第六讲简单机械功功率机械效率1.docx

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第六讲简单机械功功率机械效率1

第六讲简单机械、功、功率、机械效率

一．知识清单

（1）定义：

。

好处：

可省力、可改变力的方向。

（2）五要素：

。

（3）力臂作图方法：

①；②；

③；（力的作用线过支点力臂为0）

（4）杠杆平衡条件公式：

F1L1=F2L2应用。

（最省力，力臂最长）

（5）

1、杠杆

省力杠杆：

L1﹥L2F1﹥F2不足：

费距离

费力杠杆：

L1﹤L2F1﹤F2好处：

省距离

等臂杠杆：

L1=L2F1=F2不省力、不省距离

①定义：

。

②好处：

；不足：

。

③实质：

。

④力臂图：

（1）

定滑轮

2、

滑轮

①定义：

。

②好处：

；不足：

。

③实质：

。

④力臂图：

（2）

动滑轮

简

单

机械

（绳子段数的判断）：

④绕绳法：

a、定绳子段数：

n≥

b、定个数：

动、定滑轮个数；

c、n为奇数时从动滑轮绕起、n为偶数时从定滑轮绕起；

d、绕绳子时要顺绕，且每个滑轮只穿一次绳子，不能重复。

（3）

滑轮组

①定义：

由轮和轴组成、绕同一个轴线转动。

实质。

②特点：

动力作用在轴上省力，动力作用在轴上费力。

③公式：

F1=

F2

3、

轮

轴

①定义：

。

②特点：

相同高度，斜面越长越省力。

③公式：

F=

G

4、

斜面

1、定义：

。

2、做功的两个必要因素：

。

3、力对物体不做功的情况：

①；

②；

③；

（1）功

（1）功大小等于。

（2）公式：

W。

（3）公式中符号的意义及单位：

W：

、、；

F、、；S、、。

（4）进率：

1JN·m

4、功的计算

5、功的原理：

（1）内容：

；

（2）公式：

（1）定义：

；

（2）一般计算公式：

；

1、有用功

2、额外功：

（1）定义：

；

（2）公式：

；

功

和

机

械

能

3、总功：

（1）定义：

；

（2）公式：

；

（二）

机

械

效

率

（1）定义：

；

（2）公式：

；

a、；

b、；

c、；d、；

4、机械效率：

（3）理解：

（三）1、意义：

；

功2、建义：

：

；

率3、公式：

P==；

符号的意义及单位：

P：

、单位：

单位符号：

；

W：

、单位：

单位符号：

；

t：

、单位：

单位符号：

；

4、单位：

、进率。

5、实验：

测功率的方法：

二．典型例题

（一）杠杆、杠杆的平衡

典型例题1.如图7所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（）

变式练习1（09福州市）如图1所示，使用中属于费力杠杆的工具是（）

典型例题2。

（09兰州）如图2为用道钉撬来撬

铁路枕木上道钉的图片，若阻力F2为1500N，根

据图片估算此道钉撬所用最小动力F1的大小。

图5

变式练习1．如图5所示，在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，杠杆上每小格的长度都相同，两边挂上钩码后杠杆平衡，如果把两边的钩码都同时向里移动一个格，则杠杆（）

A．仍能平衡．B．不能平衡，A端上升．C．不能平衡，B端上升．D．无法判断．

变式练习2.一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍然平衡，则此力是（）

A.只能作用在动力的作用点上

B.只能作用在阻力的作用点上

C.只能作用在支点上

D.作用在杠杆的任意一点上，而力的作用线通过支点

变式练习3.某人将一根木棒的一端抬起，另上端搁在地上。

在抬起的过程中（棒竖直时除外），所用的力始终竖直向上，则用力的大小（　）

A．保持不变　　B．逐渐增大

C．逐渐减小　　D．先减小后增大

能力提高.有一架不准确的天平，主要是由于它横梁左右两臂不等长．为减小实验误差，常用“交换法’’来测定物体质量，即先将被测物体放在左盘中，当天平平衡时，右盘中砝码总质量为m1；再把被测物体放在右盘中，当天平平衡时，左盘中砝码总质量为m2，则被测物体质量的真实值为（）

