L1”表示阻力臂：从支点 O 到阻力作用线的距离，用“L2”表示(3)杠杆的平衡条件 杠杆的平衡：指杠杆静止不动(静平衡)或匀速转动(动平衡)所谓匀速转动，是指杠杆在单位时间内转过相等的角度 杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，即 F1L1=F2L2(4)杠杆的分类 省力杠杆：使用省力杠杆可省力但费距离 费力杠杆：使用费力杠杆虽然费力，但是可以少移动距离。等臂杠杆：使用等臂杠杆既不省力，也不费力；既不省距离，也不费距离。2滑轮 滑轮是一个周边有槽可绕轴转动的轮滑轮可
3、看作是变形的杠杆，所以可以用杠杆的平衡条件来分析研究它根据使用情况不同，滑轮可分为：(1)定滑轮：中间的轴固定不动的滑轮 定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向所谓“改变力的方向”，是指我们施加某一方向的力，能得到一个与该力方向不同(或相反)的力(2)动滑轮：轴和轮一起移动的滑轮。动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆，通常情况下使用动滑轮省一半的力，但同时要费一倍的距离，不能改变力的方向(3)滑轮组：滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的，可以达到既省力又能改变力的方向的使用效果，但同时要多移动距离它的省力情况是由吊着动滑轮的绳子的段数来决定的由几段绳子吊着
4、动滑轮，提起重物所用的力就是物重的几分之一，但是动力移动的距离(速度)是物体移动的距离(速度)的几倍如果动滑轮较重，不能忽略，则拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一 3功(1)功：一个物体对另一个物体做功的必备条件有两个，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。物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功=力距离 如果一个力拉着物体在竖直方向上运动，做功的多少还可以用公式 W=Gh 来计算.在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，1 J=1 Nm (2)做功的快慢：功率是用来描述物体做功快慢的物理量 优秀学习资料 欢迎下载 计算功率大小的公式：P=W/t 由 W=
5、FS 还可推出另一个计算功率的公式：P=Fv 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，1 W=1 Js 功率是机器的主要技术性能之一，选购机器时，要根据实际需要和可能选择功率合适的机器 (3)功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功这个结论叫做功的原理 4机械效率 (1)有用功、额外功、总功：有用功在数值上等于机械作用在物体上的力与物体在力的方向上通过距离的乘积通常情况下用机械匀速提升物体时，W有用=Gh；在水平方向上，用机械克服物体与其他接触面的摩擦时 W 有用=Fs，s 为水平移动的距离额外功：凡是为克服机械本身的摩擦而做的功，和克服机械
6、本身重力而做的功都是额外功总功：有用功和额外功的总和，即 W总=W有+W额外，或等于作用在机械上的动力与动力作用点移动距离的乘积，即 W总=Fs。(2)机械效率：意义：是反映机械性能的物理量定义：机械效率就是有用功与总功的比值，一般以百分比的形式表示：=W有/W总由于有用功是总功的一部分，所以机械效率总小于 1 5机械能(1)能量：一个物体能够做功，它就具有能量，物体具有做功的本领，我们就说物体具有能 可以用物体能够做功的多少来衡量物体具有能量的大小在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)，能的单位也是焦耳(J)动能：物体由于运动而具有的能量，叫做动能一切运动的物体都具有动能 重力势能：物体的质量
7、和被举起的高度决定了物体的重力势能的大小 弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大(2)机械能：动能和势能统称为机械能，机械能是和物体的机械运动紧密联系的能量 动能和势能是可以相互转化的 力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件优秀学习资料 欢迎下载 考点一 判断是省力还是费力杠杆 例一、（08江苏泰州）如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是（）例二、（08 湖南怀化）如图 4，属于费力
8、杠杆的是（）A、开啤酒瓶盖的开瓶器 B、剥核桃壳的核桃钳 C、钓鱼者手中的鱼杆 D、撬钉子的钉锤 考点二 力臂及杠杆平衡条件的应用 例一、如图所示杠杆处于平衡状态，若使弹簧测力计的示数变为原来的1/2,要保持扛杆仍然平衡，可以（）A减少一个钩码 B减少二个钩码 C减少三个钩码 D把钩码向左移一个小格 例二、（08湘潭）铡刀在使用时的受力情况如图6所示，某学生在图6中分别作出了F1 和F2的力臂L1和L2，其中 的作法不对。（选填“L1”、“L2”、“L1和 L2”）例三、（08江苏徐州）图8是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置。(1)请你在图8中画出钩码受到重力G的示意图和此时杠杆受到动力F1
