中考物理专题复习PPT课件8：简单机械 功和功率

【答案】 C
【解析】 要想用更小的动力，在阻力、动力臂不变，根据 杠杆平衡条件可知，要减小阻力臂，所以铁丝要靠近转轴的A 处。
由图可知，人手对柄部作用力F1，使钳子沿顺时针方向转 动，所以阻力F2垂直钳口向上；从支点向动力作用线做垂线段的 长度即为动力臂，如图所示。
【答案】 如图
1．杠杆力臂作图的步骤：(1)找点：找出杠杆的支点；(2)画线：画出动力 作用线和阻力作用线，必要时用虚线将力的作用线正向延长或反向延长；作垂 线段：从支点向力的作用线作垂线，画出垂足；(4)确定力臂：支点到垂足之间 的垂线段就是该力的力臂；(5)标示：用大括号或双箭头表示力臂，在旁边标上 字母l1或l2。
2．动滑轮 (1)实质：动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。如图所示，动滑 轮在绳子固定端一侧的切点是支点，而所施加的拉力和被提升物体的重力分别是 动力和阻力，则动力臂和阻力臂分别是动滑轮的直径和半径。因此它是一个动力 臂为阻力臂2倍的省力杠杆，能省一半力，但比较费距离。
(2)用动滑轮提升重物时，若考虑动滑轮的重力，且不计绳重和摩擦，则动力 克服的阻力应是物重和动滑轮的重力之和，即F＝12 (G物＋G动)。
【解析】 (1)巧克力的营养成分表上标有“每100 g能量2361 kJ”，据此可 得每克巧克力提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出 的热量，所以标识的含义与热值类似。故选C。
(2)步行上一层楼做的功W＝Gh＝mgh＝50 kg×10 N/kg×3 m＝1 500 J
他克服重力做功的功率P＝Wt
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，与动滑轮相联系的绳子的段数即为承担
重物绳子的段数。
(4)物体上升距离与绳子自由端移动的距离关系为：h物＝n1 s绳。
杠杆的分类
杠杆种类 力臂关系 省、费力情况 省、费距离情况
举例
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
l1＞l2 l1＜l2 l1＝l2
省力F1＜F2 费力F1＞F2
3．滑轮组 (1)使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用的力就是物重的 几分之一，即F动＝n1 G物。
(2)此式成立的条件：忽略滑轮的重力以及绳、轮的摩擦。若只忽略摩擦但考
虑动滑轮的重力时，此式变为F动＝
1 n
(G物＋G动)，其中G动为动滑轮的重力，n为吊
着动滑轮绳子的段数。
(3)判断滑轮组用几段绳子吊着物体的方法——切割分离法。
【答案】 费；小于。
【解析】 A．使用斜面可以省力，属于省力杠杆；B.赛艇桨在使用过程 中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；C.定滑轮是等臂杠杆，使用时不省力； D.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故选C。
【答案】 A
【解析】 A．用钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；B. 用船桨划龙舟时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；C.用独轮车运砖头时，动 力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；D.用指甲剪剪指甲时，动力臂大于阻力臂，属 于省力杠杆．故选B。
(2)小华同学质量为50 kg，正常情况下步行上一层楼需要12 s，他克服重力做 多少功？他克服重力做功的功率是多少？(每层楼高3 m，g取10 N/kg)
(3)人体摄入了过多的能量往往希望通过运动消耗掉。小华同学吃了一块净含 量50 g的巧克力，如果他从巧克力获得的能量全部用于克服重力做功，则他要爬 多少层楼？(每层楼高3 m)
【解析】 (2)拉力对包裹做的功：W＝Gh＝mgh＝12 kg×10 N/kg×120 m ＝1.44×104J。
【答案】 见解析
【解析】
(3)s＝vt＝9
km/h×
1 60
h＝0.15
km以发动机的牵引力为：F＝152 N
【答案】 见解析
【解析】 (1)小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上 前进了2 m，推力对箱子做的功：
平衡
条件 ②___F_1_l1_＝__F_2_l2____
二、滑轮与滑轮组(h：重物提升的高度，s：绳子通过的距离，v：重物提升
速度，v′：绳子自由端速度)
