简单机械与功汇总.docx
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简单机械与功汇总
简单机械和功（第1课时）
【复习提醒】
1.理解杠杆的五要素，会画杠杆的示意图；
2.理解杠杆平衡条件并会用杠杆平衡条件进行计算；
3.理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用；
4.知道利用斜面可以省力并会进行简单的计算；
【知识梳理】
1.物理学中将一根在的作用下，可绕一点的棒叫做杠杆；杠杆
（可以/不可以）是弯的；杠杆绕着转动的那个点叫，支点
（一定/不一定）在杠杆上。
2.力臂是指到的垂直距离，它总是（大于/小于/等于/
不大于/不小于）支点到力的作用点的距离。
3.动力是指杠杆转动的力，阻力是指杠杆转动的力，动力和阻力的作用点
（一定/不一定）在杠杆上，动力和阻力的方向（一定/不一定）相反。
4.杠杆时处于平衡状态，杠杆的平衡条件是（写
公式）；作用在杠杆上的动力X动力臂（一定/不一定）等于阻力X阻力臂。
5.在探究杠杆平衡条件的实验中有两次需使杠杆在水平位置平衡，第一次是为了
，第二次是为了。
6.轴的滑轮叫定滑轮，它实质上是一个的杠杆，它能
不能；轴的滑轮叫动滑轮，它实质上是一个的杠杆，它能,不能。
7.一般我们所说的滑轮组是由定滑轮和动滑轮共同组成，它（一定/不一定）省力，
它（一定/不一定）改变动力方向，它（一定/不一定）省功。
确定滑轮
组绳子的股数时，数上绳子的根数。
8.斜面是一个（省力/省距离/改变动力方向）的简单机械，日常生活中的应用有
【典型例题】
一、杠杆示意图作图
点拨：
学生最易错在力的作用点、力的方向的确定。
紧紧围绕基本概念即可。
例1.如图1,一个绕0点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力Fi的力臂，在图中
补全F2的力臂以及动力F1
二、五要素求解
点拨：
关键在于画出杠杆示意图，然后由图构建杠杆平衡方程即可。
例2.使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图2所示，若救援队员在撬棒D点
沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是点；若救援队员在撬棒D点沿Dh方向用力撬
起石块1,撬棒的支点是点；哪种更省力？
为什么？
例3.如图3所示，密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分0B是全尺长
的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚翘起，则此直尺受到的重力（）
A10NB、5NC、2.5ND、以上答案都不对
图1
三、最小平衡力求解
"找点、连线、作垂直、
点拨：
有支点和力的作用点明确或不明确之分，解题时一般分为:
定方向”四步
例4.如图4，画出抬起办公桌的一头所需最小力的示意图。
例5.如图5中的起瓶器，它属于杠杆（填“省力”或“费力”），它的支点是（填
AB、C或D）;若沿竖直方向用力开启瓶盖，在图中点用力最小（填AB、C或D）.
四、动态杠杆点拨：
通常取过程中的两个或三个瞬间作定态分析。
例6.如图6所示，轻质杠杆可绕0转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转
5.如图2所示，杠杆在物体A和力F作用下处于平衡，现在将力F方向改为沿虚线方向,要使杠杆仍保持平衡，必须是（）
A、F减小B、F大小不变C、F变大D、F小于物体重力6•如图3,斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小鑫和小穗分别用甲、乙
两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（A.甲方法不可以省力，但能省功B.
7•如图4所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕
过“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0点距离x的变化关系如图所示。
据图可知金属杆重（）
点为支点、动力作用在点、阻力作用在点时最省力.
