江苏省重点中学中考物理总复习 11简单机械和功文档格式.docx
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二是_____________________．
10．物理学中，将________________________________________叫功率，用符号____表示，它是表示物体_______________的物理量．功率的国际单位是__________，常用的单位还有_________、_________，计算公式是P=_______，根据W=Fs和s=vt，还可推导得出公式P=_____________．
11．对人们有用的功，叫_________，用符号_________表示．对人们无用的，但不得不做的功，叫________，用符号_________表示．动力所做的功，叫________，用符号_____表示，它等于_________功和__________功之和．
12．物理学中，将________________________的比值叫做机械效率，用符号______表示．计算表达式为η=________．机械效率是机械性能的一种指标，对于实际机械来说，它总小于________．
13．提高机械效率的基本途径是：
一是增大__________，二是减小_________．当用滑轮组起吊重物时，要提高滑轮组的机械效率，办法有：
增大__________，或减少________，还可减少滑轮与轴之间的摩擦、绳重等．
[学法指导]
1．会画杠杆的力臂，会正确判断动力、阻力的方向
（1）画力臂：
“一点、二线、三垂直、四标号”．指先找准支点的位置，再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线，然后分别作出从支点到这些力的作用线的垂线，该垂线的线段长度就是相应力的力臂，并用对应的符号来表示．
（2）判断动力、阻力的方向；
动力是指使杠杆转动的力；
阻力是指阻碍杠杆转动的力．两者都作用在杠杆上，但使杠杆的转动效果相反．需提醒的是：
无论是动力还是阻力，它们的作用点都应在杠杆上．
2．分清杠杆、定滑轮、动滑轮与滑轮组的特点
名称
特点
杠杆
省力费距离，费力省距离，或既不省力也不费力、既不省距离也不费距离
定滑轮
不省力，但能改变施力的方向，实质是等臂杠杆
动滑轮
省一半力，但不能改变施力的方向，实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
滑轮组
既省力，又可以改变施力的方向
3．正确把握功和功率的概念
（1）功是由两个因素决定的，一个是作用在物体上的力，另一个是物体在力的方向上通过的距离，两者缺一不可．若物体没有受力的作用，由于J质性移动了一段距离，则不做功；
若物体虽受到力的作用，但没有运动，则不做功；
若物体受到了力的作用，也通过了距离，但物体受到力的方向跟它运动的方向垂直，该物体在力的方向上没有通过距离，则也不做功．
（2）功率是表示物体做功快慢程度的一个物理量，它的大小与做功的多少和时间有关，在相同时间内做功多的功率就大；
在做功相同时，做功时间少的功率就大．
4．理解影响机械效率的因素
（1）概念：
有用功与总功的比值叫机械效率，有用功占总功的比值越大，机械效率越高．
（2）主要影响因素：
所提升重物的自重、机械自重和摩擦．比如，同一动滑轮挂不同的钩码（G物不同）提升相同的高度时，可以近似认为额外功不变．在此前提下，所挂钩码越多，有用功越大，机械效率越高．用不同动滑轮（G动不同）提升相同的钩码，若升高的高度相同，则有用功相同，此过程中所做的额外功主要为提升动滑轮自重和克服摩擦所做的功之和，额外功越小，机械效率越高．
（3）使用滑轮组提升重物时，计算机械效率：
方法一：
η=
×
100%=
100%
方法二：
在不计绳重和摩擦的条件下，
100%
（4）机械效率与功率都是反映机械性能的重要指标，但两者没有必然的关系，功率大的机械，它的效率不一定就高，反之亦然．
[例题分析]
例1如图所示，画出下图中各力的力臂．
分析：
本题要充分理解杠杆的一点（支点）、二线（动力作用线、阻力作用线）、两臂（动力臂、阻力臂）．其中，力的作用线就是通过力的作用点、沿力的方向所画的直线，力臂是指从支点到力的作用线的距离．解答时，要注意画力臂的画法：
“一点、二线、三垂直、四标号”，要防止把杠杆的长当成杠杆的力臂长，或把“从支点到力作用点的距离”当成“从支点到力作用线的距离”等．
解答：
（请把正确答案在图中画出）
例2如图所示，用羊角锤把木板上的钉子用最小的力拔出来，O为支点，请在A点画出该最小动力F1以及阻力F2（请保留作图痕迹）．
根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，要使动力F1最小，其对应的力臂应最长．在杠杆上某点用力时，以支点与该点的连线作为该力的力臂是最长的，另外还应注意的是动力与阻力的作用效果要相反．此题以O点为支点、A点为动力作用点，所以连接OA，过A点作垂直于OA且方向向右的力，即为最小的动力F1．阻力F2是锤尖受到钉子的阻碍产生的力，即钉子对锤尖的力，该力作用在锤尖，方向是沿钉子的方向向下．
例3如图所示，甲、乙两名运动员，甲比乙高，如果他们都从地面抓举起相同重力的杠铃，所用时间也相等，则对杠铃（）
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙的功率较大
此题中甲、乙两名运动员都是通过抓举对杠铃做功，也就是克服杠铃重力做功，根据做功的两个必要条件“一个是作用在物体上的力，另一个是物体在力的方向上通过的距离”可知，甲、乙两名运动员抓举的杠铃重力是相等的，由于甲比乙高，则甲运动员比乙运动员在重力的方向上通过的距离长，所以甲做功较多．又由于用的时间是相等的，则甲运动员比乙运动员的功率大．
例4用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为______N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.lm，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为______%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：
_________________________________________________．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
实验序号
钩码悬挂点
钩码总
重G/N
钩码移动
距离h/m
拉力
F/N
测力计移
动距离s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论?