类型
定义
实质
特点
s与h的关系 v′与v的关系
在使用过程 定滑
中，轴固定不 轮
动的滑轮
等臂杠杆
不省力也不省 距离，可以改
s＝④___h___ 变力的 ③__方__向____
t一定时 W越大，P越大，P与W成正比
P一定时
W与t成正比
二、功率与力和速度的关系
推导过程：P＝Wt ＝Fts ＝Fv 上述关系对功率的实际应用有较大的意义。例如汽车发动机的功率一定时，
由F＝
P v
可知，牵引力与速度成反比，所以汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡
减速，以获得更大的牵引力。
一、三种不做功的情况
【解析】 A．在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置靠近把手未端 时，动力臂大，则动力小，更省力，故A错误；B.砖头的位置远离车轮时，此时 的动力臂和阻力大小不变，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大， 抬起更费力，故B错误；C.由图可知，整个杠杆是围绕轮子的中心转动的，所以 轮子的中心是杠杆的支点，故C正确；D.图中的动力臂大于阻力臂，根据杠杆的 平衡条件可知，动力小于阻力，即F小于G，故D错误。故选：C。
简单机械
一、杠杆 1．在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
2．杠杆的五要素及杠杆的平衡
①_支__点___ 杠杆绕着转动的固定点O
杠杆的 五要素
动力 阻力 动力臂
使杠杆转动的力F1 阻碍杠杆转动的力F2 从支点O到动力F1作用线的距离l1
阻力臂 从支点O到阻力F2作用线的距离l2
杠杆的 定义 杠杆在动力和阻力作用下静止时的状态
【答案】 B
此类题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大 于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力 臂。知道使用任何机械都不省功，当不知道动力臂与阻力臂的关系时，可以根 据动力作用点与阻力作用点移动的距离来判断：动力作用点移动大的要费距 离，所以省力；动力作用点移动小的要省距离，所以费力。
＝
Gh F·nh
＝
G nF
或
W额＝ G动h
W总＝Fs＝F·nh＝ Gh＋G动h
η＝Gh＋GhG动h
＝G＋GG动
注：n为承担物
重的绳子股数
拉力F、物重G、 物体匀速移动时 与地面间的摩擦 力f、物体移动距 离s物、拉力F移 动距离s
W有＝ f·s物
η＝ W有 ＝
W总
f·s物 F·s
＝Ff··ns物s物
＝1
500 12 s
J
＝125 W
(3)吃一块净含量50 g的巧克力获得的能量
Q＝2
361 100
kJ g
×50 g＝1 180.5 kJ＝1.1805×106 J
所以，他爬楼的层数n＝1.1810550×01J06 J ＝787层
【答案】 见上述解析过程
解有关功和功率的计算题时，先根据问题和所给的已知条件找准公式，一
三、利用简单机械做功
条件
W有
W额
W总
η
拉力F、物体上 升高度h、物重 G、动滑轮重G动
W有＝Gh
W额＝ G动h
W总＝Fs或W总＝ W有＋W额或W总＝ Gh＋G动h
η＝W有
W总
＝GFhs
＝Gh＋GhG动h
＝G＋GG动
拉力F、物体上 升高度h、物重 G、动滑轮重G动
W有＝Gh
η＝
W有 W总
＝
Gh Fs
的方向，若承担 ⑨___n_h____(n v′＝nv(n指承
物重的绳子为n
担物重的绳子 指承担物重的
股，则绳端施加 绳子的股数) 的股数)
的力为物重的n1
注意 以上分析中均忽略滑轮重、绳重及摩擦。
一、杠杆力臂的画法 1．确定支点O：假设杠杆转动，找杠杆上相对静止的点即为支点。如图甲所 示。
2．确定动力、阻力作用线：从动力、阻力作用点沿力的方向分别作一带箭 头的线段，其所在直线为力的作用线，如图乙所示。
额外功 总功
不想做，但为达到目的又④__不__得__不__做___的功(W额) 为达到目的总共所做的功(W总)
机械效率 有用功跟总功的比值叫作机械效率，公式η＝W有
W总
一、功率与功之间的关系
功率表示做功的快慢，不表示做功的多少。做功的多少由功率和时间两个
因素决定。
讨论P＝Wt 时要控制变量，如下
W一定时 t越大，P越小，P与t成反比
2．杠杆最省力的作图方法：(1)动力作用点要选在杆的最远端(指距支点最 远处)；(2)连接动力作用点与支点即为最长动力臂，此时动力最小；(3)根据动 力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定动力的方向；(4)以动力作用点为垂足， 沿动力方向作动力作用点与支点连线的垂线。