A、BC三点受到的拉力
9•如图6,若不计滑轮和绳子的重力和滑轮转动的摩擦，则绳子
之比为
10.图7所示，重为100牛的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4米/秒的速
度作匀速直线运动，弹簧秤的示数为5牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与
滑轮间的摩擦。
则物体A受到水平面的摩擦力为牛；若物体A匀速运动2秒钟，绳子
11.一根2米长的硬杆AB水平放置，A端挂30N的物体，B端挂50N的物体，要使杠杆平衡支点应距A端多远？
若两端各增加10N的物体，为使杠杆平衡，支点向何方移动多少米？
12.如图8所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC
在图中位置保持平衡时所需的最小力的示意图。
13.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶，请在图中画出滑轮组
绳子的绕法。
14.以下是小怡和小远同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况：
⑴在进行实验时，应先调节杠杆使它在位置静止，在这一位置静
止的好处是。
若杠杆被支起后，左端高右端低，
则应进行的操作是。
⑵小怡在实验时，忘了一部分数据的记录，请你帮助完成下表：
次数
动力F1/N
动力臂11/m
阻力F2/N
阻力臂12/m
1
2
0.01
1
2
0.03
4
0.06
⑶实验时，老师只给小怡10个相同的钩码，当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时，
则为使杠杆平衡，小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码？
;
⑷当小远在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读
出对应的力臂，结果发现：
动力x动力臂工阻力X阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此
种情况不成立，你知道原因吗？
简单机械和功（第2课时）
【复习提醒】
1•理解功的概念，理解做功的两个必要因素；
2.理解机械功的计算公式，会应用功的公式进行计算；
3.知道做功的过程就是能量转化或转移的过程，会用功的原理进行简单的功的计算；
4.掌握功率的概念，会应用功率的公式进行较为复杂的计算；
5.理解机械效率的概念，理解有用功、额外功、总功含义，会应用机械效率的公式进行
计算；
6.会测滑轮组的机械效率。
【知识梳理】
1•做机械功的两个必要因素是力和距离；根据这个
分析O学生背着书包在教室里走时，该学生对书包（做功/不做功），②学生推讲
台却没有推动时，该学生对讲台（做功/不做功），P学生体育课上投掷实心球，
球在空中向前飞时，该学生对球（做功/不做功）。
2.功的主单位是，在用W=F・S进行计算时，F的单位取,S的单位取,W的
单位取;把物理书从地上拿到课桌上所做的功约J（0.15/1.5/15）
2.功率是表示做功的物理量，用来定义，
它与做功多少、做功时间长短（有关/无关），这种“比值法”的定义还学过
（举一例）。
3.人快步走路的功率大约0.15，它的物理含义是,
人正常骑车的功率约75，由此可见的锻炼效果更好。
4.有用功是指做的功，额外功是指做的
功，总功则是指做的功，效率是指的比
值，实际中的任何机械的机械效率总是（大于/小于/等于）1。
5.以用滑轮组起吊重物为例，额外功的来源主要是、、
，所以提高滑轮组的效率方法有、和。
【典型例题】
一、功和功率的计算
点拨：
关键在于功、力、距离、速度等要对应
例1.如图1所示是在水平面上移动重物的装置，若物重为600N,物体与地面间的滑动摩擦
力为120N,在水平拉力F的作用下，重物能沿水平地面以2m/s的速度做匀速直线运动。
（滑轮内部摩擦、绳和滑轮重不计）试求：
z
（1）拉力F的大小。
?
IV///A
（2）在5s内拉力F所做的功。
（3）拉力F的功率。
、机械效率计算点拨：
关键在于分清目的（有用）和实际（总）；解题过程中会出现3种不同状态：
理想（不
计摩擦和机械自重）/半理想（不计摩擦和绳重）/一般；解题的公式大多是由4.
个定义公式（功、功率、总功、效率）推导而来。
匚齐
例2•如图2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40s，人所用的拉力是400N,则拉力所做的总功为此滑轮/£
组的机械效率为此人的功率为。
不计绳重和摩擦，若用矗
此滑轮组提升重为1000N的物体上升时的机械效率为
【巩固训练】
1.重G的物体在水平地面上受水平向右的恒定拉力F作用时，由A
移动到B,又移动到C,如图3所示。
已知AB段较粗糙，BC段较
光滑，且BC=2AB。
设拉力F在AB段做功为W,在BC段做功为
A.W:
1:
1B.W:
1:
2
C.W:
2:
1D.少条件，不好判断大小关系
2.如图4所示是甲、乙两物体做功与时间的关系图像，则（）
6.
