第十一章简单的机械和功
九年级物理 第十一章简单机械和功 知识点
九年级物理第十一章简单机械和功§11.1 杠杆1.在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2.杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2。
3.①若L1＞L2，F1＜F2，则是省力杠杆，费距离；②若L1＜L2，F1＞F2，则是费力杠杆，省距离；③若L1=L2，F1=F2，则是等臂杠杆。
§11.2 滑轮一、定滑轮：1.轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。
2.关系：F=G s=h v=v物3.不省力，但可以改变用力的方向。
（等臂杠杆）二、动滑轮：1.轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。
2.动力臂（R）是阻力臂（r）的二倍的杠杆。
3.（计摩擦）4.（不计摩擦）5.关系：s=2h V=2V物三、滑轮组：1.滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。
2.3.四、水平放置滑轮：S=n S物V=n V物四、如何设计滑轮：G=Fn-G动G动=Fn-G§11.3 功1.力与物体在力的方向通过的距离的乘积，叫做功。
2.W=Fs3.1J=1N·m4.做功条件：一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
5.不做功的情况：①F≠0，S=0。
有力没距离，W=0②F=0，S≠0。
有距离没力，W=0③F≠0，S≠0。
F⊥S§11.4 功率1.单位时间内所做的功叫功率。
2.3.1W=1J/s4.1KW=1000W 1MW=1000000 1马力=735W§11.5 机械功率1.利用任何机械都不能省功，但动力所做的功也不会无缘无故消失。
2.总功：动力对机械所做的功。
有用功：对我们有用的功（机械对物体所做的功）。
额外功：利用机械时由于机械有重量及摩擦，不得不做而对我们无用的功。
3.W总=W有用+W额外动h（不计摩擦）4.5.提高机械效率的方法：①减小自重②减小摩擦③尽量满载6.W有=fs物7.8.。
九年级物理上册 第十一章简单机械和功知识梳理 苏科版
第十一章简单机械和功知识梳理简单机械{杠杆类----杠杆、滑轮、轮轴；斜面类---斜面、劈、螺旋。
1．杠杆A. 概念a.杠杆的定义：一根硬棒在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒叫做杠杆． 杠杆可以是直的，也可以是弯的．b ．支点：杠杆绕着转动的点叫做支点，用O 表示．c ．动力：使杠杆转动的力叫做动力，用F 1表示．d ．阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力，用F 2表示.动力和阻力是相对的，如利用杆秤称物体时，就无法确定哪个力为动力，哪个力为阻力，此时可以人为规定．e ．力的作用线：过力的作用点沿力的方向所引的一条直线叫做力的作用线．力的作用线用虚线表示．f ．动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，叫做动力臂．用L 1表示．g ．阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，叫做阻力臂．用L 2表示．力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上．当力的作用线通过支点时，该力的力臂为零，该力对杠杆的转动没有影响．B 作力臂的程序先找出支点，再作力的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线．C 杠杆的平衡条件a.杠杆平衡：杠杆静止不转或者匀速转动都叫做杠杆平衡．b ．力矩i ．物理意义：力矩是度量力对物体产生转动效应的物理量．ii ．定义：力和力臂的乘积叫做力对支点的力矩．力矩用字母M 表示，M=FL ． iii.单位：牛·米(N·m)iV ．分类：根据力的作用效果，分为顺时针力矩和逆时针力矩两种．C.杠杆平衡的条件(杠杆原理)；动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即：动力矩=阻力矩． 数学表达式：F l L 1=F 2L 2，即M 动=M 阻．说明：i ．在使用公式时，公式等号两边相同物理量的单位要一致．ii ．若动力矩和阻力矩不止一个时，杠杆的平衡条件可扩展为：顺时针的力矩之和等于逆时针的力矩之和．用公式表示为：∑M 顺=∑M 逆．D ．杠杆的分类杠杆：等臂杠杆、不等臂杠杆（省力杠杆和费力杠杆）杠杆原理若用比例式表示，可以写成： 1221l l F F 上式表明，杠杆平衡时L 1是L 2的几倍，F l 就是F 2的几分之一．i ．等臂杠杆(L 1=L 2，F l =F 2)常见的有：定滑轮、天平的横梁等．ii．省力杠杆(L1>L2，F l<F2)常见的有：撬棒、铡刀、羊角锤、道钉撬、手推车、行李车、钢丝钳、核桃钳、铁匠剪刀、抽水机的柄、开瓶盖的起子等．利用省力杠杆可以省力，但要多移动距离．iii．费力杠杆(L1<L2，F l>F2)常见的有：铁锹、铲车、镊子、火钳、筷子、笤帚、船桨、钓鱼杆、汽车吊、理发剪刀、人的前臂、缝纫机的踏脚板等．利用费力杠杆虽然费力，但可以省距离．