9、的力臂l1；(2)现在小华同学想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，她可以采取的做法是：(写出一条即可)；(3)右表是小华得到的一组实验数据，由此她得出 动力 F 1/N 动力臂 l1cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2cm 3 4 4 3 “动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为 她的实验结论是否正确?如果不正确，造成错误的原因是什么?。考点三 动、定滑轮及滑轮组的特点 例一、（08甘肃兰州）如图3所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖起向上的力F应是（杠杆上标度的间距相等）()A270N B360N C540N D
10、720N 力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件优秀学习资料 欢迎下载 例二、(08 湖北恩施)在图 7 中，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙：大轮重 10N，小轮重 5N，连杆重 1N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体（G=500N），如果忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是（）AF1=129N F2=133N BF1=129N F2=129N CF1=133N F2=133N DF1=133N F2=129N 考点四 功
11、的计算及做功与否的判断 例一、（08乐山）如图所示，重为25N的木块在大小为10N的水平拉力F的作用下，在10s内沿水平地面匀速前进5m，则拉力做的功为_J，地面对物体的摩擦力为_N。考点五 功率的大小 例一、（08 甘肃天水）如图 6 所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为 3kg 的物体 A放在粗糙的水平面上，以 1m/s 的速度匀速拉动时受到的摩擦力 f=G/10,则物体的重力为 N；在 2s 内物体移动的距离为 m;拉力 F 为 N；在 2s 内物体移动的距离为 m;拉力 F 为_N；拉力 F 的功率为 W。（g=10N/kg）考点六 机械效率的探究 例一、（08甘肃嘉峪关）在探
12、究“测滑轮组的机械效率”的实验中，马刚同学用图10所示的同一滑轮组进行了三次实验，实验记录如下表：序号 速度（m/s）钩 码 总 重G(N)钩 码 上 升高度h(m)测力计拉力 F(N)测 力 计 移动距离s(m)机械效率(%)1 0.2 2 0.1 0.8 0.3 83.3 2 0.2 3 0.1 1.1 0.3 3 0.4 2 0.2 0.8 0.6 （1）（4分）将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处：（2）（2分）根据以上实验可得到的结论是：在滑轮组的串绕绳子的方式不变时，机械效率与 有关，与 无关。考点七 功、功率、机械效率的综合应用 例一、（08江苏扬州）建筑工地用
13、如图21所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将500N重的砖块一次匀速提升到离地面4m 高的砌墙处，所用拉力是200N，所用时间是20s,求这次提升砖块过程中 1、工人做的有用功；2、工人做工的功率3、滑轮组的机械效率。考点八 动能和势能 例一、一人骑车从斜坡上滑下(不蹬车)，速度越来越快，他的动能_，重力势能_，机械能_。(选填“变大”、“变小”或“不变”)，撑杆跳高运动 力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件优秀学习资料 欢迎下载 员从起跑到最后落
14、在海绵垫子上，能量发生了多次转化。起跑过程中运动员获得_能，撑杆点地并发生弯曲，此时运动员的动能转化为撑杆的_能，撑杆恢复原状将运动员顶起，撑杆的_能转化为_能，运动员从最高处落向垫子的过程中_能转化为_能。课内练习 一、填空题 1、（08江苏无锡）各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。如图所示，要剪开铁皮，应该用 最合适；剪纸或布时，应该用 最合适。(选填标号)2、（08湖北十堰）如图5所示的滑轮是_滑轮，观察图中弹簧测力计的示数，可以知道使用这种滑轮可以改变_，不能_。3、（08辽宁省十二市）如图10所示，某人站在高处用100N的拉力把重240N的物体提高1m，则人克服重力所做的有用功为_J，总