提高训练1.某工人用一个动滑轮提升物体，如图所示，他作用在绳端的拉力F是200牛顿，如果使物体升高5米，拉力F做的功是（）

A.4000焦耳        B.2000焦耳

C.1000耳         D.19600焦耳

提高训练2、木工用100N的力拉锯，每拉一次，锯条移动的距离是50cm，锯条深入木头3mm，现要把30cm厚的木头锯断，他做的功是[　　]

A．5×104J

B．5×103J

C．4.5×105J

D．1.5×105J

提高训练3、如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦，那么物体A与水平面的摩擦力大小为________N，拉力F在2s内做的功为________J．

典型例题3.（08贵阳）在2008年中考体能测试中，某同学选择跳绳。

他在1min内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm。

设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近（）

A.5W　B.50W　　C.500W　　　D.5000W

变式练习1（07毕节地区）一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后，在空中停留了3s，又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为（）

A．300WB．2000WC．3000WD．1500W

变式练习2．（05广东省）如图所示，一个质量为50kg的人，在10s内连续向上跳12个台阶，已知每个台阶的高度为0.2m，则这个人在这段时间内的功率是（g取10N/kg）（）

A.1200WB.10W

C.12WD.120W

变式练习3、【2009•江苏省】 小强推着小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m，则小车的速度为＿＿＿＿＿m/s．如果水平推力为10N，在此过程中小强对小车做的功为＿＿＿＿＿J，功率为＿＿＿＿＿＿W．

提高练习1.甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3∶1,则甲、乙两台机器的（）

A.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为3∶1

B.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶1

C.做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶3

D.做功之比为1∶3,受到的牵引力之比为3∶1

提高训练2.（多选）【2009•天津市】如图4所示，2008年8月l5日北京奥运会上，身高l68cm、体重75㎏的我国举重运动员曹磊，挺举成绩为154k9，并用时1．5s成功抓举起128㎏的杠铃。

最后以总成绩282k9获得女子75公斤级奥运会冠军。

下列选项中，对曹磊将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是（）

A．她此次挺举对杠铃做功约为3200J

B．她此次挺举对杠铃做功约为6800J

C．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为l700W

D．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为4800W

（四）机械效率

典型例题1.6、【2009•宜昌市】 简单机械的机械效率高是指（）

A.有用功多B.额外功少C.总功多D.有用功占总功的比例高

变式练习1.【2009•广州市】甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。

两者相比，甲升降机（）

A．电动机做的总功较少

B．电动机做的总功较多

C．提升重物做的有用功较少

D．提升重物做的有用功较多

典型例题2.【2009•福州市】用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图2可知，绳端受到的拉力F为＿＿＿＿N，绳端移动的距离s为＿＿＿＿cm，滑轮组的机械效率η为＿　＿＿。

变式练习1.【2009•长沙市】小强利用如图1所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力Ff=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率为＿＿＿＿W，该装置的机械效率是＿＿＿＿．

变式练习2、【2009•雅安市】如图9所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N。

物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了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/s

B．滑轮组的机械效率为80%

C．拉力F的功率为1.8W

D．拉力F的大小为5N

变式练习3.12、【2009•齐齐哈尔市】如图10所示，不计绳重和摩擦，拉力F是125Ｎ，在10s内将重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%，则下列说法正确的是（）

A.动滑轮重是50Ｎ　　　　B.物体重是375Ｎ

C.拉力F的功率是25W　　D.拉力F做的功是750Ｊ

典型例题3.（06北京东城区）如图所示，物体A的质量为50kg，当力F为100N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进0.5m所用的时间为10s,（不计绳和滑轮重）求:

（1）物体A受到的重力.

（2）物体A受到的摩擦力.

（3）力F做的功.（4）力F做功的功率.

