初中物理简单机械和功教案
简单机械和功
一、 基础必备
1. 重点：
力臂的知识，杠杆的平衡条件及应用，滑轮及滑轮组省力情况，会画滑轮组的装配图，
设计滑轮组。
2. 难点：
正确画好力臂，确定滑轮组省力情况，设计滑轮组。
二. 知识回顾：
（一）杠杆
杠杆形状不一定都是直的。
1. 力臂：从支点到力的作用线的距离。
先画力的作用线：过力作用点沿力方向引的直线。
再画力臂：过支点到力作用线的距离。
力臂直接影响杠杆作用效果。
力臂可能是0，力臂为0，说明这个力不能使杠杆转动。
（注：实验时候的调平实际上就是让杠杆自重的重力力臂为0）
2. 杠杆平衡条件：2211l F l F ?=?
平衡是说杠杆在力作用下，处于静止不动或匀速转动。
1
221l l F F =作用在杠杆上的动力和阻力之比与其力臂成反比。 易错典型题：
如图6—1所示，慢慢地把一根电线杆竖起，如力的方向总是与电线杆垂直，那么在电线
杆竖立的过程中，力的大小将 。（填“变大”、“变小”、“不变”）
3. 杠杆的重新平衡（调节之后只要满足杠杆平衡条件就仍然可以平衡）
已平衡的杠杆，由于条件发生变化，重新使它平衡，称杠杆再平衡。
（1）增减动力臂和阻力臂：已平衡的杠杆、动力臂和阻力臂各自增减几倍时，杠杆可仍能
平衡，若动力臂和阻力臂增减相同的大小，一般杠杆不能再平衡。
（2）增减动力和阻力：已平衡的杠杆、动力、阻力各自增减几倍时，杠杆仍能平衡，若动
力、阻力增减相同大小，杠杆一般不再平衡。
（3）移动支点：支点移动后，杠杆仍能满足平衡条件，2211l F l F ?=?才能平衡。
（4）由浮力影响（选讲）：杠杆两端各挂A 、B 两实心金属块，处于平衡状态，当把A 、B
两物同时浸没液体中时，杠杆是否还平衡？
如果A 、B 两物是同种物质，同时浸没同种液体时，杠杆能平衡。
当3241ρρρρ<时，A 下沉。
当3241ρρρρ>时，B 下沉。
当3241ρρρρ=时，仍平衡。
（二）滑轮
定滑轮：不省力，改变力的方向。实质：等臂杠杆。
动滑轮：省力一半，不改变力方向。变质：动力臂=2阻力臂。
滑轮组：即可改变力大小，又改变力方向。
滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。
注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数
绳子股数时，不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数拉动滑物F G G n +=
再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定
滑轮的个数。 动滑轮个数：2
n N =
动（n 为偶数时） 21-=n N 动（n 为奇数时） 4．当一个力作用在物体上， 物体在这个力作用下_____，这个力的作用就______，力学里
就说这个力______， 所以力对物体做功必须具备的两个因素是______力和物体在力的方向
上通过的______。如果物体靠惯性运动一段路程或物体受力作用，但保持静止或物体运动的
方向与所受力的方向垂直，都不具备做功的两个______，我们就说没做功，或说成做的功
______。
5．功等于______跟物体在______的方向上通过的路程的______，功的大小用公式W=______
来计算，在国际单位制中，力的单位是______，路程的单位是______。功的单位是______，
它有一个专用名称叫做______。把一个鸡蛋举高2 米做的功大约是______焦耳。
6．大量实验告诉我们：使用机械时，人们用机械所做的功，都______不用机械而直接用______
的功，也就是说，使用任何机械都______，这个结论叫做______，斜面也是一种可以省力的
简单机械，斜面公式______。
7．使用机械时，对人们______叫有用功， 人们不需要， 但又不得不做的功叫______，总
功是______的和，有用功与总功的______ 叫机械效率，计算公式η=______。
8．功率表示______的物理量。物体在______ 完成的功叫功率， 功率的公式P=______，在
国际单位制中功率的单位是______，它有一专用名称叫_____，100瓦特=______焦耳/秒,表
示______。
基础练习题:
1．一根扁担长2米，A 端加挂600牛的重物，B 端加挂200牛的重物，若不计扁担重，为使扁
担平衡，挑扁担者的肩应距A 端______米，如果均匀的扁担重50牛，肩应距A 端______米。
2．一位重600N 的同学背着重40N 的书包站在匀速行驶的公共汽车上，当汽车水平驶过100m
的距离时，该同学对书包所做的功为______J ，汽车底板的支持力对同学所做的功为______J 。
3．甲、乙两同学体重之比是4∶5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7∶8，那么甲和
乙做功之比为______，功率这比为______。
4．如图所示，拉力F=200牛，拉着物体A 以3米/ 秒的速度在水平地面上匀速运动，则物体B
运动的速度为______米/秒，若物体B 与水平地面间的摩擦力为90牛，则水平地面与物体A 间
摩擦力为______牛，拉力F的功率为______瓦。
5．要用15牛的力刚好提起重为20牛的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种（不计机械本身重和摩擦）（）
A．杠杆B．一个定滑轮
C．一个动滑轮D．一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
6．重为G的均匀棒悬于O点成竖直，现在P端施水平拉力F,让棒缓慢转过θ角，如图所示，则在转动过程中（）
A．拉力不做功，拉力大小不变B．拉力要做功，拉力逐渐减小
C．拉力要做功，拉力逐渐增大D．拉力不做功，拉力逐渐增大
7．如图所示，一根均匀杠杆处于平衡状态，支点在中央，现把右端截出一部分重叠在上面则（）A．左端下降B．右端下降C．保持平衡D．无法确定
8．一颗质量为20g的子弹从枪堂中水平射出，子弹在枪内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，射出后子弹在空中飞行1200m，则气体对子弹做的功是（）
B.120J
C.360J
9．利用图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则（）
A．甲滑轮组的机械效率高B．滑轮组的机械效率一样高
C．F1做功的功率大D．F2做功的功率大
10．一台抽水机的功率是1.2千瓦，它在5分钟内做功多少焦耳？这些功可以把重多少牛的水抽到20米高的水塔上去？（取g=10N/kg）
【中考链接】
1．（2002 黄冈市）如图是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
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
2．（2000 徐州市）一根长2m的杠杆AB（杆重可以忽略不计），A、B端分别挂有重力为90N和30N的物体，要使杠杆处于平衡状态，支点O应放在离A端______m的地方。
