苏科版九年级物理上册概念或规律.docx
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苏科版九年级物理上册概念或规律
概念或规律
公式、表述、数据
杠杆
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。
杠杆的几个要素
支点：
杠杆绕其转动的点（用O表示）
动力：
使杠杆转动的力（用F1表表）
阻力：
阻碍杠杆转动的力（用F2表示）
动力臂：
从支点到动力作用线的垂直距离（用l1表示）
阻力臂：
从支点到阻力作用线的垂直距离（用l2表示）
说明：
①杠杆没有固定形状，可长可短，可大可小，可圆可方
②沿力的方向上所画的直线叫力的作用线；③作用在支点上的力或力的作用线通过支点的力的力臂为零；④力作用在杠杆上产生的效果不仅跟力的大小有关，还跟这个力的力臂有关，由力和力臂的乘积决定。
杠杆的平衡
条件
杠杆静止不动或匀速转动都叫杠杆平衡
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂即：
F1l1=F2l2
说明：
①根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知：
当l1＞l2时，F1＜F2，即动力小于阻力，用较小的动力克服较大的阻力，这是省力杠杆。
省力杠杆虽然省力，但费距离。
当l1＜l2时，F1＞F2，即动力大于阻力，用较大的动力才能克服较小的阻力，这是费力杠杆。
费力杠杆虽然费力，但省距离。
当l1＝l2时，F1＝F2，即动力等于阻力，既不省力，也不费距离。
常称为等臂杠杆。
②又省力又省距离的杠杆是没有的
③杠杆的“平衡”并非就是水平，无论处于什么位置，只要处于静止或匀速转动状态都是平衡。
概念或规律
公式、表述、数据
滑轮
定滑轮（如图1）
⑴使用时滑轮的位置固定不变的叫定滑轮
⑵使用时不省力，但可以改变力的方向
⑶实质是一个等臂杠杆
动滑轮（如图2）
⑴使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫动滑轮
⑵省一半的力（F1=1/2F2），但不能
改变力的方向，虽省力，但费距离。
⑶实质上是一个动力臂是阻力臂2倍
的省力杠杆
滑轮组
⑴定滑轮和动滑轮组合在一起使用叫滑轮组
O
⑵使用滑轮组时，重物由几股绳子承担，匀速提起重物的用的力就是物体所受重力的几分之一；与此同时，绳端移动的距离就是重物上升距离的几倍。
⑶数学表达式：
F=1/nG总S=nh
式中，n为承担物重的绳子股数，F为拉力，G为重物和动滑轮总重力，S为绳子自由端移动的距离，h为重物被提升的高度。
⑷组装滑轮组
①利用F=1/nG，求出承担总重的绳子段数
②判定绳子固定端位置：
n为偶数，采用“上结法”即绳子固定在定滑轮上；n为奇数，采用“下结法”，即绳子固定在动滑轮上。
③确定动、定滑轮的个数：
不改变力的方向，需（n-1）个滑轮，且为奇数是时，定、动滑轮各半。
改变力的方向，需要n个滑轮，且为偶数时，定、动滑轮各一半，n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。
概念或规律
公式、表述、数据
功
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功；简称功。
说明：
①力学里所说的“功”是指有“成效”的意思，这个“成效”就是力的作用效果，是使物体沿力的方向位置改变了，它与平常说的工作、劳动含义不同②作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离是物体是否做功的必要因素，二者缺一，力对物体做功为零。
数学表达示：
W=F·s
说明：
W=F·s，s表示受力物体在力的方向上移动的距离。
实际上常见的情况有三种：
①力的方向与物体移动方向相同，力对物体做了功；
②力的方向与物体移动的方向相反，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做功；
③力的方向与移动方向成一定角度（不包括二者方向垂直）
单位：
焦耳
功率
⑴功率是描述物体做功快慢的物体量；
单位时间内所完成的功叫功率；
公式：
P=W/t
单位：
瓦特（W），1瓦=1焦/秒；千瓦（kW）1千瓦=1000瓦
⑵当物体在力F的作用下，以速度υ作匀速运动时，有W=F·s
υ=s/t则可得P=Fυ
机械效率
有关机械的三种功
⑴有用功：
对人们有用的非做不可的功，用字母W有表示；
说明：
有用功也就是人们不用机械而直接用手所做的功；也等于理想状态（不计各种阻力和机械自身重力）下人们所做的功。
⑵额外功：
对人们无用但不得不做的功，用字母W额或W无用表
示；
概念或规律
公式、表述、数据
机械效率
⑵说明：
额外功是由于人们在使用机械过程中受到的各种阻力或机械自身重力作用等原因而使人们不得不多余做的功。
⑶总功：
有用功额外功的总和，即动力（人对机械）做的功。
用字母W总表示；
机械效率：
有用功跟总功的比值