在日常生活中不少器具是由多种杠杆组合起来的，如指甲剪、垃圾桶等器具上既有省力杠杆，又有费力杠杆．E测量物体质量的工具i．天平天平的横梁是一根等臂杠杆．用天平称物体质量时，移动游码相当于向天平右盘中加小砝码，因此横梁平衡时m物=m砝+m游． ii．杆秤、案秤、台秤和磅秤，它们都不是等臂杠杆，因此利用它们可以称量质量比秤砣(或槽码)的质量大得多的物体的质量．F．最小动力问题由F l L1=F2L2可得：122 1l lFF ．上式表明，杠杆平衡时，若F2L2一定，则L2最大时，F l最小．据几何知识可知：i．若已知支点和动力作用点，则这两点之间的线段是最大的动力臂．ii．对于圆轮，若支点和动力作用点均在圆周上，则直径是最大的动力臂．有些较复杂的最小动力问题，还需利用数学上其他的一些极值知识来求解．2．滑轮和滑轮组A.滑轮周边有槽，能绕轴心转动的圆轮叫做滑轮．滑轮：定滑轮——工作时轴心不随重物一起移动的滑轮．动滑轮——工作时轴心随重物一起移动的滑轮．i．定滑轮定滑轮实质上是一个等臂杠杆．使用定滑轮不省力，但可以改变施力的方向．ii．动滑轮通常使用的动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆．使用动滑轮可以省一半力，但不能改变施力的方向．B滑轮组定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组．使用滑轮组可以省力，可以省距离，可以改变施力的方向，但不可以同时既省力、又省距离．滑轮组的省力情况，通常采用隔离法和整体法结合起来分析．即先将动滑轮和重物从整个系统中隔离出来作为一个整体，再全面分析该整体的受力情况，然后据力的平衡条件即可得出动力和阻力大小之间的关系．3．轮轴由轮和轴组成、能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴．轮轴实质是可以连续旋转的杠杆．i ．当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴省力，但要多移动距离．常见的有：辘轳、手摇卷扬机、汽车驾驶盘、自行车的龙头、拧螺丝的板手、拧螺丝钉的螺丝刀、自行车上的龙头和前叉、脚踏板和大齿轮组成的轮轴等．ii ．当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，使用轮轴费力，但可少移动距离．如自行车上的飞轮和后轮组成的轮轴等．在现代工农业生产中，很多机械和机器是由多种简单机械组合起来的，如差动滑轮就是由轮轴和动滑轮组合起来的，起重机就是由杠杆和滑轮组组合起来的．4．机械功A.定义物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功．B ．做功的两个必要因素作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离．C 定义式和决定式W=Fs功是一个过程量．D ．单位在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号为J ．1 J=1 N·mE 说明i ．力与运动方向相反时，力对物体做负功．ii ．力与运动方向不一致时，可利用力的分解和三角函数的知识计算功．iii ．力的大小和方向在变化时，可采用分段处理(力变化的阶段取力的平均值)以及等效处理(根据是机械功原理、功能原理)等方法来计算功．5．功率A.物理意义功率是表示物体做功快慢的物理量．B.定义单位时间里完成的功叫做功率．C 定义式和决定式tW p D ．单位在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W ．1 W=1 J ／s1 kW=103 W l MW=106 WE 推导式P=Fv式中的v 表示物体在力F 方向上移动的速度，若可为即时速度，则P 为即时功率；若v 为平均速度，则P 为平均功率．由P=Fv 得：F=P/v ，此式表明：当P 一定时，F 与v 成反比．F ．配套功率动力机的功率要略大于工作机的功率．6．机械功原理(功的原理)A.文字表述利用任何机械做功时，动力对机械所做的功(W1)，等于机械克服所有阻力所做的功(W2)．即利用任何机械都不能省功．B ．公式W 1=W 2C ．斜面及斜面类简单机械斜面是一种常见的简单机械．设斜面长为L 、高为h 、物重为G ，使物体沿斜面匀速向上移动的动力为F ，若不考虑物体与斜面的摩擦，则在物体从斜面底端匀速移动到顶端的过程中，据功的原理W l =W 2有：FL=GhF=hG/L因为h<L ，所以F<G ，即利用斜面可以省力．对同样高的斜面，斜面越长越省力，但也要多移动距离．劈是斜面类简单机械．设人用水平力F 将劈推过距离s 时，物重为G 的物体被举高h ．若不考虑摩擦和支架的自重，则据功的原理W 1=W 2有：Gh FS = G sh F = 因为h<s ，所以F<G ，即利用劈可以省力．螺旋也是斜面类简单机械．利用螺旋举起重物时，若用h 表示螺纹的螺距，用L 表示螺旋把手的末端到螺旋轴线的长，用F 表示作用在把手末端的力，用G 表示物重，若不考虑摩擦，则在把手绕螺旋轴线匀速转动一周的过程中，据功的原理W l =W 2有：Gh l F =⋅π2 F h F π2= 由于h 比2πL 小得多，所以F 就比G 小得多，即利用螺旋可以省力．7．机械效率A. 物理意义机械效率是表示机械做功性能优劣的物理量．B.定义使用机械做功时，有用功跟总功的比值，叫做机械效率．=动力对机械所做的功．