九年级简单机械 功和能0教学指导Word格式.docx

九年级简单机械 功和能0教学指导Word格式.docx

《九年级简单机械 功和能0教学指导Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级简单机械 功和能0教学指导Word格式.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

F1l1＝F2l2或F1/l1=F2/l2。

（4）杠杆的类型

①省力杠杆：

动力臂大于阻力臂，此类杠杆平衡时，用较小的动力就能克服较大的阻力。

省力杠杆能通过费距离的代价来获得省力的效果，因此也叫费距离杠杆。

如开瓶盖的起子、拔钉子的羊角锤、老虎钳等。

②费力杠杆：

动力臂小于阻力臂的杠杆，此类杠杆平衡时，用较大的动力才能克服较小的阻力。

费力杠杆用费力的代价来获得省距离的效果，因此也叫省距离杠杆。

如镊子、缝纫机踏板、钓鱼杆等。

③等臂杠杆：

动力臂等于阻力臂的杠杆，因此它既不省力也不费力，既不省距离也不费距离，如天平、定滑轮等。

使用等臂杠杆一般是为了改变动力的方向。

2．滑轮

（1）定滑轮

在使用时转动轴固定不动的滑轮。

其实质是一个动力臂等于阻力臂的等臂杠杆。

因此使用定滑轮既不省力，也不费力，但可以改变动力的方向。

使用定滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离S等于物体升高h，即S＝h，绳子自由端移动的速度v端也等于物体升高的速度v物，即v端＝v物。

（2）动滑轮

使用时转动轴与重物一起移动的滑轮。

其实质是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。

因此使用动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的方向。

使用动滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离S是物体升高的高度h的两倍，即S＝2h，绳子自由端移动的速度v端也是物体上升速度v物的两倍，即v端＝2v物。

（3）滑轮组

由若干个定滑轮和动滑轮组成的，既能省力又能改变力的方向的装置。

使用滑轮组省力（或费距离）的情况不能机械地根据有几个动滑轮来判断，而要用承担阻力的绳子根数来确定。

若不计摩擦，阻力由几段绳子承担，拉绳子用的力就是货物和动滑轮总重量的几分之一。

使用滑轮组时，若动滑轮和重物由几段绳子承担，绳子自由端移动的距离S是物体被提起高度h（或移动距离）的n倍，即S＝nh，同样绳子自由端移动速度v端是物体移动速度V物的n倍，即v端＝nv物，这个关系与是否考虑摩擦等因素无关。