公式：
η=×100%
说明：
①η是一个比值，无任何计量单位。
通常用百分比表示；
②W有总小于W有，即η=×100%是总小于1的百分数。
对于不考虑自重和摩擦的理想机械，η=1
③总功常表示：
W总=F动s，而有用功则分以下两种情况：
利用机械提升物体时，W有用=Gh，其中s=nh
利用机械拉着物体在水平面运动时，W总=fs
机械能
动能：
物体由于运动而具有的能。
物体动能的大小与物体质量和它的运动速度有关，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大；
势能：
分重力势能和弹性势能；
⑴重力势能：
物体由于被举高而具有的能。
重力势能的大小与物体的质量、被举高的高度有关，物体质量越大，举得越高，它的重力势能越大；
⑵弹性势能：
物体由于发生弹性形变而具有的能。
弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，物体的形变越大，它具有的弹性势能越大。
机械能：
动能和势能的统称，它是最常见的一种形式的能量。
说明：
①能够做功的物体具有能，具有能的物体不一定做功。
能是状态量，功是过程量，可以说“物体具有能”，但不能说“物体具有功”②一个物体可以既有动能，又具有势能。
单位：
焦耳
概念或规律
公式、表述、数据
动能与势能的相互转化
动能可以转化与重力势能，也可以转化为弹性势能；反之重力势能、弹性势能也可以转化动能；
在能量的转化过程中，在没有外力或摩擦力做功的情况下，机械能转化过程中，机械能总量保持不变。
二、例题解析
例1：
如图所示，一直杆可绕O点转动，杆下挂一重物，为了提高重物，在杆的中心用一个始终跟直杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置，在这个过程中这个直杆:
A、始终是省力杠杆
B、始终是费力杠杆
C、先是省力的，后是费力的
D、先是费力的，后是省力的
解析：
直杆绕O点转动到水平位置的过程中，所受阻力即木棒的重力一定，阻力臂l2不断增大，且当直杆由竖直转动30°时阻力臂由0增大到杆长的一半，又因为动力始终与直杆垂直，即动力臂大小始终等于杆长的一半，根据Fl1=Gl2，当直杆由竖直方向转动30°过程中，l1＞l2，F＜G，即为省力杠杆；继续转动到水平位置l1＜l2，F＞G
为费力杠杆，所以答案为C。
例2：
某人骑自行车沿斜面加速下坡的过程中
A、动能增加，重力势能不变
B、动能减少，重力势能减少；
C、动能不变，重力势能不变；
D、动能增加，重力势能减少。
解析：
人和自行车加速下坡时质量不变，速度越来越大，高度越来越小，所以人和自行车动能增大，重力势能减少。
答案为D
例3：
不计滑轮自身的重力，要想站在地面上用250N的力提升起600N的重物，至少需要用几个滑轮？
画出安装图：
解析：
先确定需要几段绳子，n=G/F
=600N/250N=2.4（段），取3段（绳
子必须是整数，所以取值不能四舍五
入，而应用“进制”原则）。
第二步
确定动、定滑轮的个数由于题意要示
改变力作用方向，因此滑轮共需3个
且定滑轮需多一个，即二定、一动。
第三步确定绳子的起始端，根据n为奇数，采用“下结法”，即绳子固定在动滑轮上。
绳子缠绕如图。
例4：
如图所示，用一滑轮组拉着
重8×104N的汽车沿水平方向匀速
移动，汽车所受阻力为车重的0.03
倍，此滑轮组的机械效率为80%，
则：
⑴拉力F为多少？
⑵若汽车移动的速度为0.2m/s，1min拉力F做了多少功？
（滑轮和绳重不计，绳正够长）
解析：
汽车匀速移动，滑轮拉汽车的力F′大小与汽车所受的阻力ƒ大小相等，且ƒ=0.03G。
滑轮组中用5段绳子拉动滑轮，汽车移动距离s。
绳子自由移动5s
F力对滑轮组做的总功W总=F5s，滑轮组对汽车做的有用功W=F′s，机械效率η=×100%
汽车移动s=υt，拉力F1min移动5s=5υt，利用W=F×5s=F×5υt求出拉力内所做的功
解：
⑴汽车做匀速运动所受到拉力F′
F′=ƒ=0.03×8×104N=2.4×103N
η==F′s/F×5s
F=F′/5η=2.4×103N/5×0.8=0.6×103N
⑵汽车水平方向移动s，拉力F做功W总
s=υt=0.2m/s×60s=12m
W总=F5s=F×5υt=0.6×103N×50×2m/s×60s=3.6×104J
例5：
某同学在水平地面上沿水平方向用50N的力推着重100N的旅行箱走了1min，前进了65m，松手后箱子自动滑行了4m，5s后停下来，求：
⑴他对箱子做了多少功？
⑵他在这段时间内的功率是多大？
解析：
功等于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。
松手后箱子虽然前进了4m，但该同学没有对它施加力，故不做功，因此在这段时间内他对箱子做的功W=Fs=50N×65m=3250J.功率P=W/t中，W是在t内完成的W。
本题给的时间是1min5s，但只有前1min内该同学对箱子做功。
其功率为P=W/t=3250J/65s=50W.