W 有用=机械对物体的拉力所做的功．W 额外=机械克服自重、绳重和内部摩擦所做的功．据机械功原理：W 总= W 有用+ W 额外推导式：P 输入= P 输出+ P 额外C.定义式%100⨯=总有用W w η %100⨯=输入输出W w ηD ．推导式%100⨯=总有用p p η %100⨯=输入输出p p η 机械效率是一个过程量．E 说明i ．机械效率是一个比值，没有单位．ii ．任何机械的效率在实际情况下都小于1．iii ．机械效率的高低，既跟机械本身结构(内部因素)有关，也跟被拉动的物体(外部因素)有关．F ．推论i ．利用同一滑轮组匀速提升重物时，若不计绳重和滑轮与轴之间的摩擦，则物动G G +=11η，η随G 物的增加而增大ii ．当把各种机械组合起来使用时，若每个机械的效率分别为η1、η2、……ηn ，则整个装置的效率η总=η1×η2×……×ηn ，组合机械越复杂，总效率就越低．典例剖析：1. 图甲是一种用杠杆原理制成的供搬运重物上楼用的爬楼车，0、0＇两处为轴连接．请你根据爬楼车的使用过程(图乙)，分析说明爬楼车是费力杠杆还是省力杠杆．2.用如图甲所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F的大小将 ( )A.保持不变 B逐渐交小 C.逐渐交大 D．先变大，后交小3.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以0为支点的杠杆，如图所示，一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是 ( )A. L始终在增加，FL始终在增加B. L始终在增加，FL始终在减小C. L先增加后减小，FL始终在减小D. L先减小后增加，FL先减小后增加4.乒乓球、保龄球等表面都是光滑的，为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢经有关科学家研究发现：两个等大的球，一个表面布满小坑，另一个光滑，在空中高速飞行时，表面布满小坑的球受到的空气阻力较小．现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端，使杠杆水平平衡，如图所示．当从两球正下方同时以相同速度(比较大)的风对准它们竖直向上吹时，则以下的说法中正确的是 ( )A. 杠杆左端下降 B．杠杆右端下降C. 杠杆仍然在水平方向处于平衡状态 D．无法判断杠杆的转动情况5.在一次校运动会上，小明骑一质量为辨的独轮车以速度可匀速通过一重为G、长为L的水平独木桥，独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，如图所示．设独轮车骑上A端支柱处为初始时刻(t=o)，下面哪一个图正确地表示了B端支柱所受力FB与时间t的函数关系(不考虑独木桥的形变) ( )6.如图所示，质量分布均匀的细杆水平放置，支座A在杆重心的右侧，杆的右端被位于其上面的支座B顶住．现在杆的左端C处施加一个向下的作用力，则 ( )A. A、B两处的弹力均增加，且△F A=△F BB．A、B两处的弹力均增加，且△F A>△F BC. A处的弹力减小，B处的弹力增大，且lI△F A I>△F BD．A处的弹力增大，B处的弹力减小，且F A< I△F B l7.如图所示，七块完全相同的砖块按照图示方式叠放起来，每块砖的长度均为L，为保证砖块不倒下，6号砖块与7号砖块之间的最大距离s 将不超过 ( ) L A 1531. L B 2. L C 25. L D 47. 8. 某商店有一不等臂天平(砝码准确)，一顾客要买2千克糖，营业员先在左盘放一包糖右盘加l 千克砝码；接着又在右盘放一包糖左盘加l 千克砝玛．然后把两包糖交给顾客，则两包糖的总质量A. 大于2千克B. 小于2千克C. 等于2千克 D ．无法知道9. 如图所示，A 、B 为两个半径、材料都相同的，转向相反的轮子，它们的转轴互相平行且在同一水平面内，有一把均匀直尺C ，它的长度大于两轮子转轴距离的2倍，把该尺静止地搁在两转轮上，使尺的重心在两轮之间且离8轮较近，然后放手，考虑到轮子和尺存在摩擦，则直尺将 ( )A. 保持静止B. 向右运动，直至落下C. 开始时向左运动，以后就不断作左右来回运动D ．开始时向右运动，以后就不断作左右来回运动10. 如图所示，水平地面上有甲、乙两辆平板车，人站在乙车上用50 N 的水平力拉甲车，如果甲车向右移动的距离是10 m ，同时乙车向左移动的距离是4 m ，人做的功是 ( )A. 700 JB. 500 JC. 300 J D ．200 J11. 用滑轮组以不同速度匀速提升重物A ，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F ，如图所示，不计绳重和摩擦．当拉力F 的功率为P 1时，重物A 以速度口l 匀速上升川听用的时间为t l ；当拉力F 的功率为P 2时，重物A 以速度υ2匀速上升h 所用的时间为t 2；当拉力F 的功率为P 1+P 2/2时，重物A 以速度υ3匀速上升h 所用的时间为 ( )212122.t t t t A + 212122.t t t t B + 2121.t t C + 2121.t t D + 12. 估测天平游码的质量．(1)观察并读出天平横梁标尺的最大刻度值为a(g)．(2)测得天平横梁标尺上从0到a 刻度线之间的距离为b(mm)．(3)测得天平左、右两臂的长均为c(mm)．由以上数据，可估算出该游码的质量为 g ．