简单机械和功知识点归纳-.doc

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1、杠杆：在力的作用下可以绕一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2、杠杆的5个要素：
①支点：杠杆绕着转动的点，用O点表示；
②动力：使杠杆转动的动力，用表示；
③阻力：阻碍杠杆转动的力，用表示；
④动力臂：从支点到动力作用线的距离，用表示；
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用表示
3、 画力臂方法：1）找支点2）画力的作用线3）通过支点向力的作用线画垂线
4）大括号，垂足符号，字母
4、杠杆平衡的条件（杠杆原理）：
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂即
杠杆静止或绕支点匀速转动时，说明杠杆处于平衡状态
5、杠杆平衡条件的计算：
6、杠杆平衡的条件实验
7杠杆的分类与应用
名称
结构特征
特点
应用举例
省力杠杆
动力臂 > 阻力臂
省力、费距
扳手、动滑轮、钢丝钳
费力杠杆
动力臂 < 阻力臂
费力、省距
理发剪刀、钓鱼竿、筷子、船桨
等臂杠杆
动力臂 = 阻力臂
不省力、不费距
天平、定滑轮

杠杆

1、定滑轮：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
③特点：使用定滑轮不能省力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SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)
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。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1/2G
只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F=1 / 2(G物+G动)
绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
滑轮组：
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1 / n G 。
只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1 / n (G物+G动)
绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④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。

简单机械和功
简单机械和功

F1
l1
F2
l2

滑轮

1、功W：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简称做了功。
2、计算公式：。
3、单位：焦耳（焦）； 符号：J； 即：
4、 做功的两个必要条件：①对物体要有力的作用；
②物体要在力的方向上通过一定的距离。

：

功

1、 功率：单位时间内所做的功。
物理意义：表征力做功快慢的物理量。
2、 计算公式：；
3、 单位：瓦特（瓦）； 符号：W； 即
单位换算：，

功率

简单机械和功
机械效率

（一）机械效率
1、有用功：为达到目的所做的功
1、 额外功：不需要但不得不做的功
2、 总功：使用机械所做的功
3、 机械效率：有用功与总功的比值。

即：
4、 机械效率总小于1。

（二）探究测滑轮组机械效率
1、 实验原理

只忽略轮轴间的摩擦W有用=GhW额=G动h、W总=FS
ɳ=
2、实验器材：弹簧测力计、刻度尺
3.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
4.操作注意点：（1）匀速竖直向上拉动弹簧测力计.
（2）不能在静止时读弹簧测力计的示数，
应在匀速拉动过程中读数.
5. 相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，但提升相同的重物时，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。

但提升相同的重物时，动滑轮越多效率越低

简单机械和功
1、 画力臂练习
方法：1）找支点2）画力的作用线3）通过支点向力的作用线画垂线4）大括号，垂足符号，字母

2、最小力画法练习
1） 支点与杠杆末端相连
2） 力垂直于杠杆末端

从A点搬动柜子
从M端抬起均匀木棒 把水倒入杯中

3、杠杆平衡条件的计算：

例题1.假如在一跷跷板中大人重750N，小女孩重250N。当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？

例题2.如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知0A=0.3cm，OB=0.2cm,在A点处悬挂一重物G，质量为2kg，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，此时拉力F为多少？

例题3.如图：OB=2BA，物体重为60N，不计杠杆自身重力，绳与杆的夹角为30℃，则绳的拉力为多少？

4、杠杆平衡的条件实验
例题1.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母， 使杠杆在____位置平衡，这样做是为了便于测量____．如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向_____调节，此后在整个实验过程中，能否再旋动两端的平衡螺母？______．
下图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重均为0.5N，杠杆上刻线的间距为5cm，部分实验数据记录如下表:
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1

2
1
20

10
3
1
20
1.5
10

（1）请将表格中的实验数据补充完整．
（2）小明的第3次实验记录中有一个数据明显错误，它是_________，错误原因是_____________________．
（3）某次测量中，在如图14所示的条件下杠杆已处于平衡状态．若小明同时拿走两边下方的两个钩码，则杠杆的________左”或“右”）端将下沉．为使杠杆恢复水平平衡，小明应将左侧剩余的两个钩码移至________点处．

