簡(jiǎn)單機(jī)械和功講義

1、省力杠桿費(fèi)力杠桿杠桿簡(jiǎn)單機(jī)械等臂杠桿簡(jiǎn)單機(jī)械和功滑輪做功的兩個(gè)必要因素功的計(jì)算功功的單位機(jī)械效率功功率簡(jiǎn)單機(jī)械和功知識(shí)點(diǎn)一：杠桿1、在力的作用下能繞著_轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就是_。 杠桿不一定是直的，也可以是彎曲的，但是必須保證是硬棒。 F2 蹺蹺板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠桿。 2、一點(diǎn)、二力、二臂：支點(diǎn)（0）：杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力(F1) ：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力(F2) ：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（方向判斷）動(dòng)力臂(L1)：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離 阻力臂(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離例1、如圖所示，畫出下圖中各力的力臂例2、如圖，工人用撬棍撬起石塊，O 為支點(diǎn)畫出阻力F2 的力臂L23、杠桿的

2、平衡條件：_ 公式：_例3、長為80cm的杠桿，支點(diǎn)離右端20cm，左端掛20N的重物，在右端應(yīng)掛 N的重物杠桿才能平衡，如果兩端各加10N的重物，則杠桿 端向上抬起，若要杠桿恢復(fù)平衡，支點(diǎn)應(yīng)向 移動(dòng) cm。方法：利用杠桿平衡條件求最小力的方法 由杠桿平衡條件知道，當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長，動(dòng)力越小。當(dāng)動(dòng)力臂最長時(shí)，動(dòng)力最小。要求最小動(dòng)力，必須先畫出最大動(dòng)力臂。例4、如圖所示，在課桌的C點(diǎn)用最小的力把桌腿B抬離地面，在抬起時(shí)桌腿A沒有滑動(dòng)。請(qǐng)?jiān)贑點(diǎn)畫出這個(gè)力的示意圖，并標(biāo)出它的力臂。例5、如圖所示的曲棒ABC可繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)畫出要使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時(shí)所需最小力的示意圖

3、。 （圖乙）例6、為使杠桿ON在圖乙位置能保持靜止，需在M點(diǎn)施加一個(gè)力F，畫出物體A對(duì)桿的拉力的力臂和在M點(diǎn)對(duì)桿的最小拉力F的示意圖。4、杠桿的分類F1 F2 O L1 L2 省力杠桿，費(fèi)距離 費(fèi)力杠桿，省距離不省力也不費(fèi)力例7、如圖是生活中幾種常見的杠桿，其中屬于省力杠桿的是_（填寫字母序號(hào)），屬于費(fèi)力杠桿的是_（填寫字母序號(hào)）。 例8、如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)直桿可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿的末端懸掛一重物，用一個(gè)始終跟直桿垂直的力F作用于杠桿的中點(diǎn)，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過程中直桿（ ）A始終是省力杠桿B始終是費(fèi)力杠桿C. 先是省力的，后是費(fèi)力的D先是費(fèi)力的，后是省力的知識(shí)點(diǎn)二：滑輪1

4、、 定滑輪 實(shí)質(zhì)：_特點(diǎn)：不省力但可以改變動(dòng)力方向2、 動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)：_特點(diǎn)：省一半力但不可以改變動(dòng)力方向，動(dòng)力移動(dòng)距離是阻力移動(dòng)距離的兩倍。3、滑輪組每一類滑輪組繩子繞法有兩種特點(diǎn)：省力又可以改變動(dòng)力方向。在繩子自由端處：（1）拉力F大小 （2）繩端移動(dòng)距離S （3）繩端移動(dòng)速度當(dāng)動(dòng)滑輪上有n股繩時(shí)，在繩子的自由端上F= S= V=例9、在水平桌面上放一個(gè)300N的重物，現(xiàn)用如圖所示裝置將物體勻速拉動(dòng)，物體與桌面的摩擦力是48N，不考慮滑輪重力和滑輪與繩間摩擦，水平拉力 F為_N 。若繩子自由端移動(dòng)速度為0.6m/s，則物體移動(dòng)速度為_。例10、在下圖所示各個(gè)圖中，物G重都為12N，當(dāng)物體靜止

5、時(shí)，拉力F各是多少？(不記摩擦和機(jī)械重)F1= N ，F(xiàn)2= N ， F3= N知識(shí)點(diǎn)三：功與功率1、做功的兩個(gè)要素：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過的距離國際單位制中，功的單位是_，功率的單位是_。2、 在水平桌面上滾動(dòng)的小球受到桌子的支持力和重力的作用，支持力在小球滾動(dòng)時(shí)_功，這時(shí)重力對(duì)小球_功。（填“做”或“不做”）3、某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度勻速推動(dòng)重500N的物體，使它沿水平方向移動(dòng)10m，該過程中工人所做的功是_，水平推力的功率是_W例11、下面的情境中，力對(duì)物體做功的是： A、熊貓用力舉著杠鈴不動(dòng) B、用力拉繩勻速提升重物 C、用