13. 如图甲所示是一均匀圆薄板，半径R=30cm. 现从圆板上挖出一个半径为r=15cm 的内切圆，试求剩余部分的重心与大圆圆心的距离．14. 如图所示，一根杠杆的长为L ，支点在O 处，A 端挂一物重为G 的物体．为保持杠杆在水平位置平衡，现用一根定长为s 的绳子拉住(s<L)．问：当绳子与水平方向的夹角θ为多大时，绳子上的拉力最小(杠杆的物重忽略不计)15.如图所示，实心物体M是边长为l0cm的正方体，杆AOB可绕0点转动，AO=30cm，BO=20 cm，当在杠杆的B端加一恒力F=30 N时，M对地面的最小压强是290Pa(杆重不计，g取10 N／kg)．求：(1)物体M的密度．(2)若使杠杆的OB部分在水平位置平衡，则加在B端的最小作用力是多大16.如图所示，质量扰=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD总质量M=4.0kg，形状及尺寸已在图中注明，该支架只可以绕着过D点的转动轴在图示竖直平面内转动．为简便起见，可将导轨及支架ABCD所受的重力看作集中作用于图的0点．现用一沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1 m／s的速度匀速运动，此时拉力F=10 N．(1)铁块运动时所受摩擦力多大(2)铁块对导轨的摩擦力的力臂多大(3)从铁块运动时起，导轨(及支架)能保持静止的最长时间是多少(g取10 N／kg)17.某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，其中的一部分结构如图所示．0A是一个均匀钢管，每米所受重力为30 N．O是转动轴，重物的质量m为150kg，挂在B处，0B=1 m.拉力F作用在A点，竖直向上．为维持平衡，钢管OA为多长时所用的拉力最小这个最小拉力是多少(g取10 N／kg)18.如图是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行．钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点．同时钢链绕过重l5000 N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D．电梯载重量为10人(1人的质量按60 kg计算，g取10N／kg，忽略摩擦及钢链的质量)．请回答：(1)配重的功能是什么在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大(2)当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大19.如图所示，ABCD是一个内部物质分布均匀的正方体木箱的截面示意图，将其置于极粗糙的地面上，且木箱重G，现用“翻滚”的方式使其向左移动s距离，求：此过程中所需最小的功．20.你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗小文同学对此进行了研究．她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功．小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100 m，有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离)：1质量m／kg 步距s／m 腿长L／m 时间t／s50 0.50 0.65 100(1)小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米(2)小文行走l00 m需要克服重力多少功克服重力做功的功率多大(3)通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素影响人的锻炼效果21.随着城市建设进程的加快，绵阳城内出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分．某公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600 kg，g取10 N／kg．求：(1)电梯的匀速运动阶段上升的高度h1是多少拉力F l做了多少功(2)电梯的加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值．已知在加速阶段，电动机的拉力F2做了11520 J的功，求加速阶段电动机拉力F2的大小(3)电梯开始向上运动后经过64 s，电动机的拉力的平均功率是多大22.小明用如图所示的滑轮组，在10 S内将质量为60 kg的物体A匀速提升了2m. 已知绳子自由端所用的拉力为200 N．(1)画出物体A的重力示意图；(2)请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10 N／kg)．23.某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计)，船的总质量为7.92×103 kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220 N，船靠岸的速度是0.3 m／s，求：(g取l0 N／kg)(1)滑轮组的机械效率．(2)人拉绳的功率．24.某农村灌溉水渠上的闸门是用手动螺旋设备来起重升降的，如图所示．