例题2.小明同学探究杠杆平衡条件：（不考虑杠杆自重和摩擦）
（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向______调，使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是_______________ 。
（2）三次实验数据记录表格如下：
实验序号
动力F1（牛）
动力臂L1（厘米）
阻力F2（牛）
阻力臂L2（厘米）
1
2
4
2
4
2
4
6
3
8
3

8
4
6

①小明用如图甲所示进行第3次实验，弹簧测力计的所示如图乙所示，则动力F1=_____N
乙
②分析三次实验数据，发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无损，原因可能是___________。
（3）小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第____次实验原理
甲

例题3.在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向____________调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是__________。
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码______个。
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是______。

例题4. 在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：
（1）实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向___旋一些（选填“左”或“右”），使杠杆在_____位置平衡。
（2）实验中，用图12所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式是不妥当的。这主要是因为（ ）A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多

（3）图12中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第______格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以平衡。
例题5.在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将右端的平衡螺母______（选填左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
第①次
第②次
第③次
第28题图
（2）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若将左侧的3个钩码该挂在D处，要是杠杆仍然保持平衡，则应将右端钩码该挂在 __ 处
（3）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若在左侧的3个钩码下添加1个钩码，要使杠杆仍然保持平衡，则应将右侧钩码改挂在 ______处
（4）分析有关实验数据，可得出杠杆平衡条件是：________

例题：在 “探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：
实验
序号
钩码
重/N
动滑轮
重/N
拉力/N
钩码上升的高度/m
测力计移动
的距离/m
有用功/J
总功
/J
机械效率
/%
①
4
0.5
2.3
0.2
0.4
0.8
0.92
87.0
②
4
0.9
2.5
0.2
0.4
0.8
1.0
80.0
③
6
0.5
3.3
0.2
0.4
（a）
（b）
（c）

（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a） ； （b） ； （c） ．
（2）通过比较 两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 （选填“有关” 或“无关”）．
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较 两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是 的（选填“正确” 或“错误”）．

《简单机械》单元练习题
一、单项选择题

5、用如图2所示的滑轮组在水平地面上匀速拉动物体A，已知拉力F＝6N，绳子的自由端的速度为0.2m/s。不计滑轮重、绳重和摩擦，则物体A受到的摩擦力的大小以及物体A的运动速度分别为（ ）
A 12N 0.1m/s B 3N 0.1m/s C 18N 0.6m/s D 12N 0.6m/s
6、用如图3所示的滑轮组匀速提升重物，绳重和摩擦均忽略不计。已知G=240N, F=140N，则动滑轮的重为（ ）A 100N B 50N C 40N D 无法判定

图2 图3
7、一同学要抬起一根粗细均匀，重800N的杠杆的一端，另一端不离地，他至少要用力（ ）
A、800N B、600N C、400N D、200N
9、下列做法中能够提高机械效率的是（ ）
A 增加有用功 B 减小机械间的摩擦 C 减小总功 D 使用最省力的机械
10、某人用同一滑轮组分别将两个质量不相等的物体，在相同的时间内匀速提升相同的高度（不计摩擦），则在两次提升物体的过程中（ ）
A 做的额外功相等 B 做的有用功相等 C 做的总功相等 D 机械效率相等
11、为了粉刷墙壁，需要将涂料运到5楼上去。工人师傅采用的方法有：①用人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去。在这几种方法中（ ）
A 最省力的是② B 最省力的是③
C 所做的有用功最多的是① D 机械效率最高的是③
12、用一个机械效率为70％的滑轮组，将重为2240N的货物匀速提起，所用的拉力为800N，则滑轮组至少由几个定滑轮和动滑轮组成（ ）
A 一个定滑轮和一个动滑轮 B 一个定滑轮和两个动滑轮
C 两个定滑轮和一个动滑轮 D 两个定滑轮和两个动滑轮
14、小明利用如图5所示装置沿水平方向匀速拉动一个重300N的物体，物体受到的摩擦力是12ON，如果该装置的效率为80%，则作用在绳端的拉力F的大小是（　　）
A．50N B．60N C．80N D．120N
15、用如图6所示的甲、乙两个相同的滑轮组，在相同的时间内，提起相同的重物，至同一高度，不计绳重及摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．F甲小于F乙 B．F甲做的功大于F乙做的功
C．甲、乙两个滑轮组机械效率相等 D．F甲做功的功率大于F乙做功的功率

17、n个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等．不计一切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为F，如图7所示。若在图示中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小为（　　）