答：
______；
请简要说明两条理由：
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________．
（1）根据图示正确读出弹簧测力计的示数，再根据有用功、总功、机械效率的概念和公式可以算出此杠杆的机械效率;
当用杠杆提起钩码时，又不得不克服杠杆自重、克服摩擦力等做功，而做此部分功就是额外功．
（2）在分析表格中数据找规律时，实验的次数至少要三次，用来排除实验结论的偶然性.另外，实验结论的正确与否还与实验的方法、操作过程等有关，此题在操作中，未控制两次实验时钩码所挂位置相同．
例5某建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处.某同学设计安装了如图所示的装置，已知每个滑轮重100N．工人利用该装置每次提升一块重900N的建材，该工人拉绳子的速度是0.8m/s，若不计绳重和摩擦，则在施工过程中：
（1）该装置的机械效率是多少?
（2）工人提升建材的功率是多少?
（1）在使用机械的工作中，一定要分清什么是有用功、额外功和总功，然后求出机械效率．此题中，工人的目的是提运建材，所以克服建材重做的功是有用功，而克服动滑轮重做的功是额外功（不计绳重和摩擦），工人做的功（即拉力做的功）是总功．
（2）要弄清楚求的对象，工人的功率是拉力做的总功的功率，不是求有用功的功率．（3）用公式计算时，应先写出公式，再代入数据计算，同时还要注意单位的统一．（4）此题解法多种，注意优化．
[复习练习一]
1．如图所示，杠杆处于平衡状态，F的力臂是（）
A．OFB．OD
C．OCD．A
2．如图所示，下列工具使用时属于费力杠杆的是（）
3．作用在一杠杆上的动力为200N，阻力为600N．若阻力臂为30cm时，则动力臂应为
A．10cmB．15cm
C．20cmD．90cm
4．如图所示，一个重G=20N的物体在拉力F的作用下被匀速提升了20cm．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（）
A．F=10N，s=0.2mB．F=10N，s=0.4m
C．F=20N，s=0.2mD．F=20N，s=0.4m
5．如图所示，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则这一过程中（）
A．重力做的功一定为40JB．物体一定受到20N的摩擦力
C．物体一定运动了2mD．物体运动了1m
6．一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚
动了30m．在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）
A．3000JB．50oJC．150JD．0J
7．某同学重400N，在体育中考“1min跳绳”测试中，她每次起跳的高度约0.05m，测试成绩是150次，则此同学在这段时间内的功率是（）
A．5WB．50WC．500WD．5000W
8．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（）
A．功率大的机械，机械效率一定高
B．做功多的机械，机械效率一定高
C．做相同的有用功，额外功少的机械，机械效率一定高
D．省力的机械，机械效率一定高
9．如图所示，粗略测量小刚同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是（）
A．小刚的质量B．小刚的身高
C．每次身体上升的高度D．做引体向上的时间
10．如图所示，小强正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O点是支点，A点为重心，他的体重为600N．此时，地面对手的支持力F的力臂是_______m，大小为_______N．
11．如图所示，小明的教室在五楼，通常他上楼需1.5min，有一次他跑步上楼只花了40s．这两种情况下，小明做的功是_________的，做功的功率是________的．（选填“相同”或“不同”）
12．如图所示，用一把弹簧测力计，人就可以拉起总质量为3t的大象和铁笼，是因为使用杠杆可以___________．图中，不计杠杆的自重，若l1：
l2=120：
1，则弹簧测斩的示数为____________N．
13．如图所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来，请在图中用笔画线代替细绳，画出符合要求的滑轮组绕线．
14．如图所示，小曼同学在学完杠杆的五要素后，画出了下图中各动力F1的力臂l1，请你判断是否正确？
甲：
_________；
乙：
丙：
________．不正确的，请直接在图中改正．
15．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示．为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向________（选填“左”或“右”）边旋一些．
（2）调好后，在不添加其他器材的情况下按图乙进行多次实验后，________（选填“能”或“不能”）得出杠杆的平衡条件，理由是_____________________________．
（3）某实验小组，按图丙所示进行实验，通过挂钩码分别改变F1、F2，并记录对应的l1和l2，小明通过观察以上实验装置，得出杠杆平衡的条件是：
“动力×
动力作用点到支点的距离=阻力×
阻力作用点到支点的距离”．你认为这个结论是否正确，怎么验证你的观点?