如图6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.a到b的过程中运动员对铅球做了功B.b到c的过程中运动员对铅球没有做功
C.c到d的过程中没有力对铅球做功D.a到d的过程中铅球运动状态在不断改变
7.关于机器的功率，下列说法中正确的是（）
A、机器的功率越大，做功越多B、机器的功率越小，做功越慢
C、机器的功率越小，机械效率越低D、机器的功率越大，做的有用功越多
&如图7,定滑轮重2N,动滑轮重1N。
在拉力F作用下，1s内将重8N的物体A沿竖直方向匀速提高0.2m。
如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（）
A、绳子自由端移动速度为0.6m/sB、滑轮组的机械效率为80%
C、拉力F的功率为1.8WD、拉力F的大小为5N
9.如图8所示，要粗测小越同学做“引体向上”时的功率。
下面所列的物理量中，不需要测量的是（）
A.他的质量B.单杠的高度
C.每次身体上升的高度D.做“引体向上”的时间
10.工人用如图9所示的滑轮组提升重物，在10S内将质量为100kg的物体匀速提升2m,
已知工人向下的拉力为500N,则下列说法错误的是（）
11•如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程
度的关系”实验时，得到如下实验数据.
（1）此探究实验是采用了的物理研究方法。
（2）请将上表中空格补充完整.
（3）请你根据表中的实验数据，得出实验结论：
面与血
小车的左
*1■面妁髙
宙用我F
机械就車
平面更角
力C/N
虔A/m
力f/N
S/m
陷/J
%
20"
2.1
0.09
0.6
0.5
0.}89
030
63
30°
2.1
0.21
]
0.5
0.441
0.55
30.2
4鉀
2.1
0.36
1.8
0.5
45a
■2”t
棉布面
0.36
2.0
0.5
0,756
1.00
75-6
结论一：
。
欧姆定律（第1课时）
【复习提醒】
1.能分辨常见导体、绝缘体；
2.了解影响电阻大小的因素；知道滑动变阻器的工作原理及其在电路中的作用，会使
用滑动变阻器；
3.通过探究理解欧姆定律的内容，能利用欧姆定律及其变形公式计算电路中的电流、
电压、电阻；
4.理解串、并联电路中电流、电压、电阻的关系；
5.用欧姆定律电流、电压、电阻的关系解决简单的电学问题。
【知识梳理】
1.电阻越大表示越大，用字母表示；电阻的主单位是，
符号，这是为了纪念国物理学家欧姆；一般实验室用小灯泡的阻值约
10，普通照明的白炽灯正常发光时电阻约1.2，实验室用电流表阻值约0.
