简单机械总复习(培优)

博文教育讲义
课题名称：功和机械能 简单机械 学习目标
1理解掌握功、功率的定义及其计算；掌握机械能及相互转化; 2、 理解掌握杠杆、滑轮、滑轮组等知识点；
3、 知道什么是机械效率，它的大小与那哪些因素有关；
4、 找出各知识点之间的内在联系，构建知识体系。

教学过程 知识回顾课前热身
、功:
1 、功的理解：功是一个过程量，所描述的是在力的作用下，物体沿力的方向所移动距离的累积效应。

2 、做功的两个必要因素： （1） ______________________ ； （2） ______________________________________
3 、功的计算公式： __________________ 、功率： 1 、定义：
2 、意乂：表示 的物理量
3 、功率计算公式：
三、 __________________________________________ 功的原理：使用任何机械都不能节省 四、 杠杆
3、杠杆的平衡条件：
杠杆平衡指：杠杆的平衡是指杠杆处于静止状态（静平衡）或匀速转动状态（动平衡） 。

结论：
杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力X 动力臂
=阻力X 阻力臂，或 F i l i =F 2l 2
4 杠杆的应用和分类名称 结构特征 优缺点 应用举例
省力 杠杆 动力臂大于阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车
费力 杠杆
动力臂小于阻力臂
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂 杠杆
动力臂等于阻力臂 不省力不费力
天平，定滑轮
五、滑轮
1. 定滑轮:
① 定义：中间的轴固定不动的滑轮。

② 实质：等臂杠杆。

③ 特点：使用定滑轮既不能省力也不省距离，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 ）
1、定义： 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

2、五要素 组成杠杆示意图。

①支点： 杠杆绕着转动的点。

用字母
0表示。

②动力： 使杠杆转动的力。

用字母 F 1表示。

③阻力： 阻碍杠杆转动的力。

用字母
F 2表示。

④动力臂 从支点到动力作用线的距离。

用字母
L 1表示
⑤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：一找支点、二画线、三连距离、四标签。

① 定义：和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动） ② 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂
2倍的省力杠杆。

③ 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

1
④ 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）
贝F= G 只忽略轮轴间
2
1
的摩擦则，拉力F=
（G 物+G 动），绳子自由端移动距离 S F （或V F ） =2倍的
2
重物移动的距离 S G （或V G ）,即S F = 2S G , V F = 2V G
1、 定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

2、 特点：可以省力，也可以改变力的方向。

使用滑轮组时，若有
n 段绳子吊着物体，提起 物体所用
1
的力就是物重的n 分之一，即F G 物（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。

n
1
注意：如果不忽略动滑轮的重量则： F 二-G 物• G 滑
n
3、 动力移动的距离 s 和重物移动的距离 h 的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用 n 段绳子吊着物体， 提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的
n 倍，即s=nh 。

如下图所示。

（n 表示承担物重绳子的 段数）
4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：
V 绳工nV 物
2.动滑轮:
三、滑轮组
1
2
A
F i A
111 111
F
G 总 2
F
G 总 3
F
G 总 3
F
G 总 4
F
G 总 4
F
G 总
5
s=2h s=3h s=3h s=4h s=4h s=5h A B C D E F
1
5、滑轮组的组装：（1）.根据F
G 的关系，求出动滑轮上绳子的段数 n ； （2）确定动滑轮的个数; n
（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。

确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮， 当动滑轮上为偶数段绳子时， 可减少一个定滑轮， 但若要求改变力的作用方向时， 则应在增加一个定滑轮。

在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇动偶定”的规则，由内向外缠绕滑轮。

6、机械效率：有用功和总功的比。

公式：
_ W 有 例题辨析推陈出新
~W~总
例1.（ 1）请在图中画出用此杠杆提升物体时的最小力的示意图（
0为支点）
（2）如图所示，0为杠杆OAB 的支点，请画出物体受到的重力示意图和杠杆
OAB 所受拉力F 的力臂.
（3）根据图示要求，画出滑轮组的绕法。