3．（2002 厦门市）如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂重物，为了提高重物，用一个始终跟直杆垂直的力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
4．（2001 成都市）如图所示，物体A重20N，静止在水平面上，滑轮重2N，弹簧测力计的示数为18N，那么，水平面对物体A的支持力大小是______N，方向__________。
5．（2000 乌鲁木齐）建筑工地上，起重机将1000N的重物竖直向上匀速提升10m后，又将重物水平移动了5m，在整个过程中，当物体向上运动时，拉力做功______J，当物体水平移动时，拉力的功______J。
6．（2000 山西省）如图所示，绳子的一端固定，另一端过一个重为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拉动了一段距离S，在此过程中拉力F所做的功为（）
A．FS B．GS C．2FS D．（G+F）S
7．（2001 天津市）用如图所示的滑轮组（绳重及摩擦阻力不计），把重为600N的物体匀速提高2m的过程中，拉力F1做的功为1440J，若用此滑轮组以3m/s的速度匀速提高重为1200N的物体，拉力F2的功率为多少？用这个滑轮组匀速提升600N重物和1200N重物两种情况时，机械效率之
比是多少？
8．（2003年，盐城市）图中的工具属于省力杠杆的是（）
9．（2003年，南京市）如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（）
A．80N B．60N C．40N D．20N
10．（2003年，天津市）如图所示的轻质杠杆，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
11．（2003年，湖北黄冈）在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这--问题，如图所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了。该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）
A．转轴一虎口一套管 B．小铲一套管一虎口
C．小铲一虎口—套管 D．虎口一转轴一套管
12．（2003年，广东省）图中是一台常见案秤的示意图。下列关案秤和天平的说法中，正确的是（）
A．天平没有游码，而案秤有游码
B．天平没有砝码盘，而案秤有砝码盘
C．天平是等臂杠杆，而案秤是不等臂杠杆
D．天平可以通过平衡螺母调节横梁平衡，而案秤不能调节
13．（2003年，四川省）甲是一个金属扳手，乙是一双竹筷，请你：
（l）从力学知识角度分析，写出它们的一种不同之处：______________________________；（2）从电学知识角度分析，写出它们的一种不同之处：____________________________。14．（2003 厦门市)一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ) A．在粗糙地面上做功较多 B．在光滑地面上做功较多
C．两次做功一样多 D．无法判断
15．（2003 广东)图中所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功是（ ) 16．（2003 江苏扬州)大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如左下图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功?
A．200J B．300J C．400J D．．500J
17．（2004 南京）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下：
（1）此实验所用滑轮的个数至少是个，其中动滑轮有个。
（2）实验中应拉弹簧测力计
（3）第一次实验测得滑轮组的机械效率为，第二次实验测得滑轮组的机械效率(选填"大于"、"小于"或"等于")第一次的机械效率。
18．（2004 启黄）在“测滑轮组的机械效率”的实验中：
（1）弹簧秤若不是在“匀速拉动”时读数，而在静止时读数，则实验结果比真实值偏
（2）若所用滑轮个数越多，则η
（3）若滑轮组不变，所挂钩码个数越多，则η (假设不计摩擦)
19．(2004 武汉)如图所示，用一滑轮组拉着重8×104N的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为80%，试求：
(1)拉力F为多少牛?
(2)若汽车移动的速设为0.2m/s，lmin内拉力F做了多少焦的功?(机械自重不计，绳足够长) 20. (2005泰州)人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动. 如图2所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力. 由图可以看出，这是一个( )
A．费力、省距离的杠杆
B．省力、费距离的杠杆
C．既费力，也费距离的杠杆
D．既省力，也省距离的杠杆
21.（2005金华）如图所示利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20牛顿，绳与动滑轮间的摩擦及绳子重不计。第一次把重为100牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η1；第二次把重为200牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η2。则（）
A.η1＜η2
B.η1＞η2
C.η1＝η2
D.η1和η2的关系无法确定
22.（2005黄冈）日常生活中,我们经常需要搬运大小轻重不同的物件,如果用力的姿势不正确,就容易受伤.如图所示的四种搬运重箱子的姿势中,正确的是( )
23. （2005泰州）如图所示，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________.
24．（2005徐州）如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，哪一种方式更省力？请你具体说明原因。
25．（2005嘉兴）在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是（）
①用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率大小；
②都爬到杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小；
③爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较。
A.只有①
B.①②
C.①③
D. ①②③