简单机械和功--专题复习

第十一章 简单机械和功专题复习
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知识点一：杠杆
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

杠杆不一定是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。

跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。

滑轮是一种变形的杠杆，且定滑轮是一种等臂杠杆，动滑轮是一种动力臂是阻力臂的两倍的杠杆。

一点、二力、二臂： 支点（0）：杠杆绕其转动的点 动力(F1) ：使杠杆转动的力
阻力(F2) ：阻碍杠杆转动的力（方向判断） -
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离
知识点二：杠杆平衡条件
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式：2211L F L F
一、知识总结
简单机械和功
简单机械
功
功的计算 —
滑轮
杠杆
做功的两个必要因素
功
机械效率 功率
功的单位
省力杠杆 等臂杠杆
费力杠杆 F 2
知识点三：杠杆的分类
1. 省力杠杆，费距离。

》
2. 费力杠杆，省距离。

3. 不省力也不费力。

知识点四：定滑轮
1.定义：使用时，轴的位置固定不动的滑轮
2.实质：等臂杠杆
3.特点：不省力但可以改变动力方向
知识点五：动滑轮
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1.定义：使用时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮
2.实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆
3.特点：省一半力但不可以改变动力方向，动力移动距离是阻力移动距离的两倍
知识点六：滑轮组
1.定义：动滑轮与定滑轮的组合
2.每一类滑轮组绳子绕法有两种
3.特点：省力又可以改变动力方向
F=（动G G ）/n n 是与动滑轮相连的绳子段数
[
知识点七：功
1.做功的两个要素： （1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上通过的距离
2.公式：W=F S （在力的方向上通过的距离）
3.单位：J （两个鸡蛋举高1m ，做的功大约是1J ）
知识点八：功率
1.功率：表示做功快慢的物理量
2.定义：单位时间完成的功 、
F 1
F 2
O
L
\
L
3.公式：P=W/t
4.单位：W
知识点九：机械效率
1.有用功：为达到目的必须做的功
2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功
3.总功：为达到目的实际做的功 总W = 有W +额W
4.机械效率：有用功与总功的比值η= 有W / 总W
知识点十：探究活动
1、研究杠杆的平衡条件： —
（1）为什么挂钩码前要把杠杆调在水平位置平衡
答：消除杠杆自身重力对实验的影响
（2）如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡
答：在探究杠杆平衡的条件的实验中，调节两边的平衡螺母使杠在水平
位置平衡时，如果是左边高的话，可以将左边的平衡螺母向左旋，或者右边的平衡螺母向左旋；如果是右边的高的话，可以将左边的平衡螺母向右旋，或者右边的平衡螺母向右旋，直到达到平衡。

（3）此实验中要改变所挂钩码的数量和位置多次实验，其目的是什么 答：减少偶然误差，多次实验计算平均值以减小误差。

2、测滑轮组机械效率：
W 有=h G 重 ( h 为重物提升高度） W 总=F S ( S 为绳子自由端的伸长） W 额=h G 动
{
S=n h (n 为吊着动滑轮的绳子段数）
（1）实验器材：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳、刻度尺。

（2）要测的物理量：物重G 、拉力F 、重物上升的距离h 、弹簧测力计移动的距离S （3）操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计
（4）相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：额外W ＝h G 动
（5）滑轮组的机械效率：η= （有W / 总W ）×100％=动G /(）（重动G G ×100％
！
二、典型例题
图1
G 例1、如图所示，画出下图中各力的力臂
例2、长为80cm的杠杆，支点离右端20cm，左端挂20N的重物，在右端应挂N的重物杠杆才能平衡，如果两端各加10N的重物，则杠杆端向上抬起，若要杠杆恢复平衡，支点应向移动cm。

例3、如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（）
%
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
例4、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，则人的拉力为（）
A．200牛顿．B．300牛顿．C．400牛顿．D．150牛顿．
例5、如图1所示，船和人总重1500Ｎ，船上的人用力Ｆ＝30Ｎ的拉力拉绳，船作匀速直
线运动，则船受到水的阻力为（）
Ａ．30ＮＢ．60ＮＣ．90ＮＤ．500Ｎ
《
例6、同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( )
甲＜F乙＜F丙甲＞F乙＞F丙甲＞F乙＝F丙甲＝F乙＞F丙
、
例7、如右图所示装置，杠杆处于平衡状态，G1＝10N，AB＝4OB，求：G2．（不计滑轮重）
F
G 图11-70
!
例8、一个人把重为80N 的水桶从井里匀速提升到地面。

已知水桶被提起的高度为8m ，水桶到地面后，人又提着水桶沿着水平地面匀速前进20m,求人对水桶一共做了多少功
例9、如图所示，工人用滑轮组提升重240N 的物体，所用的拉力为150N ，物体在5s 内匀速上升lm ．求： (1)有用功；
(2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率．
"
例10、某工地用图11-70所示的滑轮组匀速提升质量为500kg 的物体，在重物上升0.8m 的过程中，拉力F 的功率为2500W ，此时滑轮组的机械效率为80％，求： (1) 滑轮组做的有用功(g 取10N ／kg)。

(2) 重物上升的速度。

)
例 11、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。

不计绳重和摩擦，物体重G 1从200N 开始逐渐增加，直到绳子被拉断。

每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。

图乙记录了在此过程中滑轮组的
机械效率随物体重力的增加而变化的图像。

(1)每个滑轮重多少N
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N
(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N
?
$
例12、小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图18中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。

用此滑轮组将重为的物体匀速提起时，拉力的功率为，滑轮组的机械效率为75%。

（忽略摩擦及绳重）
求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于的重物时，其机械效率将如何改变说明理由。

，
例13、某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。

（1）他所选的器材少了___________
（2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作
A．将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计B．记下钩码和弹簧测力计的起始位置
&
C．向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数
D．测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离
E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。

上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是_______________________________
滑轮组组成钩码重
G/N
钩码升高
h/m
弹簧测力计示
数F/N
绳子自由端移动距
离s/m
机械效率η
一个定滑轮一个
动滑轮
（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出}。