简单机械总复习培优).docx

博文教育讲义课题名称：功和机械能简单机械

学习目标

1、理解掌握功、功率的定义及其计算；掌握机械能及相互转化；

2、理解掌握杠杆、滑轮、滑轮组等知识点；

3、知道什么是机械效率 , 它的大小与那哪些因素有关；

4、找出各知识点之间的内在联系，构建知识体系。

教学过程

知识回顾课前热身

一、功：

1、功的理解：功是一个过程量，所描述的是在力的作用下，物体沿力的方向所移动距离的累积效应。

2 、做功的两个必要因素：（ 1）；（2）

3、功的计算公式：

二、功率：

1、定义：

2、意义：表示的物理量

3、功率计算公式：

三、功的原理：使用任何机械都不能节省。

四、杠杆

1、定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

2、五要素──组成杠杆示意图。

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。

②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。

画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。

3、杠杆的平衡条件：

杠杆平衡指：杠杆的平衡是指杠杆处于静止状态（静平衡）或匀速转动状态（动平衡）

结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或F1l

。1=F2l 2

4、杠杆的应用和分类：

名称结构特征

优缺点应用举例

省力动力臂大于阻力臂

省力、费距离

撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车

杠杆

费力动力臂小于阻力臂

费力、省距离

缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆

杠杆

等臂动力臂等于阻力臂

不省力不费力

天平，定滑轮

杠杆

五、滑轮

1．定滑轮：

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮既不能省力也不省距离，但是能改变动力的方向。 ④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 l

义：和重物一起移动动，也可

左右移动）

② 实 A

质：动滑轮的实质是：B

的省力 O

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。

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= 1

（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 ） , 即 S F ＝ 2S G ， v F ＝ 2v G

三、滑轮组

F 1

l 2

1、定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

l 1

2、特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮

F 2

的滑轮。（可上下移

F 1

动力臂为阻力臂 2倍

组时，若有 n 段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的 n 分之一，即

G 物（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）

。

注意：如果不忽略动滑轮的重量则：

F G 物 G 滑

3、动力移动的距离 s 和重物移动的距离 h 的关系是：使用滑轮组时，滑

轮组用 n 段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离

的n 倍，即 s=nh。如下图所示。（n 表示承担物重绳子的段数）

4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：V绳nV物

n=n=n=n=n=n=

F s=2h s=3h s=3h s=4h s=4h F s=5h

F F

D F F

A B C E F

5、滑轮组的组装：（1）. 根据F 1

G 的关系，求出动滑轮上绳子的段数n

n；（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。

确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶

W 有

W 总

数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增

加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇动偶定”的规则，由内向外缠绕滑轮。

6、机械效率：有用功和总功的比。公式：

例题辨析推陈出新

例1. （1）请在图中画出用此杠杆提升物体时的最小力的示意图（ O为支点）（2）如图所示， O为杠杆 OAB的支点，请画出物体受到的重力示意图

和杠杆 OAB所受拉力 F 的力臂．

（3）根据图示要求，画出滑轮组的绕法。

[ 变式练习 1] 画出使杠杆 AB在图所示位置静止时所用最小力 F 的作用点和

方向。

例 2. 如下图所示的四种场景，没有做功的是

A．用木棒翘起石头 B.塔吊吊起重物

C．正在作业的拖拉机D．提着水桶水平走，提桶的力

[ 变式练习 2] 起重机将 1000N的重物匀速竖直提升了3m后，又把重物水平移动了 1m，则起重机对重物所做的功是（）

A．1000J B．2000J C．3000J D．4000J

[ 变式练习 3]变式练习2如图所示，为运动员投掷铅球的过程

示意图 , 下列有关说法错误的是（）

A.在 a 到 b 的过程中，运动员对铅球做了功

B.在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做功

C.在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功

D.在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不断的变化

例 3、关于功率以下说法中正确的是（）

A．据 P=W/t 可知，机器做功越多，其功率就越大

B ．据 P=W/t 可知，机器做功时间越长，其功率就越小

C．机器功率大，则做功快，做功一定多

D．机器功率小，则做功慢，做功可能多

[ 变式练习 4]对于功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（）A．机械工作时的功率越大，其工作时机械效率一定越高

B．机械工作时的功率越大，其工作时一定越省力

C．机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高

D．机械工作时越省力，其机械效率一定越高

例4、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）

匀速提起相同的重物．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率一样大

D．乙图省力，机械效率乙图大

[ 变式练习 5] 如图所示，物体 A 在拉力F1、F2作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离 s。试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小。（滑轮重、绳重及摩擦不计）（）

A、F11

F2， W1W2 2

C、F11

F2， W1W2

B、 F1

F2， W1

D、 F1

F2， W1

例5. 如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个

滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连

接着弹簧测力计．当拉力 F 为 5 牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉

力再增加 5 牛时，下列分析正确的是（）

A．弹簧测力计的示数为 20 牛B．弹簧测力计的示数为 0 牛

C．木板仍向右做匀速直线运动D．小木块将保持静止

[ 变式练习 6]如图 6 所示，杠杆可绕O点转动，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置 A 拉到位置 B 的过程中，力 F（）A．变大B．变小C．不变D．先变大后变小

