九年级物理第九章 机械和功 复习北师大版知识精讲

初三物理第九章机械和功复习北师大版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第九章机械和功复习

【学习过程】

一. 知识结构

1. 简单机械

综合问题：与运动、浮力、密度、压强结合，

2. 功、功率、机械效率比较

功功率机械效率符号W P η

意义表示做功的多少。

功是由两个必要因素

决定的表示做功的快慢。

是单位时间所完成

的功

有用功跟总功

的比值

计算W=Fs P=W/t η=W

有用/W

总

【典型例题】

例1. 身高几乎相同的兄弟两个，用长1.5米的扁担抬一桶水，哥哥把水桶挂在扁担上距自己肩0.5米处，桶和水共重300牛，问兄弟二人各负担多大的力？（不计扁担重）

分析：兄弟二人抬水时，水桶作用在扁担上的力是阻力，兄弟俩肩头对扁担的作用力可以作为动力。若要求哥哥肩上负担的力有多大，可把弟弟的肩同扁担接触的那点看作是支点；反之，求弟弟肩上负担的力，只要把哥哥的肩同扁担接触的那点作支点，然后用杠杆平衡条件来求解。

解：扁担长L=1.5米，桶重为G=300N。哥哥肩与水桶作用在扁担上的力的作用点的距离为L

=0.5米。则弟弟肩与水桶作用在扁担上的力的作用点的距离

为L─L

=1.5米-0.5米=1米。

以哥哥肩为支点，根据杠杆平衡条件

GL

0=F

弟

L

300N×0.5m= F

弟

×1.5m

解得 F

弟

=100N

以弟弟肩为支点时，根据杠杆平衡条件，

G(L-L

0)=F

哥

L

300N×1m= F

哥

×1.5m

解得 F

哥

=200N

即哥哥负担200牛的力，弟弟负担100牛的力。

小结：过支点的作用力，力臂为零，把支点选在肩头，可以减少未知量。

例2. 如图所示，浸没在水中的金属块，体积为 2米3，重4×104牛，用滑轮组向上匀速吊起金属块（金属块始终全部浸没在水中），至少要用多大的拉力F 才行？（动滑轮及摩擦不计）

分析：金属块匀速上升应满足力的平衡条件。金属块受重力、浮力、滑轮组对它向上的拉力，满足G=F 浮+F 拉物。金属块受到的浮力由阿基米德原理来计算F 浮=ρ水gV 排，对重物的拉力，F 拉物=G-F 浮。由图可知，由3股绳子来承担，动滑轮及摩擦不计，F=F 拉物/3

解：F 浮=ρ水gV 排

=1×103千克／米3×9.8牛／千克×2米3 =1.96×104牛

金属块匀速上升，处于平衡状态，滑轮组对金属块的拉力 F 拉=G-F 浮=4×104牛-1.96×104牛 = 2.04×104牛

滑轮组吊起重物是由3股绳子承担，绳子自由端拉力即是每股绳上受的力。

牛牛拉物34108.63

1004.23

⨯=⨯==

F F

答：至少要用6.8×103牛的拉力才行。

小结：本题综合浮力、力的平衡、滑轮组等知识，对于复杂的综合题应分析包含那几个基本物理过程，应用哪些基本规律，把综合问题分解成几个小问题。本题包括三个基本知识要点，一、对金属块进行受力分析，根据匀速上升，满足力的平衡条件；第二根据阿基米德原理计算浮力；第三、滑轮组吊重物，由与动滑轮连接的绳子数来考虑绳子拉力与承担重物的关系。

例3. 两个体积相等的实心铜球和铅球，挂于轻质杠杆两端，当支点O 位于某处时，杠杆平衡，如图所示。现将两球慢慢浸没在水中后，要想使杠杆平衡，关于支点O 的移动情况下列叙述正确的是 （ ）

A ．向铜球侧移动

B ．向铝球侧移动

C ．不需要移动

D ．无法判断

解析：两球密度不同，质量不同，m 铝

答案： A ．

例4. 下图是甲、乙两台机械做功与时间的函数关系图象，由图可知，甲机械的功率P 甲，和乙机械的功率P 乙比较（ ）

W/J

t/S

甲

乙

A. P 甲>P 乙

B. P 甲=P 乙

C. P 甲

D. 条件不足，无法判断

分析：比较功率大小可以采取下面的做法：比较相同时间，二者完成的功的多少；或比较相同的功，二者所用时间的长短。在时间轴上选取一点，向上平行于纵轴做一条线，与两条图象相交的点的纵坐标就表示了甲乙在同一时间所做的功，如下图可知，相同时间甲完成的功多，所以甲的功率大。

答案：A

例5. 用功率为1500瓦特的电动机带动起重机，以0.2米/秒的速度匀速提升物体，起重机的效率为80%，求它所提起的物体的重量。

分析：本题给出机械效率，是电动机做功和对重物做功的一个联系纽带。可以分析，电动机所做的功是总功，对重物做的功是有用功。但题目没有总功有用功的已知，虽给出了电动机功率、和物体移动速度，但没有时间条件，无法求出提物上升的距离。所以只有设时间t ，才能写出有用功，总功的表达式。

解：设起重机提升物体所用的时间为t ，则物体上升高度h=vt ，对起重机来说

W 有用＝Gh ＝Gvt W 总＝Pt 由P

Gv

Pt Gvt W W =

=

=

总

有η N s

m W

v

P

G 6000/2.01500%80⨯=

=

η

答：它所提起的物体重6000牛顿。

小结：机械做功与对物体做功时间相同，所以机械效率可以用有用功率和总功率来计算。总

有总有总

有P P t

P t P W W =

=

=

η

例6. 在“测滑轮组的机械效率”实验中，用同一滑轮组进两次实验，得到如下表数据：

次数 钩码质量 (克)

钩码上升高度 (米)

弹簧秤示数 (牛)

弹簧秤移动距

离 (米)