图5 图6 图7 图8
二、不定项选择题
1、如图8所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为10s，动滑轮重100N，（不计绳重和摩擦）则提升重物的过程中正确的是（　　）
A．物体上升时，总机械能在增加 B．绳子自由端的拉力F大小为300N
C．物体上升的过程中，额外功为200J D．绳子自由端拉力F的功率为150 W
2、如图9所示，小华用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重150N B．人拉绳做功的功率为25W
C．若小华的体重为750N，则小华用这套装置提的最大物重为2100N
D．若用这个滑轮组提升1200N 的物体时，滑轮组的机械效率为88.9%
3、如图10所示，物体重150N，挂在杠杆中点，人用100N的竖直向上将物体提高0.5m，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人用的拉力所做的功为100J B．用杠杆提升货物所做的有用功为50J
C．额外功为25J D．杠杆的机械效率为75%

图9 图10 图11
4、如图11所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动．已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的功率是1W B．2s内绳子自由端移动的距离是1.2m
C．5s内拉力F所做功的大小是15J D．物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N
8、用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％。则下列选项正确的是（ ）
A 拉力的大小一定是125N B 有用功一定是150J
C 总功一定是250J D 动滑轮重一定是100N
9、如图12所示的装置，工人用250N的力将重为400N的物体匀速提升2m，下列计算结果正确的是（ ）
A 有用功是800J B 有用功是500J C 机械效率是80％ D 机械效率是62.5％
10、如图13所示，A物体在大小为10N的拉力F的作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动（不计滑轮与细绳的重力及摩擦），若A物体与桌面间的摩擦力为1N，下列判断正确的是（ ） A 拉力F做功的功率是3W B B物体的质量是2.7kg
C B物体上升的速度是0.1m/s D A物体运动1s，则B物体克服重力做功3J
11、甲、乙两个滑轮组如图14所示，其中每一个滑轮的重力都相同。用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A 若G1=G2，则拉力做的有用功相同 B 若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C 若G1>G2，则拉力做的有用功相同
D 用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

图12 图13 图14
12、为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图15甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。不计绳重和摩擦，则下列计算结果错误的是（ ）
A 0—1s内，地面对物体的支持力是10N B 1—2s内，拉力F做的功是187.5J
C 2—3s内，拉力F的功率是100W D 2—3s内，滑轮组的机械效率是62.5％

三、填空题
2、列车上有出售食品的手推车。若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是______（写出字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______，手推车可以视为______力杠杆。
3、某人用扁担担水，前面用大桶，桶和水共重250N，后面用小桶，桶和水共重200N，扁担长1.8m，为了保持平衡，此人的肩应放在离大桶 处；若再给大桶中加50N的水，为了保持平衡，此时人的肩应向 移动 m才可以。
5、已知斜面的长为5m，斜面高为3m。现在沿斜面将重为200N的物体匀速拉上斜面，所用的拉力为150N。则有用功是 J，该斜面的机械效率为 ，物体受到的摩擦力是 N。

四、解答题
1、用如图所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦，且每个滑轮的重力均相等。所提升的重物是边长为L=2dm、密度为2.5g/cm3的正方体大理石块。当F=60N时，石块恰好匀速上升。求：
（1）匀速提升大理石块时，滑轮组的机械效率是多大？
（2）当F=40N时，大理石对地面的压强是多大？

2、如图所示，小明用滑轮组将重500N的物体在10s内匀速提升了1.5m，每个滑轮重均为20N，不计绳重和摩擦求：
（1）小明受到地面的摩擦力的大小和方向。（2）小明做功的功率。
（3）滑轮组的机械效率。

4、 小雨通过如图甲所示的滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，她所用的拉力F与绳子自由端移动的距离S的关系如图乙所示。其中，物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85％。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
（1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？
（2）每个滑轮的重力是多少？
（3）物体在水中的浮力是多少？

5、 如图甲所示的滑轮组，不计绳重和摩擦，重物G从400N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到同样的高度。乙图记录了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。
求（1）当滑轮组的机械效率为40％时绳子的拉力
n％
（2） 动滑轮的总重力
（3） 绳子能承受的最大拉力
GN
3200
400
40
（4） 当滑轮组的机械效率为80％时物体的重力

O
B
A
C
D
6、如图为可绕o点转动的杠杆。在A端经过绳子作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分水平，保持重物静止不动。当使绳子绕A点从如图所示的虚线CD转动。讨论拉力F大小变化

9