1,实验室用电压表阻值约10。
2.电阻是的一个性质，一个导体的电阻大小与通过的电流和加在两端的
电压（有关/无关）；它的影响因素有；电
阻R1串联上电阻艮相当于增加了R的，所以阻值变，串联时R总
=;电阻R1串联上电阻甩相当于增加了R的，所以阻
值变，并联R总=。
3.变阻器一般都是通过改变来改变接入电路中电阻值，要利用变阻器
来改变电路中的电流或电压分配应将变阻器联接入电路，并选择接
线柱；如果一个滑动变阻器的铭牌上标有“20Q1A”字样，则表示该变阻器的阻值可
在范围内调节，而且通过它的电流1A。
4.欧姆定律的内容是,公式表
达为。
5.导体是指的物体，如；绝缘体是指
的物体，如；半导体是指的物体，如。
【典型例题】
一、串并联电阻关系
例1•如图1甲所示，R1和R2的等效电阻为R,那么
RR（填“>”“<”或“=”）；图乙中Ri和F2等效电
阻为R',那么R'=Q。
例2.把电阻R1=3Q、R2=6Q接入同一电路，关于他们的总电阻（等效电阻）值，下列四个选项中不可能的是（）
A、9QB、2QC、9Q或2Q
二、滑动变阻器
点拨：
变阻器的最大阻值和定值电阻的阻值意义不同
20Q0.6A”的滑动变阻器，在保
例3.给你一只标有“3.8v0.3A”的灯泡和一只标有“
证所有电路元件安全的前提下，若将二者并联接入电路，则电路两端最大电压为V,干路中的最大电流为A；若将二者串联接入电路，则电路中的最大电流为A,电路两端最大电压为V。
、用欧姆定律求解I、UR
点拨：
很多含有变阻器的习题暗含变阻器的取值范围的判断，而这可以通过01电表安全（不超量程）0用电器安全（不超额定值）03变阻器本身安全（不超最大值）来建立有关滑动变
阻器阻值的不等式组求解。
例4.如图2所示的电路中，电源电压为4.5V不变，电阻Ri标有“6Q0.5A”，滑动变阻器R2标有“30Q1A”，电流表量程
为“0〜0.6A”，电压表量程为“0〜3V”。
为了保护各电表和元件，滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是（）
A.0〜12QB.0〜30QC.3〜12QD.3〜30Q
（3）你认为此风速仪存在的不足之处是
【巩固训练】
1.如图1所示，电路中的两只电压表的规格完全相同，均有两个量程（0〜3V,0〜15V）•闭
合开关，两只电压表的指针偏转角度相同，则电阻Ri与R2的比值为（）
A.1:
5B.5:
1C.1:
4D.4:
1
2.在如图2所示的电器中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。
当①、②都是电流
表时，闭合开关S1，断开开关S2，①表的示数与②表的示数之比为m；当①、②都是电压
表时，闭合开关S1和S2,①表的示数与②表的示数之比为n。
下列关于mn的关系正确
的是（）
A.mn=m+1B.mn=m-1
C.mn=n-1D.因R1、P未知，故mn的关系无法确定
3.如图3所示，电源电压不变，若断开S在甲、乙两处分别接入两电流表，两表读数之比是
3:
1，若拆去电流表并改接成电压表，合上S,则两表示数之比为（）
A.3:
1B.1:
3C.1:
1D.无法确定
4•如图4所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。
当将一个“2.5V0.5A”的小灯泡接在
a,b两点间是，小灯泡恰好正常发光；若换一个“3.8V0.5A”的小灯泡接在a,b两点
间，则这个小灯泡（）
A、比正常发光亮些B、比正常发光暗些C、能正常发光D、灯丝将会被烧断
5•如图5所示电路，电源电压不变，滑动变阻器上标有“2A20欧姆”字样。
以下四个图
像中，能正确表示当开关S闭合后，通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是（）
6.图6所示，电阻R标着“IOQlA”，R2标着“5Q1.2A”，电流表Al、A量程均为0〜
3A,电压表量程0—15V,在a、b之间接入电压可调的电源。
闭合开关s后，为保证Ri、
R2均不损坏，则允许加的电源电压和通过电流表Ai的电流不得超过（）
7.如图7所示，电源电压不变，闭合开关S,电压表M与V2的示数之比为3:
5，电流表示
数为1A,若将电压表V1换成电流表A,则A示数为2A,那么，电灯L1和Ls的阻值之比为
电源电压U=3V。
10.在用电压表、电流表探究电流和电压关系的实验中，电阻R=10Q,
（1）小熙根据电路图连接了如图10甲所示的实验电路，检查后发现有一根导线连接有
误，请你在这根导线上打“X”并用笔画线代替导线，画出正确的连线。
图10
（2）电路改正后，小熙闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数为电源电压值，取下
电阻，两表的示数仍然不变，出现故障的原因可能是。
（3）故障排除后，开始进行实验，小熙根据测出的数据，画出了通过电阻的电流随电压变
化的关系图像，如图10乙所示，由图像可以得出结论：
。
为了使结论更具有普遍性，小刚还应。
如图11.所示，设电源电压保持不变，Ro=10.1。
当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c
