第十一章 简单机械和功文档格式.docx

1、动力臂跟阻力臂 的杠杆，既不省力，又不省距离。二、滑轮1动滑轮和定滑轮（1）定滑轮：轴的位置 的滑轮。实质是一个 杠杆；不能 ，但能 。（2）动滑轮：实质是一个 的杠杆；不能 ，但能 。2滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成的装置。设吊着物体和动滑轮的绳子段数为n，物体的重为G，若不考虑轴摩擦、绳子和动滑轮重力，绳子末端的拉力F拉= ；若只不考虑轴摩擦、绳子的重力，动滑轮重为G动，则F拉= 。3轮轴可以看成是 变形；斜面也是一种 机械。三、功1 与 的乘积，是一个有物理意义的量，在物理学中，我们称这一乘积为机械功，简称 。用 表示功， 表示力， 表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为： 。2

2、功的单位是： ，单位符号是 ；1J= Nm3做功的两个必要条件是：一是 ，二是 4机械功原理：人们使用机械时，省力必然费 ，省距离必然费 ；即使用任何机械都不 ，这种情况叫做机械功原理四、功率1在物理学中，把 叫做功率它是表示物体 的物理量2功率的定义式：P= ；推导公式：P= 3功率的单位：国际单位是 ，符号是 ，1W=1 工程技术上常用 、 作为的功率单位，符号分别是 、 1kW= W；1MW W五、机械效率1使用机械时把需要做的功叫做 功，符号是 ；把不需要但不得不做的功叫 ，符号是 ；有用功与额外功之和叫 ，符号是 2在物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率用字母 表示，公式为 任何机械

3、的机械效率总 100%，原因是 1关于杠杆力臂的确定（1）首先在杠杆示意图上确定支点O的位置；（2）将力的作用线用虚线延长；（3）从支点O向力的作用线作垂线（用虚线），标出垂足，则支点到垂足的线段为力臂。力臂应用大括号勾出，也可以用虚线标出并在旁边标上字母L1或L2（如图8-1所示）。2使用任何机械都不可以省功，故省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离。又省力又省距离的杠杆是不存在的。3滑轮组省力情况由承重绳子段数决定，而判断绳子段数的方法是：可遮住定滑轮部分，使它与动滑轮分隔开，即可数出与动滑轮或重物有接触的绳子段数n。使用滑轮组既可省力也可改变力的方向。4组装滑轮组（1）先按照题意用nG/

4、F，求出至少所需绳子的段数。（G为物重，F为拉力，不考虑摩擦、绳子和滑轮重力取等号）（2）再按照题意，由拉力方向决定最后所需绳子段数n。（3）按照绳子段数决定绕法：若n为奇数，绳子的起始端应系在动滑轮的挂钩上；若n为偶数，绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上。5判断是否对物体做功关键是要看是否具备做功的两个必要因素，缺一不可例（1）：一个钢球在光滑的平地上匀速滚动由于球是在水平方向运动，而地面是光滑的，没有摩擦，球在水平方向没有受到外力，只是由于惯性在滚动。而支承力和重力是竖直方向的，与运动方向垂直，所以没有力对钢球做功例（2）：某同学用竖直向上的力提一个重物，但提不动，该同学对物体不做功物体虽然

5、受到力的作用，但在力的方向上没有移动距离，所以没做功例（3）：某同学提着一桶水向前水平走了10米，人对桶没有做功桶受到力的作用，也移动了距离，但移动方向是水平的，提力是竖直向上的，所以提力对物体没有做功6要正确区分有用功与总功（1）使用滑轮工作时，把重物提高是我们做功的目的，这份功是有用的，所以W有 =Gh，总功则是人们实际拉力做的功，所以W总=FS，其中F是作用在绳子末端的拉力，S是绳子末端移动的距离，且S=nh（2）使用斜面工作时，把物体抬高h是有用功：W有 =Gh，人们沿斜面实际拉力做的功为总功：W总=FL。其中G为物体所受重力，h为斜面的高，F为沿斜面的拉力，L为斜面的长7要注意机械效

6、率与功率的区别机械效率是指有用功占总功的百分比，功率是指单位时间做功的多少，是描述做功快慢的物理量；其次它们的单位也不同；机械效率高的不一定功率大，做功多的不一定做功快例1如图7-2甲所示，一根均匀直杆可绕O点转动，其中点A 处挂一重物，请根据要求作图：（1）画出A点所受力的力臂；（2）作出杠杆在如图位置平衡时作用在B点上的力的示意图。 解析如图乙所示 例2图7-3为探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。实验中：（1）首先应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为 。（2）实验过程中，给杠杆两端挂上不同数

7、量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆保持水平平衡状态，这时就可读出相应的数据。当然也可通过移动钩码的位置使杠杆在倾斜状态达到平衡，并进行相关数据的测量。但我们总是选取杠杆的水平平衡状态进行实验，其原因主要是 。解析（1）因为重力的作用点在物体的重心上，也就是在支点上，所以这时杠杆重力的力臂是0。（2）杠杆在水平位置平衡时，可以直接从杠杆上读出（或测出）力臂的大小。例1下列哪个情景中，人对物体做了功（ ） A小华用力推车，但没有推动 B .小强举着杠铃静止不动C.小叶背着书包静止在原地 D.小翔把一桶水从井中提起解析 A、B、C三种情况都有施力，但物体没有在力的方向上移动距离，所以答案是D 例3用如