若闸门质量为800kg，螺杆上的螺距为l5㎜，动力手轮的直径为0.5 m，整个装置的工作效率是80％，g取10 N ／kg，并设闸门在缓慢上升过程中所受的摩擦阻力恒定．(1)人用双手转动轮，每只手平均用多大的力才能将闸门匀速提起．(2)若摩擦阻力主要是来自与两边卡槽之间的摩擦，其他摩擦不计，试求阀门上升过程中所受摩擦力的大小．25.液压电梯(如图)是一项新技术，它可以为十层以下的旧楼加设电梯而无需在楼顶增建悬挂轿箱用的机房．(g取10 N／kg)(1)有一种液压电梯，轿箱本身质量是300 kg，滑轮和柱塞的质量为200 kg，设计的最大承载质量为1 000 kg．若不计滑轮、滑轨和柱塞之间的摩擦，满载时整个装置的机械效率为多少(2)如果油泵最大油压是2.3×106Pa，厂家所能提供的油压机柱塞直径为(单位：mm)85、105、140、184、238、256六种．通过计算说明应该选用哪种直径的柱塞．(由于摩擦和轿箱加速上升时需要较大的牵引力，厂家要求将柱塞直径扩大到计算值的1.4倍，然后从所给的六种规格中选取)26.小东想估测出某种油的密度阳，他手边的测量工具只有刻度尺．小东利用身边的器材设计出一个实验方案．首先找一根直硬棒，用细线系在0点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示．下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整．(1)用刻度尺测出0E的长度L0．(2)把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡．(3) ．(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为．27.小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”，他设计的实验方案是：将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上，挤出里面的空气，按住玻璃板，用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩，缓慢往上拉，记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数，再测量出吸盘与玻璃板的接触面积，即可算出大气压的值，如图所示，实验室提供的器材是：量程为10 N的弹簧测力计l 只，底面积为3㎝2的吸盘，平滑玻璃板．实验时，他发现当弹簧测力计拉至读数最大时，吸盘仍未脱离玻璃板，实验室又没有量程更大的弹簧测力计，他认为可运用其他器材结合所学物理知识来解决这一问题．(1)请设计两种不同的实验方案，要求；先确定所需的器材(除量程为l0N的弹簧测力计l只、底面积为3㎝2的吸盘和平滑的玻璃板外)，再简要说明你是如何运用物理知识解决这一问题的(不增加弹簧测力计的个数)方案一：器材：；说明： .方案二：器材：；说明：。
九年级物理第十一章简单机械和功知识点
第十一章简单机械和功是九年级物理中的重要章节，主要讲解了简单机械和功的知识。
简单机械是机械原理的基础，掌握了简单机械的原理，可以应用到日常生活和工作中。
功是物理学的重要概念，是描述力在物体上所做的功的大小和方向的物理量。
下面是关于第十一章简单机械和功知识点的详细介绍：一、简单机械的定义和分类1.简单机械的定义：指只有一个能够转动的零件，或只有一个能够运动的零件，或只有一个能够变形的零件的机械。
2.简单机械的分类：按机械原理可分为杠杆、轮轴和滑轮；按作用方向可分为斜面、楔子和螺旋。
-杠杆原理：杠杆原理是指利用杠杆的杠杆效应来改变力的作用效果的原理。
-轮轴原理：轮轴原理是指利用轮轴的转动将力转化成力矩的原理。
-滑轮原理：滑轮原理是指利用滑轮的滑动来改变力的方向的原理。
-斜面原理：斜面原理是指利用斜面的倾斜度来减少物体所受的力的原理。
-楔子原理：楔子原理是指利用楔子形状将力分成两个方向作用的原理。
-螺旋原理：螺旋原理是指利用螺旋的升降来改变力的作用效果的原理。
二、杠杆的原理1.杠杆原理的定义：杠杆原理是指利用杠杆的杠杆效应来改变力的作用效果。
2.杠杆的分类：按支点和作用力的位置关系可分为一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆。
-一级杠杆：支点位于力的一侧。
-二级杠杆：支点位于力的一侧，但力和支点之间还存在一个力臂和另一个力臂。
-三级杠杆：支点位于力的中间。
3.杠杆的原理公式：杠杆的原理公式为力1×力臂1=力2×力臂2，也可写作F1×d1=F2×d2三、轮轴的原理1.轮轴的原理的定义：轮轴原理是指利用轮轴的转动将力转化成力矩的原理。
2.门弯钉原理：门弯钉原理是指在开门情况下，门的拉力被转化为弯钉的转动力矩。
3.原理公式：力×作用臂=力矩。
四、滑轮的原理1.滑轮的原理定义：滑轮原理是指利用滑轮的滑动来改变力的方向的原理。
2.滑轮的分类：滑轮可分为固定滑轮和移动滑轮两种。
第十一章 功和机械能
对木箱做功的功率为8W
8.（2019·宜宾）如图8所示，一个物体静止于光 滑水平面上的o点，在水平恒力Ｆ作用下开始向右 加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间 和b、c之间的距离相等，Ｆ在ab段做功W1，做功功 率Ｐ1；在bc段做功W2，做功功率Ｐ2，则有W1= W2， Ｐ1 < Ｐ2（均选填“＞”“＝”或“＜”）.
