《简单机械和功》复习要点

一、杠杆

五要素一一组成杠杆示意图。

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

画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签

2、研究杠杆的平衡条件:

解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力X 阻力臂为一定值，要使动力最小，要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远：②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

二、滑轮

1、定滑轮：实质是：等臂杠杆特点：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）F=G 绳子自由端移动距离 S F （或速度V F ）=重物移动的距离 S G （或速度V G ）

2、动滑轮：

① 定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ② 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③ 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

卡/

④ 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则:F=1

G 只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 2 （G 物+G 动）绳子自由端移动

距离S F （或V F ）=2倍的重物移动的距离 S G （或 V G ）

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= n G o

☆只忽略轮轴间的摩擦，则拉力

F= 1 （G 物+G 动）

绳子自由端移动距离 S F （或V F ）=n 倍的重物移动的距离 S G （或V G ）

☆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。三、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）o

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

功的单位：焦耳,1J= 1N - m 。

把一个鸡蛋举高 1m ，做的功大约是 0.5J 。

应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，

计算时F 就是这个力；②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。

四、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？）

①

功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

② 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 ③ 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

《简单机械和功》复习要点

杠杆平衡是指: 杠杆静止或匀速转动。

实验前：应调节结论： ③ 解题指导:

意最值如: 杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力X 动力臂=阻力X 阻力臂。写成公式F 1|1=F 2|2也可写成：F 1/ F 2=1 2/ 11

分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力方向和力臂大小；根据平衡条件列方程。

沿什么方向施力最小等。）

可以方便的从杠杆上量出力

臂。

（注

F i

必须使动力臂最大，要使动力臂最大需

F 2

工作带来很多方便。

④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

2、如图15所示，物体重600牛顿，要使人拉住绳子的一端使物体静止，若不计滑轮的重力和摩擦, A . 200牛顿.

B . 300牛顿.

C . 400牛顿.

D . 150牛顿.

3、如图是一组合搬运机械，它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成。已知斜面长为

现用该机械将一质量为 o.6t 的重物，从地面匀速搬运到

3m 高的平台，电动机消耗的电能为

4.5X

重物所做的功（Gh ）

3、应用：斜面

①理想斜面：斜面光滑②理想斜面遵从功的原理；

③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。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 。

五、机械效率:

1、有用功：定义：对人们有用的功。

公式： W 有用=Gh （提升重物）=W 总一W 额=W 总

额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功

斜面: W 有用=Gh

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）总功：

定义：有用功加额外功或动力所做的功

斜面: W 额=f L 公式: 斜面: W 总=fL+Gh=FL ① 定义：有用功跟总功的比值

②公式:

=W 有用 n

W 总

斜面： =Gh n

定滑轮：

=Gh n

=Gh 动滑轮：

=Gh

滑轮组

FS Gh "ThT Gh "F2h

"F "

Gh ""Fnh 通常用百分数表示。某滑轮机

械效率为 ④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1

5、机械效率的测量:

G "nF

60%表

示有用功占总功的 60%。

=W 有用 = Gh

① 原理：

W 总 FS

② 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 ③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④ 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的: ⑤ 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

保证测力计示数大小不变。

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。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

简单机械辅导

1、如图1所示，船和人总重1500N ，船上的人用R F = 30N 的拉力拉绳，船作匀速直线运动，则船受到水的阻力为（

__________________________ J

八

-1

■■ /

则人的拉力为

6m 、高为3m 。 4 .

，一丄

W 总=W 有用+ W 额=FS= W 有用

机械效率: D. 500N

loj,电动

机输出的机械功为3.6X 104J。则此过程中，使用该机械所做的额外功为__________ J,该组合机械的机械效率为_______

4、如上右图所示，均匀木棒 AB 长为1m 水平放置在O O^两个支点上。已知AO O B 长度均为0.25m 。若把B 端竖直向上稍微抬起

一点距离，至少需要用力 20N;若把B 端竖直向下稍微压下一点距离，则至少需要用力(A. 20N B. 40N C. 60N D. 8ON

6、如右第二图所示，一人用 125N 的最小拉力将浸没在水中的重为

500N 、密度为5

X 10节g/m 3

的金属块在水中匀速上升。求： (1) 金属块未露出水面前的机械效率；

(2) 金属块露出水面后，人用多大的拉力才能使金属块匀速上升？金属块在空气中匀速上升时的机械效率为多少？(取

g = 10N/kg )

7、如下图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重为

1200N ，密

度为

露出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为 1:2，若不计一切摩擦、绳子重及水的阻力，

(1) 物体露出水面前，滑轮组的机械效率是多少？ (2)

物体露出水面后，物体匀速上升速度为 1m/s ，牵

引车拉力的功率是多少？

8、某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如上右图所示，取一块与自己等长的木

板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来 (摩擦不计)，在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡。如果该同学身高160cm 质量40kg ，平躺到木板上后在托盘中再加上重为

