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1、学习必备 欢迎下载 专题：简单机械与功 一、认识功的概念，了解做功的两个必要因素。理解功的计算公式，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。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、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。如某同学踢足球，球离脚后飞出 10m远，足球飞出 10m的过程中人不做功。（原因是足球靠由于具有惯性飞出）。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（W=Gh克服重力做功）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：
2、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。二、理解功率的概念，了解功率在实际中的应用。1、定义：单位时间里完成的功成名遂 2、物理意义：表示做功快慢的物理量。4、单位：主单位 W 3、公式：P=Fv 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。三、了解机械使用的历史发展过程，会使用简单机械改变力的大小和方向。四、理解力臂的概念，理解杠杆的平衡条件。1、动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母 l1表示。2、阻力臂：从支点到
3、阻力作用线的距离。用字母 l2表示。画力臂方法：找支点 O；画力的作用线（虚线）；画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；标力臂（大括号）。3、研究杠杆的平衡条件：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：可以方便直接从杠杆上量出力臂。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
4、结 构 特 征 特 点 应用举例 省力 杠杆 动力臂阻力臂 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 P W t=O F1 l1 l2 F2 学习必备 欢迎下载 费力 杠杆 动力臂阻力臂 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=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。五、知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用，会组装简单的滑轮组。1、定滑轮：特点：使用定滑轮不能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
5、）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：（1）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。（2）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。（3）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1 2G只忽略轮轴 间的摩擦则拉力 F=1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离 SF(或 vF)=2 倍的重物移动的距离 SG(或 vG)3、滑轮组 特点：使用滑轮组既能省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=1 n G。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力 F=1 n(G物+G动)绳子自由端移
6、动距离 SF(或 vF)=n 倍的重物移动的距离 SG(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。六、了解有用功、额外功和总功，理解机械效率的意义。、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 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=W总（1）=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）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 4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公式：动滑轮：滑轮组 有用功总小于总
7、功，所以机械效率总小于 1。通常用 百分数 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，同一机械提升的物重越重，机械效率越高。l1 l2 F2 F1 F1 l1 F2 l2 W有 用 W总 =Gh FS=Gh F2h=G 2F=Gh FS=Gh Fnh=G nF=就是能量转化或转移的过程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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体
8、做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线学习必备 欢迎下载 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。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结
9、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。6、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 练习 一、选择题 1如图 1，下图中可视为费力杠杆的是（）A B C D 2如图 2 所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是()A.B 点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力 B.B 点是支点，物体 A放在车厢
10、前部可省力 C.C 点是支点，物体 A放在车厢后部可省力 D.C 点是支点，物体 A放在车厢前部可省力 3一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在 200 牛和 300 牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重同时减少 50 牛，则杠杆（）A左端下沉 B右端下沉 C仍然平衡 D无法确定 4如图 3 所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆（）A仍能平衡 B不能平衡，大球那端下沉 C不能平衡，小球那端下沉 D无法判断 5.如图4 示，人的前臂可视为杠杆，当将茶杯沿箭头方向举起时，下列说法正确的是（）A.前臂是省力杠杆，阻力臂变
11、大 B.前臂是省力杠杆，阻力臂变小 C.前臂是费力杠杆，阻力臂变大 D.前臂是费力杠杆，阻力臂变小 6.如图 5 所示,林雨将两只鸡蛋举高 1 米，所做的功最接近于（）A.0.01 J B.0.1 J C.1 J D.10 J W有 用 W总 =Gh FS=就是能量转化或转移的过程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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率
