专题复习五：简单机械与功

专题：简单机械与功一、认识功的概念，了解做功的两个必要因素。

理解功的计算公式，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。

1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

如某同学踢足球，球离脚后飞出10m 远，足球飞出10m 的过程中人不做功。

（原因是足球靠由于具有惯性飞出）。

3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：W=FS （W=Gh 克服重力做功）4、功的单位：焦耳，1J= 1N ·m 。

把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。

5、应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

二、理解功率的概念，了解功率在实际中的应用。

1、定义：单位时间里完成的功成名遂2、物理意义：表示做功快慢的物理量。

4、单位：主单位 W 3、公式： P= Fv5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

三、了解机械使用的历史发展过程，会使用简单机械改变力的大小和方向。

1、动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母l 1表示。

2、阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母l 2表示。

画力臂方法： ⑴ 找支点O ；⑵ 画力的作用线（虚线）； ⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂（大括号）。

3、研究杠杆的平衡条件：① 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：可以方便直接从杠杆上量出力臂。

② 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

写成公式F 1l 1=F 2l 2 也可写成：F 1 / F 2=l 2 / l 1解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

P W t=说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。

五、知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用，会组装简单的滑轮组。

1、 定滑轮：③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离S F (或速度v F ) = 重物移动的距离S G (或速度v G ) 2、 动滑轮：（1）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

（2）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

（3）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 12G 只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 1 2(G 物+G 动)绳子自由端移动距离S F (或v F )=2倍的重物移动的距离S G (或v G )3、 滑轮组②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1 n G 。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1 n ) 绳子自由端移动距离S F (或v F )=n 倍的重物移动的距离S G (或v G ) ④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”六、了解有用功、额外功和总功，理解机械效率的意义。

１、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W 有用＝Gh （提升重物）=W 总－W 额=ηW 总 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W 额= W 总－W 有用= W 总（1－η）=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W 总=W 有用＋W 额=FS= W 有用／η 4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。

② 公式：动滑轮：滑轮组③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。

通常用 百分数 表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦，同一机械提升的物重越重，机械效率越高。

F 1 1η W 有用 W 总= η Gh FS = Gh F2h = G2F= η Gh = Gh Fnh = GnF =5、机械效率的测量： ① 原 理：②应测物理量：钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S ③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B 提升重物越重，做的有用功相对就多。

C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

6、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功 练习 一、选择题1．如图1，下图中可视为费力杠杆的是 （ ）A 2．如图2所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是( )A. B 点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力B. B 点是支点，物体A 放在车厢前部可省力C. C 点是支点，物体A 放在车厢后部可省力D.C 点是支点，物体A 放在车厢前部可省力3．一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在200牛和300牛的重物时，杠杆恰好平衡．若将两边物重同时减少50牛，则杠杆 （ ）A ．左端下沉B ．右端下沉C ．仍然平衡D ．无法确定4．如图3所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离，则杠杆 （ ） A ．仍能平衡 B ．不能平衡，大球那端下沉 C ．不能平衡，小球那端下沉 D ．无法判断5. 如图4示，人的前臂可视为杠杆，当将茶杯沿箭头方向举起时，下列说法正确的是（ ） A. 前臂是省力杠杆，阻力臂变大 B. 前臂是省力杠杆，阻力臂变小 C. 前臂是费力杠杆，阻力臂变大 D. 前臂是费力杠杆，阻力臂变小6. 如图5所示,林雨将两只鸡蛋举高1米，所做的功最接近于（ ） A. 0.01 J B. 0.1 J C. 1 J D. 10 Jη W 有用 W 总 = Gh=图3 图4 图5 图6 图77. 如图6所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（）A. 杠杆仍保持平衡B. 杠杆的A端向下倾斜C. 杠杆的B端向下倾斜D. 无法判断8. 如图7所示，AOB为一杠杆(自重不计)，O为支点(OA<OB，OD=OA)，在A端悬挂一重物G，那么（）A. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的B. 在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡C. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力D. 在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡9. 如图8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（）图8 图9A. 在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B. 在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功C. 在c到d的过程中，没有力对铅球做功D. 在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化10. 斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图9所示的甲、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. 甲方法可以省力，也能省功C. 乙方法可以省力，但不能省功D. 乙方法可以省力，也能省功11.甲比乙高,如果举起相同质量的杠铃所用时间相等,如图10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，乙的功率较大图1012. 如图11所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。

物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是A. 甲图中的拉力等于乙图中的拉力B. 甲图中的拉力小于乙图中的拉力C. 甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率D. 甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率图1213.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14．关于滑轮组的叙述，较全面的是( )A.一定省力，又能改变力的方向B.一定省力，但不能改变力的方向C.有时既能省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不能改变力的方向15．陷进沼泽的汽车，司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动，此过程A.发动机对汽车没有做功B.发动机对汽车没有作用力C.司机对汽车做了功D.地面的摩擦力对汽车做了功16、李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中，他的功率与下列哪个值最相近：A、5WB、50WC、500WD、5000W二、填空题16.两台机器的实际功率之比为5:1,则做同样的功所需的时间之比是________;17. 利用定滑轮提起重物，沿着如图13所示方向的F1、F2、F3来施力拉绳子时拉力大小的关系是F1______ F2______ F3(以上两空选填“＝”或“≠”)，这是因为F1、F2、F3的力臂________(选填“相等”或“不等”)18．小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4㎏,她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5㎝，则每上升一次，她对鞋所做的功为________J.跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的0.3倍，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为________W（g=10N/㎏）图13 19．杠杆的应用非常厂泛，如图14所示的两种剪刀，正常使用时属于省力杠杆的是_____剪刀（填甲、乙）根据功的原理，使用这两处剪刀都不能省______;工程车上的起重臂就是一个费力杠杆（如图15所示），使用它的好处是能够省________;如图16所示,A装置是____滑轮（选填“定”或“动”）,它的实质是_________,使用它的作用是___________________.图14 图15 图16 图1720. 如图17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。