137. 2N 的物体，木板再次水平平衡。 (1) 该装置中滑轮的作用是 _______ 。

(2) 在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些重物，

使木板水平平衡”，这样做的

目的是 ___________ 。

(3)请通过计算说明该同学的重心位置 (g 取9.8N/kg)。

9、如图19,要把一个质量是450kg 的贵重物品A 沿水平地面移动100m,工人把它放在一个质量是50kg 的木板B 上，然后用400N 的水平拉力将木板B 沿直线匀速拉动，直至终点。(注：滑动摩擦力

的大小与压力的大小成正比)

(1) 在匀速拉动B 的过程中，A 、B 之间的摩擦力是 (2) 计算拉力做的总功是多少焦耳？

(3) 在拉力做功的过程中，机械效率是多少？

10、如图10所示，重3N 的甲物体和重12N 的乙物体通过细线绕过定滑轮与丙物体连在一

起，丙放在倾角为30。的光滑斜面上，整个装置处于静止状态。现将斜面变成粗糙的斜面, 乙物体重量变为 20N ,其余不变，整个装置处于静止状态。则此时丙物体受到的摩擦力大小为 N 。(不计绳重和滑轮处摩擦)

11、如右图所示，支架O 上有一长方形容器，容器里装有适量的水，水面上有一木块，整个装置处于

平衡状态，当木块由右慢慢漂到容器的左侧时，容器将(

A .左侧抬起

B .右侧抬起

C .保持平衡

D .无法判断

5、如图32所示装置，杠杆处于平衡状态,

重) G i = 10N , AB = 4OB ，求：G 2.(不计滑轮

G 2

=1.6X 103

kg/m 3,测得物体在

g = 10N/kg 问：

19、如上右图所示装置中，均匀木棒 AB 的A 端固定在铰链上，悬线一端绕过一固定定滑轮，另一端用线

套套在木棒上使棒保持水平。现使线套逐渐向右移动，但始终使木棒保持水平，则悬线上的拉力和悬线足够长）（

）

A .逐渐变小

B .逐渐变大

C .先逐渐变大，后又逐渐变小

D .先逐渐变小，后又逐渐变大

20、图是使用汽车打捞水下重物示意图，在重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻

力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率

（P ）随时间（t ）变化的图象，其中正确的是（

12、如图所示，一直杆可绕 0点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个杆垂直的力F 使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在这个过程中这个直杆（ A.始终是省力杠杆 B. 始终是费力杠杆 C.先是省力的，后是费力的 D.先是费力的，后是省力的

13、变式1:如图所示，一直杆可绕 0点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟直力F 使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在这个过程中这个直杆（（A ）始终是省力杠杆（B ）始终是费力杠杆（C ）先是省力的，后是费力的（D ）先是费力的，后是省力的 14、变式2 :如图所示，一直杆可绕 O 点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，用一个平方向的力F 使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在这个过程中这个直杆（（A ）始终是省力杠杆（B ）始终是费力杠杆（C ）先是省力的，后是费力的（D ）先是费力的，后是省力的 15、如上图所示，绳子的一端固定，另一端绕过一个重为 G 的油桶，在绳子的自由端用大小不变的水平拉力 F ，使油桶沿水平地面匀速滚始终水

始终竖直方向的

动了一段距离S ,在此过程中拉力 F 所做的功为（ A . FS B . GS C . 2FS D . （ G+F ） S

16、如图27所示，在虚线框中有一套机械装置（某一种简单机械） 1米，（1）

（2）（3）

，在A 处用100牛的力将绳端向下移动能把物体B 吊起0.5米。如果这时的机械效率是 80%，请回答：虚线框中可能是哪种简单机械？（举一种方案，并画出简图）物体B 的质量是多少千克？（ g 取10牛/千克）若额外功不变，则用这套装置提升重 360牛的物体C 时，需要在A 处施多大的力？ 13 .有两只相同的水缸，需好几桶水才能盛满。现有甲、乙两位同学用相同的水桶从同一 17、处取水分别倒入两个水缸内。甲力气大，每次均提一桶水；乙力气小，每次均提半桶水。在两位同学都使各自的水缸注满水的过程中（ A .甲比乙做的功多） B .乙比甲做的功多 C .两人做的功一样多 18、如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力判断中正确的是（）（A ）乙图中的拉力做功最少 D ?条件不足，无法比较做功的多少 F ，沿不同的方向拉物体运动相同的路程 s ， (B )

甲图中的拉力做功最少 '

则下列关于拉力做功的

（C ）甲、乙、丙三做功最多种情况下拉力做功一样多

（D ）丙图中的拉

力

屮

尸

Lji <

1 ---- I n

--- 7

______ I

21、如上右图是手负重（指能承受的

7 最大物重）示意图，当手臂按图示方向

伸展时，下列图象能表示负重大小

T (棒）

-I

与手臂伸展程度大致关系的是（