基本理论测试题
一、选择题（每小题至少有一个答案是符合要求的）
1、在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。
王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题。
如图所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了，该农具整体视为杠杆、则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是：
（）
A、转轴—虎口—套管
B、小铲—套管—虎口
C、小铲—虎口—套管
D、虎口—转轴—套管
2、如图所示轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡.下列叙述正确的是：
（）
A、此杠杆一定是省力杠杆
B、沿竖直向上方向用力最小
C、此杠杆可能是省力杠杆也可能是费力杠杆
D、沿杠杆OA方向用力也可使杠杆平衡
3、一根轻质杠杆OB，一端固定在O点，可以在竖直面内转动，装置如图所示.已知OA:
OB=1:
2，G=19.6N，
当弹簧秤的读数为4.9N时，轻质杠杆刚
好水平平衡，则A点所挂重物受的浮力
为：
（）
A.14.7NB.9.8N
C.4.9ND.2.45N
4、用水桶向井内打水的过程中，下列关于机械效率的说法正确的是：
A、.减少水桶的质量，可提高机械效率（）
B、减少水桶内的水质量，可提高机械效率
C、增加水桶内水的质量，可提高机械效率
D、不论用什么样的水桶，打多少水，机械效率都是相同的
5、用四个完全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，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲.乙两个滑轮组相比较，说法正确的是：
（）
A、甲滑轮组最省力，机械效率也最高
B、乙滑轮组最省力，机械效率也最高
C、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D、两个滑轮组省力程度不同，机械效率也不同
6、以下说法正确的是:
A、做功的物体都受力的作用
B、在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功
C、作用力越大，力做功越多
D、力对做变速直线运动的物体要做功
7、已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力分别使甲.乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力所做的功分别是W甲，W乙，则：
（）
A、W甲＞W乙B、W甲＝W乙
C、W甲＜W乙D、条件不足，不能比较
8、一名学生用40N的水平方向的力，将一只重5N的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了25m才停下，在球向前滚动的过程中，脚对球做的功是：
（）
A、0B、5JC、125JD、1000J
9、甲.乙两同学进行爬竿比赛，都爬到竿顶，甲用了9s，乙用了10s甲、乙两人体重之比是5:
6，则他们爬竿的功率之比等于：
（）
A、4:
3B、3:
4C、27:
25D、25:
27
10、小东和小明分明购买了两种胶球，小东说：
“我的球弹性比你的好。
”小明回答说：
“我希望你能证实你的说法。
”请你帮助小东选择下列哪个方案来解决这个问题：
（）
A、把两个球向墙掷去，测量它们反弹时离墙的距离；
B、用手触摸两球，看哪个球较硬；
C、让两球于离地等高处坠下，测量哪一个反弹得高；
D、把两球向地面掷下，测量它们反弹的高度。
二、填空题
11、将重80N的物体挂在一根总长度为1.8m的杠杆的一端，另一端加上16N的动力时杠杆平衡，则动力臂与阻力臂之比为＿＿＿，动力臂长度为＿＿＿.