13.（2019·广东）如图13所示，质量为960kg、 底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮 组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近 了4m，水平拉力Ｆ=500N，不计绳、滑轮组的质量 以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg. 求： （1）A对水平地面的压强. （2）A在运动过程中受到摩擦力的大小. （3）拉力Ｆ的功率.
解：重物上升24m时克服重力做功为： W克=mgh=1×103kg×10N/kg×24m=2.4×105J. 由于匀速提起重物，所以起重机对重物做功等于
W克， 它在100s内对重物做功的功率为： P1=W克/t=2.4×105J/100s=2400W. 起重机的机械效率为：
η=W 有 /W 总 ×100％=(W 克 /Pt)×100％ =(2.4×105J)/(3×103W×100s)×100％=80％
6.（2019·连云港）物体在水平地面上做直线运
动，当物体运动的路程和时间的关系图像如图甲
时，受到的水平推力为Ｆ1；当物体运动的速度和 时间的关系图像如图乙时，受到的水平推力为Ｆ2. 两次推力的功率分别为 Ｐ1和Ｐ2. 则下列关系正 确的是（ B ） A. Ｆ1=Ｆ2 Ｐ1>Ｐ2 B. Ｆ1=Ｆ2 Ｐ1<Ｐ2 C. Ｆ1>Ｆ2 Ｐ1>Ｐ2 D. Ｆ1<Ｆ2 Ｐ1>Ｐ2
第十一章 简单机械和功--中考物理一轮复习章节分类考点讲解与训练(苏科版)- (原卷版)
第十一章 简单机械和功● 杠杆1．定义：在力的作用下可绕固定点转动的硬棒2．五要素：支点(O )、动力(F )、阻力(F 2)、动力臂(l 1)、阻力臂( l 2)3．杠杆的平衡条件：F 1l 1=F 2l 24．分类1) 省力杠杆：l 1 > l 2， F 1 < F 22) 费力杠杆：l 1 < l 2， F 1 > F 23) 等臂杠杆： l 1 = l 2， F 1 = F 2● 滑轮1．定滑轮1) 实质：等臂杠杆2) 特点：不省力，但能改变施力的方向，s =h2．动滑轮1) 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆2) 特点：最多省一半力，但费距离，s =2h3．滑轮组1) 实质：由定滑轮和动滑轮组合而成的机械2) 特点：既可省力，又可改变力的方向，s =nh● 功1．定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积2．两个必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离3．公式：W =Fs4．单位：焦耳，简称焦，符号是J ，1J=1N ·m● 功率1．定义：功与做功所用时间的比2．公式：P =W t 3．单位：瓦特，简称瓦，符号是W ，1W=1J/s4．单位换算： 1kW=103 W. 1MW=106W● 机械效率1．定义：物理学中，将有用功与总功的比值。
2．公式：η = W有用W总×100％3．提高机械效率的方法：减轻机械自重，减小机械摩擦，增大被提升物体重力1．（2021•泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。