12、的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线学习必备 欢迎下载 图 3 图 4 图 5 图 6 图 7 7.如图 6 所示的轻质杠杆，AO小于 BO 在 A、B两端悬挂重物 G1和 G2后杠杆平衡若将 G1和G2同时向支点 O移动相同的距离，则（）A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆的 A端向下倾斜 C.杠杆的 B端向下倾斜 D.无法判断 8.如图 7 所示，AOB为一杠杆(自重不计)
13、，O为支点(OA”、“”或“=”).图 18 就是能量转化或转移的过程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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解
14、力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线学习必备 欢迎下载 图 19 图 20 22.如图 19 所示，建筑工人用滑轮组提升重为 220N的泥桶，动滑轮重为 20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在 5s 内将绳子匀速向上拉 6m，则泥桶上升_m，手拉绳子的力为_N，拉力的功率为_W，滑轮组的机械效率为_.23.如图 20 所示,OA 是起重机的吊臂，可绕 O点转动在距 O点 6m远的 B处吊有重 3000 N 的物体为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力 F为_N.将吊臂缓慢拉起，使用 A点升高 2m的过程中，拉力变_（绳重、吊臂重、摩擦均不计）三、作图与简答题
15、 24请画出图 21 和图 22 中杠杆所受力的力臂.图 21 图 22 图 23 25如图 23 所示，前后两人抬一个大而均匀的重木箱上楼.作出木箱的受力示意图；以木箱重心为支点，画出每个力的力臂.比较两人用力 F前 F 后.要使两人用力相等，应怎样抬?四、实验与探究题 26.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡，这样做是为了便于测量 ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平 衡螺母向 调节，或将左端的平衡螺母向 调节.如图 24，是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重 0.5N，杠杆上每一格长 5cm，就是能量转化或转移的过程力学里所说的功包
16、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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线学习必备 欢迎下载 部分实验数据已
17、记录在下表中.(1)将表格中的实验数据补充完整.(2)小明的第 3 次实验存在错误，其错误是 _.5)（08年大连市）(5 分)在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向_调，直到杠杆在水平位置平衡为止。(2)某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=：=6N、l1=20cm、F2=4N 和l2=30cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论?_。理由是：_ _。(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡
18、条件。这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由：_ _。(4)如图15所示，杠杆在水平位置平衡。如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆_端将下沉。27.交流与评估是科学探究的一个重要环节.德圣中学的同学，利用如图 25 所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组 的实验数据记录：请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：（1）实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么？_（2）1、2 两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的 滑轮机械效率却不同，原因不可能是()A 滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同
19、B 测拉力时没有使测力计匀速上升 C 测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D 钩码被提升的高度不同 实验次数 动力 F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm 1 1.5 10 1 2 1 20 10 3 1 20 1.5 10 实验小组 钩码重 G（N）动滑轮 G（N）拉力 F（N）滑轮组的机械效率 1 0.5 0.4 0.35 47.6 2 0.5 0.4 0.38 43.9 3 1 0.6 0.62 53.8 4 1 0.8 0.71 46.9 5 2 0.6 0.98 68.0 6 2 0.8 1.06 62.9 就是能量转化或转移的过程力学里所说的功包括两个必要因素
20、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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线学习必备 欢迎下载 A C D E O（3）请你
21、就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):图 25 _ _ 五、计算题 28“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备.如图 26，AB是竖直支架，CD是水平臂，期上 OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在 O、D两点间移动，滑轮组重力及摩擦忽略不计.OE15m时，若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是 0.8t，则当滑轮组移到 D点（OD 25m）时能够安全起吊重物的最大质量是多少？29如图 27 所示，木块重 200 N，前进过程中所受的摩擦力为 40 N，求：不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进 2 m 时拉力 F做了多少功?如果这个装置的机械效率是
22、80%，拉力 F的大小等于多少?图 27 30.用如图20所示滑轮组提升重物人用500N的拉力F，15s内使重为900N的物体匀速上升了3m不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮的重（2分）（2）人拉绳子做功的功率（3分）（3）滑轮组的机械效率（2分）就是能量转化或转移的过程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不做功的三种情况有力无距离有距离无力力和距离垂直如某同学踢足球球离脚后飞出远足球飞出的过程中人不做功的单位焦耳把一个鸡蛋举高做的功大约是应用功的公式注意分哪个力对物体做功计算时就是这个力公式中一定是在力的方向上通过的距离强调对应二理解功率的概念了解功率在实际中的应用定义单位时间里完成的功成名遂物理意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三了解机械使用的历史发展过程会使用简单机械改变力的大小和方向四理解力臂的概念理解杠杆的平衡条件动力臂从支点到动力作用线