变式练习1。

一台起重机将质量为420kg的货物提高了5m，如果额外功是9000J。

求:

（l）起重机做的有用功和总功；

（2）在此过程中起重机的机械效率。

（取g=10N/kg）

变式练习2.【2009•河北省】小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图15中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。

用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。

（忽略摩擦及绳重）求：

（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？

说明理由。

变式练习3、【2009•兰州市】（7分）如图22所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：

（1）作用于绳端的拉力F是多少？

（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

（g=10N／kg）

课后练习

1．为纪念英国工程师、发明家瓦特对蒸汽机改良的突出贡献，将瓦特作为单位的物理量是（）

A.功B.功率C.焦耳D.瓦特

2.“跳远”是一项常见的体育运动。

跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这

样做是为了（）

A．增大了跳远运动员的惯性

B．减小了跳远运动员的惯性

C．增大了跳远运动员的动能

D．减小了跳远运动员的动能

3.如图8所示的情景中，所描述的力对物体有做功的是

（）

A．熊猫用力举着杠铃不动　　

B．用力拉绳匀速提升重物　

C．用力搬石头没搬动　　

D．用力提着水桶沿水平方向移动　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4.如图9所示是甲、乙两物体做功和所需时间关系图象，由图可知（）

A.P甲>P乙

B.P甲

C.P甲=P乙

D.无法确定

5．教学大楼每层楼高为３m，小明提着一重为50Ｎ的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了４m进入教室，则小明从一楼到教室的过程中对箱子做的功为（）

Ａ．0JＢ．300JＣ．450JＤ．500J

6．小车重200N，人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中，下列判正确的是（）

A．重力做功为10000JB．人对车做功10000J

C．人对车做功1500JD．小车受到的阻力是230N

7．如图10所示，杠杆上每一小格距离相同、每个钩码质量相同，为使杠杆在水平位置平衡，

可采取下列哪种措施（）

A．在支点左边离支点两小格处挂四个相同钩码

B．在最左端挂一个相同的钩码

C．在左端用弹簧测力计竖直向上拉

D．在右端用弹簧测力计竖直向上拉

8．某物理兴趣小组同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼的功率大”的比赛．其

中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（）

A．3WB．30WC．300WD．3000W

9．下列说法中正确的是（）

Ａ．机械效率越高，机械做功一定越快

Ｂ．做功越多的机械，机械效率一定越高

Ｃ．功率越大的机械做功一定越多

Ｄ．做功越快的机械，功率一定越大

10．如图11所示，O为杠杆的支点，第一次杠杆在重物G和力F1的作用下处于水平位置平

衡。

如果第二次杠杆在重物G和力F2的作用下仍在图中位置保持平衡，下面关系中正确的

是（）

A．F1＞F2

B．F1＝F2

C．F1＜F2＜G

D．F2＞F1＞G

11．两名运动员，甲运动员比乙运动员高，如果他们举起相同质

量的杠铃所用的时间相等，如图12所示，则（）

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

12．小亮同学从地面走上10m高的四楼教室，估计他克服重力做的功为（）

A．500WB．500JC．5000WD．5000J

13．如图13所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。

当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。

已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（）

A.80N

B.60N

C.40N

D.20N

14．某人将一根木棒的一端抬起，另上端搁在地上。

在抬起的过程中（棒竖直时除外），所用的力始终竖直向上，则用力的大小（　）

A．保持不变　　B．逐渐增大

C．逐渐减小　　D．先减小后增大

15.关于斜面，下列说法中错误的是（）

A.斜面越长就越省力B.斜面也是一种简单机械

C.省力但要多移动距离D.等高的斜面，斜面越长越省力

16.下列各种器材中，不是轮轴的有（）

A.收音机上选台用的旋钮B.拧螺丝用的螺丝刀

C.自行车前轮的轮和轴D.录音机的功能按键

17.关于杠杆，下列说法正确的是（）

A.杠杆是用来省力的B.杠杆是用来省距离的

C.杠杆可省力或省距离D.杠杆既省力又省距离

18.下列工具正常使用时，是省力杠杆的（）

A.筷子B.瓶起子C.镊子D.天平

19.许多学校都装有升旗杆，在旗杆的上端装有一种简单机械，下列哪种机械适合（）A.杠杆B.定滑轮C.动滑轮D.轮轴

20.一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍然平衡，则此力是（）A.只能作用在动力的作用点上

B.只能作用在阻力的作用点上

C.只能作用在支点上

D.作用在杠杆的任意一点上，而力的作用线通过支点

参考答案（1-4DCBA5-9BCDCD10-14CADCA15-20、ADCBBD）