12、在①缝纫机踏板②理发剪力③镊子④汽车的刹车踏板⑤天平⑥活动扳手⑦吃饭用的两支筷子⑧起瓶盖的起子⑨钓鱼竿⑩铡刀等物体中属于省力的杠杆是＿＿＿＿；属于费力的杠杆是＿＿＿＿；等臂杠杆是＿＿＿＿。
13、如图，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以O为支点，杠杆的右端挂有重物M，支点左边的A处挂钩码时，杠杆平衡，将重物M浸没在水中，钩码放在B处，
杠杆又平衡，则重物与钩码的质
量之比为＿＿＿＿，重物M的密
度是＿＿＿＿kg/m3
14、如图所示的装置中，物体A的质量300g，
处于静止，物体B是边长10cm的立方体，质
量800g。
若不计绳重及摩擦，则物体B所受的合力是_______N，支持面对物体B的支持力是____N，物体B对支持面的压强是_____Pa.
15、某工人用一个动滑轮将重500N的物体沿竖直方向匀速提升3m，拉力做功的功率为50W，若不计摩擦和动滑轮的重，则绳子自由端移动的速度是＿＿＿m/s。
16、一台水泵的功率是4.9kW，10min内它能将体积为＿＿＿的水送到20m的高度。
（g=10N/kg）
17、用一水平推力使重为800N的小车在水平道路上前进了10m，当撤消推力后车又前进了5m，若推力对小车做的功为400J，则推力大小是＿＿＿.
18、利用滑轮组将重540N的货物提高8m，滑轮组的机械效率60%，则人对滑轮组做的总功是＿＿＿
19、如图所示，原长为L的软弹簧上端固定，
下端挂一小重球，从图示位置A释放时，弹
簧长仍为L，小球从A运动到B的过程中，
＿＿＿能减小，＿＿＿能和＿＿＿能增大。
20、某城市的铁路车站的设计
方案如图所示，进站和出站的
轨道都与站台构成一个缓坡，
从能量利用的角度看，这样设
计的优点是：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
三、实验作图题：
21、在图中画出各图的力臂.
第22题
22、一条绳子最多能承受240N的拉力.试设计一个滑轮组，要求:
（1）用这条绳子提起780N的重物;
（2）站在地面上向下提升重物;（3）画出该滑轮组的绕绳情况.（不计滑轮重及摩擦）
23、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中
一起组装好如图实验装置，他们分别记下了钩码和
弹簧测力计的位置。
⑴小红＿＿＿向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，
并由弹簧测力计读出拉力；同时小红用刻度尺测
出钩码提升的高度，以上测量准确无误，其他被
测物理量和计算的数据如下表：
钩码重
（N）
弹簧测力计提
升的高度（m）
有用功
（J）
总功
（J）
机械
效率
2
0.4
0.2
0.2
100%
⑵小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误。
请你帮助找出原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑶该滑轮组的机械效率实际为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑷若提升的钩码重增加，则该滑轮组的机械效率将＿＿＿（选填“变大”“变小”、“不变”）
四、计算题
24、学校组织同学们到农村参加社会活动，小强第一次学习挑担子，他做了以下三次试验，请你根据各小题后的要求作答。
⑴他先在扁担的两端各挂上50N的重物，担子很快就平稳地挑起来，这时他的肩膀应放在扁担的什么位置？
（只要回答，不要分析）
⑵接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，如图，但他掌握不好担子的平衡。
请你用杠杆的平衡知识，帮助他计算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？
（扁担质量忽略不计）
⑶然后，小强换用一根肩膀接触面积约是前根扁担的2/3的窄扁担，平衡地挑起与第二次同重的物体。
这时，他明显感觉到肩膀比第二次疼。
针对这一现象，请你应用所学知识，通过计算、分析找出原因，并提出一个解决这一问题的办法。
25、如图所示的滑轮组提升水中物体A，若物体的质量为140kg，体积60dm3，滑轮组的机械效率为80%（本题g取10N/）求：
物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？
如果动滑轮
挂钩用钢丝绳与物体相连，而滑轮组绳索能承受到
最大拉力为350N，当物体露出水面体积多大时，绳
子会断？
（设物体出水的过程中，滑轮组的机械效率不变）
基本理论测试题答案
一、选择题（每小题至少有一个答案是符合要求的）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
AC
C
A
B
A
D
C
二、填空题
11、5:
11.5m12、④⑥⑧⑩①②③⑦⑨⑤
13、4:
54.0×10314、04.9490Pa
15、0.2m/s16、14.8
17、40N18、7200J
19、重力势能；动能和弹性势能
20、车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用。
三、实验作图题：
21、22题略
23、⑴匀速；⑵弹簧测力计提升的高度值有错误；⑶80%⑷变大
24、⑴这时他的肩膀应放在扁担的中点位置；
⑵0.8⑶
25、250N；3.2×10-2m3
初中物理试卷
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