_________________________________________________
___________________________________________________________________．
16．如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．她按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示．
实验
序号
钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
测力计示
数F/N
测力计移动
距离s/m
甲
0.98
0.2
乙
1.02
丙
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计拉力的方向，可知：
使用定滑轮的好处是___________________．
（2）比较测力计拉力的大小，可知：
使用动滑轮的好处是___________________．
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：
使用动滑轮________________．
17．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
物重
物体上升的
高度h/cm
测力计的
示数F/N
的距离s/cm
η
6
3
2.5
9
80%
5
15
24
分析表中数据，回答以下问题：
（1）表中有两个数据的记录漏填了，请补上．
（2）分析表中数据可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度________（选填“有关”或“无关”）．
（3）当他用此滑轮组提起10N重的物体时，该滑轮组的机械效率_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
18．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm．已知拉绳子的力F为500N，在提升重物的过程中：
（1）做的有用功是多少焦?
（2）滑轮组的机械效率是多大?
（3）拉力F的功率是多少瓦?
[复习练习二]
19．如图所示，小明正在用钓鱼竿钓一条大鱼．下列说法正确的是（）
A．钓鱼竿是个省力、费距离的杠杆
B．钓鱼竿是个费力、省距离、也能省功的杠杆
C．鱼的重力是杠杆受到的阻力
D．通常以小明的右手所握处为支点，则动力的方向向上
20．如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力一位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示．据图可知金属杆重（）
A．5NB．l0NC．20ND．40N
21．如图所示，某同学把实心球掷向远处，以下说法中正确的是（）
A．球被举在头顶时，该同学对球做了功
B．球被掷出手前，该同学对球做了功
C．球被掷出手后，该同学对球做了功
D．球被掷到远处整个过程中，该同学一直对球做功
22．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC用相同的时间从底部匀速拉到顶点A（不计空气阻力），已知AB>
AC，施加的拉力分别为F1、F2，则下列说法中正确的是（）
A．F1比F2做功要少，F1做功慢
B．F1比F2做功要多，F1做功快
C．F1与F2做功相等，F1与F2做功一样快
D．F1与F2做功多少无法判断，F1与F2做功快慢也无法比较
23．举重是我国的优势体育项目．某运动员先后举起甲、乙两个不同的杠铃，所做的功W与杠铃上升高度h的关系图像如图所示，则甲、乙两个杠铃的重力大小关系是（）
A．G甲>
G乙B．G甲<
G乙C．G甲=G乙D．条件不足，无法判断
24．用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）
A．甲滑轮组较省力，机械效率较高
B．乙滑轮组较省力，机械效率较高
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不等
25．如图所示，在某建筑工地上工人用独轮车运送砂石，砂石与车子的总重G为600N，重心在B点，O点为车轴．则工人将车把抬起时对车所施加竖直向上的力F为_______N；
运送中要想使F更小一些，你的建议是_____________________________________．
26．如图甲所示，小华用水平力F拉着木箱在水平方向上运动了距离L，则小华对木箱所做的功为W1=________．小明沿如图乙所示的斜面用同样大小的力F拉着同样的木箱在力的方向上也运动了距离L，小明对木箱所做的功为W2．则W2_____W2（选填“>
”、“<
”或“=”）
27．爱文明、讲卫生，我们要勤剪指甲常洗手．如图甲所示是我们常用到的指甲钳子，请在图乙中杠杆ABC上画出最小动力F1和阻力F2的示意图（以C为支点）．
28．某实验小组的同学在探究斜面的机械效率时，他们用弹簧测力计拉着小车沿斜面向上运动，收集了下表中的实验数据：
斜面的
倾斜程度
小车重力
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长
s/m
较缓
2.2
45%
较陡
0.5
3.6
69%
最陡
4.2
83%
（1）分析上表中的数据得出：
当斜面_________时，越省力．
（2）分析上表中的数据还可得出：
当斜面_____________时，斜面的机械效率最大．
（3）该小组又做了第4次实验：
他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别为0.5m和lm，用弹簧测力计拉着这个小车沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时弹簧测力计的示数为4.5N，则他们测出斜面的机械效率为_________．把第4次与第_________次的测量结果相比较，才能初步得出：
当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小．
29．如图所示，某班级组织课外活动，从一楼登上三楼，看谁的功率最大．为此，小明列出了以下需要测量的一些物理量：
①一楼地面到三楼地面的高度h；
②从一楼到达三楼所用的时间t；
③每个同学的质量m；
④一楼到三楼楼梯的总长度L．问：
（1）小明的计划中必须要测的物理量是：
___________（填序号）．
（2）小明还想测出自己准确的上楼功率，需要的器材：
________、_______、_______．
（3）请帮小明在下面虚线框中设计出测功率时记录数据的表格．
（4）若用小明计划中所列的物理量的符号进行计算，那他登楼的功率表达式为：
P=_________________．
30．为了将放置在水平地面上、重G=100N的建筑材料提升到高处．小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置．当他用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，建筑材料的速度v和上升高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示．为了方便计算忽略摩擦和绳子的重力．求：
（1）在0~1s内，克服建筑材料自重做的功．
（2）在1s~2s内，拉力F做的功．
（3）在2s~3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率．
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