3． 

功

（1）功的定义

作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，即W＝Fs。

物体做功的多少只由F和s的乘积决定，而与物体的质量、物体具体的运动状态（匀速还是变速）、是否受摩擦等因素无关。

（2）功的两个必要因素

一是作用在物体上的力；

二是物体在力的方向上通过的距离，两者缺一不可。

（3）对公式W＝Fs的理解

功的计算公式为W＝Fs，在使用公式应注意：

①同时作用在物体上的力可能不止一个，要弄清哪个力在做功；

②物体在力F的作用下移动距离s的过程中，力的大小和方向始终不变地作用在物体上；

③公式中每个量都应采用国际单位。

4． 

功率

功率用来描写物体做功的快慢,单位时间里完成的功叫功率，即P＝W/t。

（1）从公式中可以看出，功率是由功W和时间t两个因素共同决定的，因此做功多功率并不一定大；

同样时间长功率也不一定小。

（2）由P＝W/t变形可得P＝W/t＝FS/t＝Fv，此变形公式给出了功率与力和速度的瞬时对应关系。

当P一定时，F与v成反比。

如汽车上坡时，由于发动机的功率一定，司机采用降低速度的方法来获得较大的牵引力，就是这个道理。

5． 

功和能

（1）能量

一个物体能够做功，这个物体就具有能量。

物体能够做的功越多，能量就越大。

能量的单位是焦。

（2）动能

物体由于运动而具有的能叫动能。

动能的大小与物体的质量和速度有关，物体质量越大、运动的速度越快，其动能也就越大。

（3）势能

重力势能：

物体由于被举高而具有的能。

物体质量越大、被举得越高，其重力势能就越大。

弹性势能：

物体由于发生形变而具有的能。

　　　　物体形变越大，其弹性势能就越大。

（4）机械能

动能和势能的总和。

物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总和可以保持不变，这就是机械能守恒定律。

6． 

功的原理

使用任何机械时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。

功的原理是一个普遍的结论，对任何机械都适用，它是机械的基本原理。

对于功的原理要做如下进一步的理解：

⑴当不考虑机械自重和摩擦时（即在理想情况下），由于所做的功都是“有用”的，此时使用机械所做的功等于不用机械而直接用手做的功。

W总＝W有用。

⑵当考虑机械自重和摩擦时（即在实际情况下），由于阻力包括“有用”部分和“额外”部分，此时使用机械所做的功大于不用机械而直接用手做的功。

W总＝W有用＋W额外。

7． 

机械效率

（1）机械效率η：

指有用功跟总功的比值，即η＝W有用/W总。

机械效率反映机械的性能，η越大，能量的利用率越高，即有用功在总功中所占比例越大越好，或者说额外功在总功中所占比例越小越好。

由于实际机械要考虑自重和摩擦等因素，因此实际机械的有用功总是小于总功，所以机械效率总小于100%。

（2）几个值得注意的问题

①机械效率的高低与机械省力的关系

机械效率的高低是指有用功在总功中所占比例的大小，是从功的角度出发。

机械是否省力是指动力与所受阻力比较的结果，是从力的角度出发。

两者讨论不同的问题，是两个不同的概念，不能认为效率主的机械一定省力；

同样也不能认为省力的机械，效率一定高。

②同一机械的机械效率是否一定。

同一个滑轮组在提升不同重物时，由于额外功基本不变，而有用功不同，所以机械效率是不同的。

提升的重物越重，机械效率越高。

③不同机械提升同一重物机械效率是否相同。

一般来说，机械越复杂，提升同一重物时机械的效率越低。

选择题

A.312牛　　B.200牛　　C.150牛　　D.120牛

[分析]　对于本题，很多同学可能会作如下解答，支点是B点，在A点作用一垂直杠杆向下的力FA,根据杠杆平衡条件：

FA×

AB＝FC×

BC，FA＝（BC/AB）×

FC＝/×

1560牛＝312牛。

实际上，杠杆在使用中是很灵活的，如本题也可把D点选作支点，在A点加一垂直杠杆向上的作用力F’a,同样可以撬动该石块。

此时，

FA＝（CD/AB）×

1560牛＝120牛＜FA

[解答]答案D。

2．如图所示，0是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持垂直的力，使杠杆由竖直位置缓慢地转动到水平位置，在这个过程中（　　）

A. 

杠杆始终是省力的

B. 

杠杆始终是费力的

C. 

杠杆是先省力后费力的

D．杠杆是先费力后省力的

[分析]　由于本题中的杠杆处于一个动态的过程，因此要分析其是省力杠杆还是费力杠杆就要弄清楚在整个动态的过程中力臂的变化情况。

杠杆在竖直位置时，动力臂为OA，阻力臂为O，动力臂大于阻力臂，此时只要用很小的动力，就可以使杠杆发生转动，故是省力杠杆；

当杠杆处于水平位置时，动力臂仍为OA，而此时阻力臂变为OB，故为费力杠杆。

综上可知：

此杠杆是先省力后费力。

[解答]　答案C。

3．如图所示，AB、AC是两个高度相同、长度不同的光滑斜面，有两块体积相同的铁块和木块分别从斜面AB和AC滑下，下列说法正确的是　（　　）

在A处铁块势能大，在斜面底端木块动能大

在A处铁块和木块势能相等地，在斜面底端铁块和木块动能相等

在A处木块势能大，在斜面底端铁块动能大

D. 