[ 变式练习 7]如图 7 所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测

力计拉力的方向，使其从① —② —③ ，此过程中，弹簧测力计的示数

将（）

A．逐渐变大B．逐渐变小

C．先变大后变小D．先变小后变大

例 6. 如图 8 所示， G1=20N，台秤示数 8N，不计滑轮重，物体 G2重 ()

A．2N B．18N C．28N D．20N

图

[ 变式练习 8]如图所示，物体重180N，动滑轮重 20N，绳重

图

和摩擦不计。人对动滑轮拉

图

力为 F，在 F 的作用下，物体以 0.1m/s 的速度匀速上升2m，则下

列说法正确的是（）

A．拉力 F 做的功为 400J B．动滑轮对物体做的功为720J

C．拉力 F 的功率为 40W D．拉力F的大小为90N

变式练习 9如图所示，小阳利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体 A 和物体B。当提升物体 A 时，滑轮组的机械效率为 75%，小阳对绳子的拉力为 F1；当提升物体 B 时，滑轮组的机械效率为 62.5%，小阳对绳子的拉力为 F2。已知小阳的质量为 65Kg，物体 A 的质量为 90Kg。假设在拉绳子的过程中，小阳对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和

摩擦。 g 取 10N/Kg。则下列说法正确的是（）

A．F1=500N

B．G B=600N

C．G动=200N

D．匀速提升物体 A 时小阳对地面的压力是50N

变式练习 10如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情

F 在1min内将总重为900N的泥土匀形。某次操作中，工人用400N的拉

力

速提升5m。在这段时间内（）

A．拉力F做的有用功 2000J

B．滑轮组的机械效率75%

C．动滑轮重 700N

D．拉力F做功的功率约 33W

变式练习 11一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动( 不考虑空气的阻力和钢索重力) ，货物运动的路程 (s) 一时间 (t) 图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（）

A．2s 时钢索的拉力大小等于8s 时钢索的拉力大小

B．货物竖直向上运动时， 4s 时的速度小于 10s 时的速度

C．0 至 6s 内钢索拉力做的功小于6s 至 12s 内钢索拉力

做的功

D．货物在 0 至 12s 内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变

变式练习 12用如图12所示的装置匀速拉起重为G的物体（不计摩擦、滑轮重及绳重），

拉力 F＝G。

变式练习 13如图，体重500N的人，要将G＝700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。

（1）如图甲，人站在地面上，至少要用 _______N的力拉绳。

（2）如图乙，人站在吊篮中至少要用 _______N的力拉绳。

变式练习 14如图丙所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，

拉力 F G 。

例 7. 如图所示，一轻质杠杆AO可绕固定转轴O转动， A端悬

挂一盏电灯，当绳子AB使杆处于图示的位置时， AB G

F G

长为 4m，OB长为 3m，绳子拉力为30N，则灯重为乙

图 12甲丙

N．

变式练习 15 物体 A 在滑轮组拉力的作用下，1s 内

沿水平地面匀速移动了 0.2m，弹簧测力计的示数如图所示，不计滑轮和绳重及轴摩擦，求：

（1）绳子自由端的拉力；

（2）物体 A 受到的摩擦力；

（3）滑轮组对物体 A 做功的功率。

变式练习 16如图所示，重物 A 是体积为 10dm，密

度为 7.9 ×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在

水中，始终未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重，要保

持平衡。（g=10N/kg）求：（1）重物 A 受到的浮力为

多少？

（2）作用于绳端的拉力 F 是多少？

（3）若缓慢将重物 A 提升 2m，拉力做的功是多少？

（4）若实际所用拉力为 300N，此时该滑轮的效率是多少？

课后作业巩固提高

1、一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200 牛和 300 牛的重物时，杠杆恰

好平衡．若将两边物重同时减少50 牛，则杠杆（?）

A．左端下沉B．右端下沉C．仍然平衡D．无

法确定

2、、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

3、有一架不准确的天平，主要是由于它横梁左右两臂不等长．为减小实验

误差，常用“交换法’ ’来测定物体质量，即先将被测物体放在左盘中，当

天平平衡时，右盘中砝码总质量为m1；再把被测物体放在右盘中，当天平平衡时，左盘中砝码总质量为m2，则被测物体质量的真实值为( )

4、如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置 A 拉至位置 B，力 F 在这个过程中（）

A．变大B、变小C、不变D．先变大后变小

5、如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当匀速拉动物体运动时，则分别作用于各绳端的拉力 F1 = N ，F2=N ，F3= N 。

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7、如图所示，重物 A是体积为 10dm，密度为 7.9×10 kg/m

的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平

衡，求：

（1）作用于绳端的拉力 F 是多少？

（2）若缓慢将重物A提升 2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（g=10N／kg）