下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（）A．两侧钩码同时向支点移动一格B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格2．（2021•淮安）在“探究杠杆平衡条件”实验中：（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的，使杠杆在水平位置平衡。
第十一章简单机械与功教材分析
第十一章简单机械和功教材分析一、本章地位和作用本章在“机械运动”、“力与运动”等力学重要知识的基础上拓展和提高，将进一步学习“简单机械和功”的一系列知识，教材的编排表现了课程标准中科学内容的三大主题——物质、运动和彼此作用、能量之间的紧密联系，为学习功和能的关系——各类能量间的彼此转化等知识起到承先启后的作用。
章导图中从用饭用的筷子到航天飞机上的机械臂，从生活中最简单的工具到最现代的高科技设备，庞大的不同中隐含着相同的地方——人手臂的延伸，为学生提供了宽广的人文背景，对进一步激发学生学习爱好，树立科学的世界观，联系生活生产实际、，形成可持续进展的意识起着极大的推动作用。
二、章课程目标1、通过实验探讨，学会利用简单机械改变力的大小和方向。
2、明白机械功的概念。
能用生活、生产中的实例说明机械功的含义。
3、结合实例明白得功率的概念。
了解功率在实际中的应用。
4、明白得机械效率。
5、了解机械利用的历史进展进程。
熟悉机械的利用对社会进展的作用。
三、知识结构省力杠杆简杠杆杠杆平稳条件费力杠杆单等臂杠杆机滑轮（变形杠杆）定滑轮（特点、实质）滑轮组杠杆原理械动滑轮（特点、实质）轮轴（变形杠杆）斜面功的原理做功的多少—W 概念、公式、单位两个必要因素做功的快慢—P 概念、公式、单位功物理意义概念、公式做功的效率—η有效功、总功、额外功物理意义新旧教材对照：从内容看，新教材包括了原教材中第十二章、第十八章绝大部份内容，原18.5机械能现被编入新教材第十二章中，同时，新教材又以“生活、物理、社会”栏目呈现了原先选学内容：轮轴和不学内容：斜面，并增加了综合实践活动。
新教材的上述改动和转变有如下优势：1、更突出能量的地位，更便于学生分析、比较学习各类能量间的彼此转化和联系。
2、拓展了简单机械的知识面，使之更接近生活实际。
（因为生产、生活中轮轴、斜面的应用一样超级普遍）3、有助于学生系统学习机械与功的知识，减少没必要要的重复劳动和课时浪费。
第11章 简单机械和功 知识点
第11章 简单机械和功
一、杠杆
(1)定义：一根在力的作用下能绕着 固定点 转动的 硬棒，叫杠杆。
(2)五要素：
支点(O) 绕着的固定点 ；
动力臂(L1)支点到动力作用线的距离；
动力(F1)使杠杆转动的力；
阻力(F2)阻碍杠杆转动的力；
阻力臂(L2) 支点到阻力作用线的距离
(5)力臂的画法：
二、杠杆的平衡条件： F1L1=F2L2 。
三、杠杆的分类：
四、定滑轮
(1)实质：等臂杠杆
(2)特点：不省力，但能改变力的方向。
五、动滑轮
(1)实质： 动力臂是阻力臂两倍的省力 杠杆，
(2)特点：省力,但不能改变力的方向
六、滑轮组：
(1)作用 :既可省力,也可改变力的方向 ；
(2)绕 线：(奇动偶定)
(3)计算滑轮组拉力的公式：( n 为动滑轮上的绳子的条数)
A 、不考虑摩擦和滑轮重时F = G 物/n ；
B 、考虑滑轮重时F = (G 物+G 动)/n ；
C 、拉力的移动距离S = nh 。
D 、绳自由端一定能够的速度v=nv 物
8、轮轴：定义:由一个轴和一个大轮所组成的机械.