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120 m高度的过程中，拉力对包裹做的 功是多少？(g＝10 N/kg)
3．作力臂：从支点向力的作用线作垂线段，支点到垂足间的距离为力臂， 力臂用实线(或虚线)表示并用大括号(或带箭头的线段)标明，在旁边标上字母l1或 l2，分别表示动力臂或阻力臂。如图丙所示。
二、滑轮的省力情况判断 1．定滑轮 实质：定滑轮实质上是一个等臂杠杆，如图所示，定滑轮的中心轴可以看做 杠杆的支点。人施加的拉力为动力F，被提升物体的重力为阻力G，动力臂l1和阻 力臂l2都是定滑轮的半径，因此它是一个等臂杠杆。
分类
特点
举例
“劳而无功”
有力F，无距离s
推石头但没推动
“不劳无功”
无力F，有距离s
正在空中飞行的足球
人提着水桶在水平路面上行走
有力F，也有距离s，但F方向
“劳也无功”
了一段距离，人对水桶没有做
与s方向垂直
功
二、功、功率和机械效率的区别
物理量 物理意义
定义
符号 公式 单位
说明
有力作用在物体
1.功率大小由功
—
W总＝F·s＝F·ns物 ＝n·f F
注：n为承担摩
擦力的绳子股数
拉力F、物重G、 斜面长l、斜面高 W有＝Gh h、物体匀速移 动时与斜面间摩 擦力为f
说明
W总＝Fl或W总＝ W额＝fl
Gh＋fl 不计绳重和摩擦
η＝W有
W总
＝GFhl
或
η＝GhG＋h fl
【解析】 由桨的结构可知，赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂，为费 力杠杆；费了力，省了距离，划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动 较大的距离。
般有P＝
W t
，W＝Fs，v＝
s t
及变形公式P＝Fv。在应用公式时，要注意物理
量都要用国际单位，特别是P＝Fv中，v的单位一定要用m/s。
【解析】 A．有用功和总功的比值叫做机械效率，只要使用机械，就必然 会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会 小于总功，机械效率总是小于1，故A正确；B.在有用功一定时，减小机械内部摩 擦可以少做额外功，也就是减少总功，所以机械效率会提高，故B正确；C.为了 尽可能提高机械利用率，节约能源，往往要提高机械效率，达到机械利用的最佳 效果，故C正确；D.机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的大小与做功快 慢无关，故D不正确．故选：D。
v′＝v
在使用过程
中，轴随物体
可省
一起移动的滑 动滑
⑤__5_一__半___的
轮(“动”指
轮
力，但不能改
轴的位置在移 动力臂是阻力 变力的方向
动而不是转 臂二倍的杠杆
动)
s＝⑥__2_h___
v′＝2v
将动滑轮和定 滑轮
滑轮组合在一 组
起即为滑轮组
既可以⑦__省__力__
又可以⑧改__变__力__ s＝
W1＝Fs1＝40 N×2 m＝80 J； 松开手后，书箱仍向前滑行了1 m，书箱由于惯性滑行，则小明没有做功， 即W2＝0 J； 整个过程中小明对书箱一共做的功：W＝W1＋W2＝80 J＋0 J＝80 J； (2)书箱在水平面上运动，虽然受重力，也有距离，但在重力的方向上没有移 动距离，所以重力没做功，为0 J。 【答案】 80；0
F1＝F2
费距离s1＞s2 省距离s1＜s2
s1＝s2
手推车、铡刀 镊子、钓鱼竿
天平
功、功率、机械效率
相关概念
物理量
定义
功
力和物体在力的方向上移动的距离的①_乘__积___叫做功，计算公
式：W＝Fs
②___功_____与做功所用时间之比叫功率，计算公式：P＝
功率
W ③____t ____
有用功 根据目的想要做的功(W有)
中考物理专题复习： 简单机械 功和 功率
物理
课标要求： 2．2.6 知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。 3．2.2 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 3．2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。 3．2.4 了解人类使用机械的历程。了解机械的使用对社会发展的作用。
上，并且物体在力
做功即能
和时间共同决
功
的方向上移动了一 W W＝Fs J
量的转化
定，单独强调某
段距离，就说力对
一方面是错误的
物体做了功
功率
做功的 快慢
功与做功所用时 间之比
机械 反应机械性 有用功占总功的 效率 能的物理量 比值
P
P＝Wt
W 2．功率和机械效 kW
率是两个不同的
MW
物理量，它们之
η η＝WW有 总 无 间没有直接关系