8、图7-4所示滑轮组，匀速提起重300N的箱子，绳子自由端5s内移动2m滑轮组的机械效率为75%，则箱子上升高度为 m，拉力 F的大小 N，拉力F做功的功率为 W 解析从图中可以看出箱子的重量由2端绳子来承担，所以当绳子自由端移动2m时，箱子上升的高度为1m有用功W有=Gh=300N1m=300J W总=FS=F2m 代入=W有/W总得：75%=300J/（F2m ） F=200N拉力的功率：P=W/t=FS/t=200N2m/5s=80w例4我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时底的感觉如同在飞 对于图7-5中荡秋千的小孩，下列分析错误的是（ ）A小孩在 A点具有最大的动能 B小孩从B点

9、荡到C点的过程中，动能转化为势能C小孩在B点势能最小 D如果没有能量损失，他将一直荡下去解析小孩在A点的动能最小，所以分析错误的是 A例5如图7-6所示，旗杆顶部有一个定滑轮，升旗手通过一根绕过定滑轮的细绳，用25N的力把一面质量为2kg的国旗沿竖直方向匀速拉动上升8m求：（1） 升旗手拉动绳子所做的功；（2） 定滑轮的机械效率（不记绳重，g=10N/kg） 解析（1）升旗手拉动绳子所做的功：W总=Fs=25N8m=200J（2） G=mg=2kg10N/kg=20N W有=Gh=20N8m=160J =W有/W总=160J/200J=80%一、填空题12008年5月12日，四川汶川发生8.0

10、级地震救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作。 （1）利用如图7-7所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳是 （省力费力）杠杆。（2） 利用如图7-8所示使用撬棒，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，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DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是 点。2用轻质杆秤（如图7-9）测量鱼的质量，当杆秤处于平衡状态时，AO的距离是10cm ，BO的距离是30cm ，秤锤的质量是0.5kg，鱼的质量是 kg。3如图7-10所示，用滑轮分别将重量相同的甲、乙两物体匀速提升相同高度。不计绳重与摩擦，且动滑轮重G重小于物重G

11、，所用拉力分别为F甲、F乙，则F甲 F乙（填”、“”或“”）。4杠杆的应用非常广泛，如图7-11所示，压水井的压杆就是一个杠杆。在使用时，作用于压杆左端的力F1 活塞作用于压杆右端的力F2（选填“大于”、“小于”或“等于”），因此它是一个_杠杆（选填“省力”、“费力”或“不省力也不费力”）。5各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。如图7-12所示，要剪开铁皮，应该用 最合适；剪纸或布时，应该用 最合适。（选填对应的标号）6人的前臂可以看成是以肘关节为支点的 杠杆。工人师傅在使用扳手的时候，常常在扳手末端套上一段铁管，这是为了 。7小丽研究定滑轮的使用特点，她每次都匀速提起钩码，研究过程如图7-13所

12、示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。比较（a）、（b）两图可知： ；比较（b）、（c）、（d）三图可知：8使用图7-14所示的滑轮组来提升重为200N的物体时，如果不计动滑轮及绳子重与摩擦，则：图甲中F1 = N，图乙中F2 = N。图甲中当物体G上升2m时，则力F1移动 m。9在生产和生活中，经常见到这样的情形：用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢；修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析，它们的物理模型属于同一种简单机械，即_，这种简单机械的优点是_。10在“512汶川地震”抢险救灾前线，一辆柳州市生产的装载机5s内将一块重20000N的巨石匀速举高3m，装载机

13、的举力对巨石做功为_J，举力做功的功率为_W11如图7-15所示，2008年北京奥运会火炬的质量为985g，火炬手持火炬沿水平路面匀速前进20m，火炬手对火炬做的功为 J若使火炬匀速升高lm，火炬手对火炬做的功为 J （不计空气阻力及燃料质量的变化，g取10Nkg） 12将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端。已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75，则推力做的总功为_J，推力做的有用功为_J，物体所受的重力为_N13甲、乙两个集装箱的质量相同，起重机第一次将甲集装箱以0.1m/s的速度匀速提升10m，第二次将乙集装箱以0.2m/s的速度匀速提升相同的高度。若不计空气阻

14、力，两次钢绳对集装箱的拉力相比，第一次 第二次；两次集装箱做功的功率相比，第一次 第二次（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）14小东用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下20cm时，杠杆的另一端把320N的重物提高了5cm，他做的有用功是 J总功是 J，杠杆的机械功率是 15用如图7-16所示的滑轮组将一个重8的物体匀速提高2m，所用拉力F为5则此过程拉力所做的有用功是 J，该滑轮组的机械效率是 16杨帆同学花了5s时间用了20N的水平拉力把150N重的木箱在水平地面上拉动了10m，如图7-17所示则拉力做的功是 J，重力做的功是 J拉力的功率为 W17如图7-18所示的机械拉着重500N的物体在水平地