在A处铁块势能大，在斜面底端铁块动能大

[分析]　重力势能是由物体的质量和相对高度决定的，对于同在A处的铁块和木块，所在高度相同，但相同体积的铁块和木块，铁块的质量大，所以在A处铁块的重力势能大于木块的重力势能。

当它们滑到斜面底端后，由于斜面光滑，重力势能全部转化为动能，因此铁块的动能还是大于木块的功能。

[解答]　答案D。

4．关于力臂，下列说法中正确的是　（　　）

力臂一定在杠杆上

力的作用线通过支点时，力臂为零

从支点到阻力作用点的距离叫阻力臂

杠杆越长，力臂越大

[分析]本题应从力臂定义入手，力臂是从支点到力的作用线（不是作用点）的距离。

它不一定在杠杆上，故A、C、D错误。

由力臂定义可知，B支点在力的作用线上，距离为零，力臂为零。

[解答]　答案B

5．如图所示，OB:

BA＝2:

1，G＝60N，不计杠杆重力，则绳子拉力应为（　　）

A．80NB.40NC.60ND.120N

[分析]本题中，杠杆受两个力：

绳子对杠杆的拉力F（动力），G对杠杆向下的拉力（阻力）。

要求F。

由杠杆平衡条件可知F＝（Gl2）/l1，知道G，求F时，必须还要找到l1、l2的长度或l2/l1的比值。

由题图可知，l1＝（1/2）OA,OB＝2BA,则l2＝（2/3）OA,所以l2/l1＝（（2/3）OA）/（（1/2）OA）＝4/3,F＝（Gl2）/l1＝（4/3）G＝80N。

[解答]答案A

6.　用一始终与木料垂直的力F将木料的一端匀速提起，则在这端上升的过程中，力F将（　　）

A．变大　　　B.变小　　　C.不变　　　D.无法确定

[分析]F始终与木料垂直，说明动力臂l1始终不变，同一木料，阻力G不变，则由Fl1＝Gl2可知，G、l1不变，l2越大,F越大。

本题中，木料在竖起来的过程中，G的力臂l2变小，则F变小。

[解答]答案B

7.　甲、乙、丙三个相同的杠杆，每小格为,所挂物体的物重相等，三个杠杆分别在F1、F2、F3作用下处于平衡状态（如图所示）。

那么，这三个力中（　　）

A.F1最大　　　B.F2最大　　　C.F3最大　　　D.F1、F2、F3一样大

[分析]三个图中物重相同，即阻力一定，从图中可看出阻力臂也相同。

但动力的方向不同，所以要先确定力臂的大小。

F1垂直于杠杆，动力臂最长，而F2的力臂最短。

因此，根据杠杆的平衡条件可知，F1最小，F2最大。

8.在下列四种杠杆类简单机械中属于省力杠杆的是（　　）

A．天平　　　B.动滑轮　　　C.钓鱼杆　　　D.定滑轮

[分析]根据杠杆的平衡条件F2/F1=l1/l2可知，当动力臂l1大于阻力臂l2时，这样的杠杆就省力。

天平和定滑轮是等臂杠杆，钓鱼杆的动力臂小于阻力臂，所以费力省距离，只有动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，所以省力。

9.　如图所示，不计滑轮与绳子之间的摩擦和绳重，用向右的水平拉力F将重为G的物体向右匀速拉动，则地面对物体摩擦力的大小为（　　）

A.F　　　B.G　　　C　　　D.F/2

[分析]本题中滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点，可省一半力，但现用力F是作用在轴上，与物体连接的绳子受到的两个力平衡，故摩擦力f＝（1/2）F。

[解答]答案D

10.　一滑轮组承担动滑轮和货物的总重的绳子共4股，若一个动滑轮是10牛，作用在绳子自由端的力是100牛，摩擦不计，则货物重应是（　　）

A.380牛　　　B.400牛　　　C.200牛　　　D.220牛

[分析]由于动滑轮承担货物的绳子是4股，则绳子自由端的拉力F＝（1/4）G，而G是货物和动滑轮的总重，则G＝4×

F＝400牛。

根据题意，动滑轮至少有2个，则货物重G货＝400牛－20牛＝380牛。

11．关