实例: 汽车方向盘、扳手、螺丝刀、自行车把手、水龙头
9、斜面：斜面越长越省力
实例：盘山公路、螺丝钉、楼梯、引桥。
第十一章 简单机械和功
第十一章 简单机械和功第5节 机械效率经典习题1.机械效率的计算公式是 ，通常有用功的公式是 ，通常总功的公式是 。
有用功、总功、额外功的关系2．如图所示是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N 拉力将重为600N 的重物匀速提升10m ，t=500s 求：（1）有用功、总功、额外功（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力的功率3．大军用某机械将一500N 的重物匀速提高1m ，做的额外功是100J ，则他做的总功是多少？有用功是多少？机械效率是多少？4．建筑工地上工人利用滑轮组使2000N 重物匀速升高5m 所用的时间是50s 。
如果工人做的功是12500J 。
⑴ 工人做功的功率是多少？ ⑵ 额外功是多少？ （3）滑轮组的机械效率是多少？5．物体重500N ，放在斜面上，用一沿斜面向上的力F=300N 拉物体匀速向上，物体移动了1m ，物体上升了0.5m ，t=3S（1）有用功、总功、额外功（2）斜面的机械效率（3）拉力F 的功率6．小明用杠杆提升一重G=500N,物体上升了0.5m ，作用于杠杆的力F=200N ，力F 移动的距离是1.5m,（1）有用功、总功、额外功（2）杠杆的机械效率第1题图7．用如图所示的滑轮组，将280N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为100N（不计摩擦和绳重） t=5s（1）物体上升的距离和绳子自由端移动的距离（2）有用功、总功、额外功（3）滑轮组的机械效率（4）拉力的功率（5）动滑轮的重力（6）若用该滑轮组将重580N的物体匀速提升2m时，拉力做的功。
8．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3 m所用的时间为10s。
(不计绳重和摩擦)，求：(1)重物上升的速度和动滑轮重． (2)拉力所做的有用功．(3)拉力的功率． (4)滑轮组的机械效率．（5）若用该滑轮组将重780N的物体匀速提升2m时，拉力做的功、有用功，此时的机械效率。
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第十一章简单机械和功
一、知识点：
（一）杠杆
1、定义：在力的作用下能绕 _______的硬棒称做杠杆。
2、杠杆的五要素是：、、、、。
作力臂的方法：先找到支点，再画出力的作用线，作支点到力的作用线的垂线，再画出垂直的符号即可。
3、杠杆的平衡条件是：，用公式可表示为：。
根据动力和阻力的关系，可知它们使杠杆转动的方向是的，若动力使杠杆做顺时针转动，则阻力就使杠杆做转动。
4、三种杠杆：
（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，既也。
（二）滑轮
1、定滑轮实质上是杠杆；使用定滑轮不省，但能改变。
2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂倍的杠杆；使用动滑轮能省，但不能改变。
（3）使用滑轮组既可以，又可以；使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的，表达式是：F＝1／n(G物＋G动)。
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。
4、确定绳子的股数：数上绳子的根数。
（三）功
1、做功的两个必要条件：一是：，二是：。
2、功的公式：，功的单位分别是。
1J= N.m.
3、使用任何机械都不能省，这个结论叫做。
（四）功率
1、功率：表示物体做功的物理量。
定义：
2、功率的计算公式 ,如果物体做匀速直线运动，还可以用公式计算。
3、单位：瓦特（W），1MW= Kw＝W。
如物体运动的功率为25W，含义指。
（五）机械效率
1、有用功是（通常W有用=Gh），额外功是，但又的功，总功是即做的功（通常W总=FS）。
2、机械效率是跟的比值。
机械效率的公式是：。
3、影响滑轮组机械效率的主要因素：（竖直方向上）重物的 ___和动滑轮的 ______。
对于实际机械，由于额外功的存在，总有W有用W总，因此机械效率总100%。
二、练习
1. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N
的物体，拉力F的大小为30N。
若物体和地面之间的摩擦力大
小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为
A.45N、50%
B.45N、75%
C.60N、50%
D.60N、75%
2.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是N，滑轮组的机械效率为．（不考虑绳重和摩擦）
3. 如图15所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。
现有一质量为1kg 的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.1m，由于杆OP与水平方向成300角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N。
（g取10N/kg）求：
⑴滑环从M点开始滑动，经过多长时间后细绳会断裂；
⑵从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时，A所受重力做的功；
⑶上述过程中，A所受重力做功的功率。
4. 问题解决—测量滑轮组机械效率:小雨用如图滑轮组将一个重物A提起，他想知道此时滑轮组的机械效率。
现在他身边除了重物A、两个相同的滑轮、细绳外，还有3只相同的小桶和若干相同的小铁钉。
(1)请你推导出测量此时滑轮组机械效率的数学表达式(不计绳重和摩擦);
(2) 请你说明测量步骤(请配图说明，图画在方框内).
5.李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C 点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：
（1）对同一根弹簧，物体P 压缩弹簧至B 点，从静止释放，运动到D 点．测量 之间的距离和 之间的距离，并改变 之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P 分别压缩弹簧至同一位置B 点，从静止释放，运动到D 点．分别测量 之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．
答案
1.B
2.100 250 80%
3. 解：⑴ 设经t 时间后绳子会断裂，由杠杆平衡条件有：
0030cos )(30cos vt OM F OP F A P +=⋅…………………………………………（2分）
s s v OM mg OP F t vt OM mg OP F mg
F P P A 4002
.01.0)101/(19/)(=-⨯⨯=-⋅=+=⋅=……………………………（2分）
⑵ 重力做的功
J 4J 5.04002.010130sin 0=⨯⨯⨯⨯===mgvt mgh W G ………………………（3分）
⑶ 重力做功的功率
W 1.0W 40
4==t W P G ＝
………………………………………………………………（3分） 4.
5.BC AD BC AD。