时，电流表的示数为0.3A，移动滑片P至b端时，电流表的示数为0.2A.则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别为多少？
图11
欧姆定律（第2课时）
【复习提醒】
1.能利用欧姆定律及其变形公式计算电路中的电流、电压、电阻；
2.学会用电压表、电流表测量电阻；会画出电阻随电压变化的图线，并能进行讨论;
3.学会用欧姆定律电流、电压、电阻的关系解决简单的电学问题。
【知识梳理】
1.填表（写出表达式）
串联
并联
电流1
串联等流：
并联分流：
分流与电阻：
电压U
串联分压：
分压与电阻：
并联等压：
电阻R
串联加长：
并联加粗：
N个相同r:
N个相同r:
2.欧姆定律公式：
，可变形为和,适
用条件：
3.滑动变阻器接线：
_联接入电路，闭合开关前滑片置于端。
4.电流表联在待测电路中，对用电器而言相当于;电压表联在待测电
路两端，对用电器而言相当于。
【典型例题】
、电表读数变化点拨：
一般分为三步：
O1电表测什么？
O2公式表达（用已知量）03根据公式判断
例1.如图1所示的电路，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电表示数变化是（）
A.电流表变小，电压表变大B.电流表，电压表都变大
C.电流表变大，电压表变小D.电流表，电压表都变小
例2.如图2所示，电源电压不变•闭合S1后，再闭合S2,电流表的示数,电压表
的示数.（选填“变大”、“变小”或“不变”）
例3•酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图3所示是它的原理图，酒精气体传感器
的电阻随酒精气体浓度增大而减小。
如果测试到的酒精气体浓度越大，那么
点拨：
对于仪表缺损时可用逆推法或方程法分析步骤和最终表达式
例4.在如图4所示都是用来测导体电阻的电路，已知电源电压恒定不变且电源电压值未知,
若要求能多次测量求电阻平均值，则下列四个电路图中符合要求的是（）
中，下列说法中正确的是（）
A.电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小
B.电阻Ri和R2消耗的功率的变化量一定相等
C.电压表V减小的示数等于电压表V2增大的示数
D.电压表V1减小的示数小于电压表V2增大的示数
4.在图10所示的电路中，闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，下列说法正确
的是（）
A.电流表的示数变小，电压表的示数变小
B.电流表的示数变小，电压表的示数变大
C.电流表的示数不变，电压表的示数变小
abc,如图ii所示，分别将a、b和a、c两
ab的电流大小之比是（）
2D、2：
3
&小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有“2.5V"字样。
（i）图i4是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整:
（2）电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值•记录在表格中。
1小灯泡正常工作时的电阻为Q。
2小亮从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，你认为影响葵变化的主要因素是。
（3）完成上述实验后，小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大
阴值Rx。
他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡.同时撤去了发生
故障的电流表，并利用余下器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、
开关各一个。
导线）,在不改动电压表位置及其连线的情况下，很快测出了Rx的大小。
1请把你设计的电路电路图在虚线框内。
2简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示:
（i）；
（ii）；
3Rx=（用已知量和测量量表示）。
9.
小亮同学用一盏白炽灯研究通过它的电流随两端所
加电压变化的情况，与图7哪条曲线相接近？
为什么？
。
10.实际中的电池在提供电能的同时其实也在消耗电能，我们可以把它设想成是一个理想电源（E）和一个内部电阻（:
r）串联组成。
现要求测定某电池的电压和内阻
（1）下列器材中：
a—个已知最大阻值为R。
的滑动变阻器；b—个标有额定电压的灯泡;
c一个已知阻值为R1的定值电阻；^一个量程合适的电流表；e—个单刀双掷开关。
根据你设计的方法，必须选用的器材是（填字母）。
（2）简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量（用字母表示），并画出电路图
方法：
；
I
I
I
I
I
I
（3）写出计算内阻阻值的表达式：
r=;
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