6、力搬石頭沒搬動(dòng) D、用力提著水桶沿水平方向移動(dòng)例12、下列說法中正確的是（ ） A、做功越多，功率一定越大 B、做功時(shí)間越短，功率一定越大 C、功率是單位時(shí)間內(nèi)完成的功 D、省力的機(jī)械，功率一定大例13、分別用如圖所示的（甲）、（乙）兩個(gè)滑輪組，在100s內(nèi)將重為400N 的物體G勻速提升10m，每個(gè)滑輪的重均為20N不計(jì)繩重及摩擦，此過程中A F甲做的功大于F乙做的功B、F甲做的功小于F乙做的功C、F甲做功的功率小于F乙做功的功率D、F甲做功的功率等于F乙做功的功率知識(shí)點(diǎn)四：機(jī)械效率有用功：為達(dá)到目的必須做的功。 額外功：為達(dá)到目的不需要做但不得不做的功?；喗M滑輪組的機(jī)械效率： 思考：(1

7、) 在不考慮繩重以及滑輪間摩擦的情況下，怎么改變滑輪組的機(jī)械效率？例如增大機(jī)械效率。(2) 有哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率呢？例14 例14、用如圖所示的滑輪組，將重為10N的物體以0.1m/s的速度勻速提升，拉力F=6N，拉力的功率為_W，滑輪組的機(jī)械效率為_，若不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪的重力為_N 例15、建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為230N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為125N，時(shí)間為20s求： （1）工人做的有用功；（2）工人做的總功；例15（3）此過程中該裝置的機(jī)械效率；（4）工人做功的功率 知識(shí)點(diǎn)五：探究活動(dòng)1、 研究杠桿的平衡條件：(1）為什么掛鉤碼前要把杠桿調(diào)

8、在水平位置平衡？答：消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響（2）如何調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平條件下平衡？答：在探究杠桿平衡的條件的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)兩邊的平衡螺母使杠在水平位置平衡時(shí)，如果是左邊高的話，可以將左邊的平衡螺母向左旋，或者右邊的平衡螺母向左旋；如果是右邊的高的話，可以將左邊的平衡螺母向右旋，或者右邊的平衡螺母向右旋，直到達(dá)到平衡。（3）此實(shí)驗(yàn)中要改變所掛鉤碼的數(shù)量和位置多次實(shí)驗(yàn)，其目的是什么？答：減少偶然誤差，多次實(shí)驗(yàn)計(jì)算平均值以減小誤差。例16、如圖所示為“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。例16（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，使杠桿可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)杠桿上不加掛任何物體而處于靜止時(shí)

9、，發(fā)現(xiàn)杠桿右端上翹，此時(shí)應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向_（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；_。（2）在圖中甲中，每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿上每格等距。小明在圖甲中的A處施加一個(gè)豎直方向的力 ，使杠桿在水平位置平衡，則力的方向_（選填“豎直向上”或“豎直向下”），大小為_N。 （3）若在A處施加斜向上的力，如圖乙所示，使杠桿仍在水平位置平衡。則將 _ 。（選填“大于”、“等于”或“小于”）。 2、測(cè)滑輪組機(jī)械效率：W有= ( h為重物提升高度）W總=F S ( S為繩子自由端的伸長） W額=S=n h (n為吊著動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)）（1）實(shí)驗(yàn)器材

10、：彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、鐵架臺(tái)、定滑輪、動(dòng)滑輪各一個(gè)、一根足夠長的細(xì)繩、刻度尺。（2）要測(cè)的物理量：物重G、拉力F、重物上升的距離h、彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S（3）操作注意點(diǎn)：豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)（4）相同的滑輪組，繞繩方法雖不同，當(dāng)提升相同的重物時(shí)，機(jī)械效率是相同的；用同樣的滑輪組提升不同的重物，重物越重滑輪組的機(jī)械效率越大，若不計(jì)拉線質(zhì)量和滑輪軸間摩擦，則：（5）滑輪組的機(jī)械效率：= （/ ）×100=/(×100例17：（2014連云港）用如圖所示裝置測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上的勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下面的鉤碼緩緩上升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 序號(hào)動(dòng)滑輪

11、重G動(dòng)/N 鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩的拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m 機(jī)械效率0.110.20.60.483.3%0.120.21.10.4 0.220.21.20.483.3% （1） 第次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為 （2） 分析表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一動(dòng)滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將 ；提升相同重力的鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪的重力增大，其機(jī)械效率將 （選填“增大”、“減小”或“不變”）（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)，可能的原因是： （練習(xí)題1圖）練習(xí)題：1、如圖是人抬獨(dú)輪車車把時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖，此時(shí)獨(dú)輪車相當(dāng)于一個(gè) （省力/費(fèi)力）杠桿；若動(dòng)力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G 為1200

12、N，抬起車把的力F為 N。2、 下圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計(jì)機(jī)械重和摩擦），其中所需動(dòng)力最小的是（ ）3、如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過程中（ ）A做的有用功是800JB拉力F的功率是80WC繩子自由端被拉下3mD滑輪組的機(jī)械效率是60%4、 為了將重為600N的物體運(yùn)送到6m高的樓頂上，甲工人利用圖甲的滑輪組施加300N拉力在30s的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，此過程中繩子自由端移動(dòng)的距離為_m，拉力的功率為_W；乙工人搭建了圖乙所示的斜面，斜面長12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力勻速將重物也成功運(yùn)送到樓頂，該過程中斜面的機(jī)械效率為_，物體所受斜面的摩擦力為_N.5、建筑工地有