15、功为_J，该滑轮组的机械效率为_。4、（08湖南衡阳）如右图所示，一物体重500N，滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计，要拉起这个物体甲图中需_N拉力，乙图中需_N拉力。5、（2008安徽省）如图 1 所示，不计重力的杠杆 OB可绕 O点转动，重为 6N的物体 P悬挂在杠杆的中点 A处，拉力 F1 与杠杆成 30角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出 拉力 F1的力臂，并求出此状态下拉力 F1=_N。二、选择题 1（2008常德市）下列工具：钢丝钳 钓鱼杆 筷子 镊子 开酒瓶用的起子，其中属于费力杠杆的是（）A B C D 2（2008株洲市）图 1 中属于费力杠杆的是（）3（2008济宁市）园艺
16、师傅使用如图 3 所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴 O靠近，这样做的目的是为了（）A增大阻力臂，减小动力移动的距离 B减小动力臂，减小动力移动的距离 C增大动力臂，省力 D减小阻力臂，省力 4（2008青岛市）下列关于 F1力臂的作图中，正确的是：（）图 1 A起子 B道钉撬 C筷子 D钢丝钳 力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件优秀学习资料 欢迎下载 5.(2008 巴中市)如图 3 所示是安置在巴中大佛寺收费站栏杆的示意图，当在 A
17、处施加一个动力时，可将栏杆拉起来，它是一根（）A省力杠杆 B费力杠杆 C等臂杠杆 D无法确定 6如图 8-8 所示滑轮组，正方体 A在水平地面上处于静止状态，已知 A的边长为 1dm，密度为 2103kg/m3，动滑轮总重为 2N，若使 A对水平地面产生 600Pa 的压强，作用在绳端的拉力F为（忽略摩擦和绳重，g10N/kg）（）A4N B5N C1N D22N 四、实验与探究题 1（2008江西省）做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图 6 所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想
18、你的实验经历，回答下列问题：（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”？（2）分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化？2、（2008上海市）在“研究杠杆平衡的条件”实验中，先把杠杆支在支架上，通过调节_，使杠杆在水平位置平衡。当左侧钩码处于图所示 A位置时，应将右侧的钩码向_移动(选填“左”或“右”)，可使杠杆在水平位置平衡。3、（08甘肃兰州）如图13是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，若使绳端的拉力沿向上的方向（1）请在图13中画出该滑轮组的绳子绕法。（2分）（2）完善下列实验步骤：A按组装图把实验器材装配好 B用弹簧秤
19、测量出重物的重力 C在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧秤的位置 D 拉弹簧秤，使重物上升一段距离，读出 E用刻度尺分别量出 和 移动的距离 F由测得的数据，求出滑轮组的机械效率（3）在这个实验中，若物重4N,重物上升了0.1m，弹簧秤示数为2N，请计算该滑轮组的机械效率 。（4）你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出两条：、。五、计算题 力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件优秀学习资料 欢迎下载 1、（08江苏连云港）如图是搬
20、运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1 倍，滑轮组的机械效率为75。若人以0.5m/s 的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：（1）人做的有用功为多大？（2）人的拉力为多大？（3）人拉力的功率为多大？2、（08甘肃天水）重为2000N的集装箱，借助5m 长的斜面装上2m 高的卡车，如图16所示。（1）若不计摩擦时，拉力F的大小是多少N？（2）若实际拉力F=1000N，则斜面的机械效率是多少？2.如图所示，一铁块浸没于水中，现使铁块在水中匀速上升，所需的拉力F=13.6N，不计动滑轮重及摩擦，求铁块的重.(铁=7.8 103kg/m3)3.如下图所示，画出滑轮组的绕绳情况.(F 为拉力，G为重物的重，滑轮的重和摩擦力均忽略)4、（08江苏南通）如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m 高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩擦求：(1)木箱匀速上升的速度；（2分）(2)工人师傅做的有用功；（2分）(3)动滑轮的重力（3分）力和阻力的作用且这两种力对于杠杆的转动所起的作用正好相反杠杆的的力用来表示无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力它们不是一种新的距离用表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离用表示杠杆的平衡条件