［变式练习1］画出使杠杆AB 在图所示位置静止时所用最小力 F 的作用点和方向。

做的功是 （ ）
n= n=
n= __
n=_
n= __
n= __
C.正在作业的拖拉机
D
•提着水桶水平走，提桶的力
［变式练习2］起重机将 1000N 的重物匀速竖直提升了 3m 后，又把重物水平移动了 1m 则起重机对重物所 A.用木棒翘起石头 B. 塔吊吊起重物
A. 1000J B . 2000J C . 3000J D . 4000J
例5.如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个
滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计.当拉力 牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力再增加 5牛时，下列分析正确的是（
）
A.
弹簧测力计的示数为 20牛 B C.木板仍向右做
匀速直线运动
D
［变式练习6］如图6所示，杠杆可绕 0点转动，力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢 地由位置
A 拉到位置
B 的过程中，力 F （
）
A.
变大
B
.变小 C .不变 D .先变大后变小
［变式练习7］如图7所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其 从①一②一③，此过程中，弹簧测力计的示数将（
）
［变式练习3］ 变式练习2如图所示，为运动员投掷铅球的过程示意图
F 列有关说法错误的是（
A. 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 例3、关于功率以下说法中正确的是（
）
A. 据P=W/t 可知，机器做功越多，其功率就越大 B .据P=W/t 可知，机器做功时间越长，其功率就越小 C •机器功率大，则做功快，做功一定多 D •机器功率小，则做功慢，做功可能多
［变式练习4］ 对于功率和机械效率的理解，下列说法中正确的是（ A .机械工作时的功率越大，其工作时机械效率一定越高 B . C . D . 例4、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物不计绳：/ 重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
机械工作时的功率越大，其工作时一定越省力
机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高 机械工作时越省力，其机械效率一定越高
A. 甲图省力，机械效率甲图大
B. 甲图省力，机械效率一样大
C. 乙图省力，机械效率一样大
D. 乙图省力，机械效率乙图大
［变式练习5］如图所示，物体 A 在拉力Fp F 2作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离
s 。

试比较拉力
F ,、F 2及拉力所做的功 w 、W 2的大小。

（滑轮重、绳重及摩擦不计）
（ ）
1
A 、 F 1 F 2, W | =W 2
2 1
C F 1 F 2, W =W 2
4
1 1 B F 1
F 2, W 1 W 2 2 4 1 1 D F 1
F 2, S/1
.弹簧测力计的示数为
0牛
.小木块将保持静止 D
）
甲 乙
A.逐渐变大
C.先变大后变小
B. 逐渐变小
D.先变小后变大
轮组的机械效率为62.5%,小阳对绳子的拉力为F2。

已知小阳的质量为65Kg, 物体A的
质量为90Kg。

假设在拉绳子的过程中，小阳对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向
下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。

g取10N/Kg。

则下
列说法正确的是（）
A. F1=500N
B. G=600N
C. G动=200N
D. 匀速提升物体A时小阳对地面的压力是
50N
变式练习10如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。

的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升5m。

在这段时间内（）
A.拉力F做的有用功2000J
B. 滑轮组的机械效率75%
C. 动滑轮重700N
D. 拉力F做功的功率约33W
变式练习11 一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不考虑
空气的阻力和钢索重力）,
货物运动的路程（s）—时间⑴ 图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（
）
A. 2s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小
B. 货物竖直向上运动时，4s时的速度小于10s时的速度
例6.如图8所示，GF20N，台秤示数8N，不计滑轮重，物体G2重（
A . 2N B. 18N C. 28N D . 20N
图6
［变式练习8］如图所示，物体重180N,动滑轮重20N, 绳重和摩擦不计。

人对动
滑轮拉
力为F,
（
A.
C.
在F的作用下，物体
以）
F做的功为400J B
F的功率为40W D
0.1m/s的速度匀速上升2m则下列说法正确的是
.动滑轮对物体做的功为
.拉力F的大小为90N 变式练习9如图所示，小阳
利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体
升物体A时，滑轮组的机械效率为75%小阳对绳子的拉力为F i;当提升物体
拉力
拉力
720J
B。

当提
B时，滑
某次操作中，工人用400N
0 2 4 6 fi 10 12 £/•
C. 0至6s内钢索拉力做的功小于6s至12s内钢索拉力做的功
D. 货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变
变式练习12用如图12所示的装置匀速拉起重为G的物体（不计摩擦、滑轮重及绳重），
拉力F= ______ G 。

变式练习13如图，体重500N的人，要将G= 700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。

（1）如图甲，人站在地面上，至少要用__________ N的力拉绳。

（2）如图乙，人站在吊篮中至少要用N的力拉绳。

变式练习14如图丙所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力
F二
G。

例7.如图所示，一轻质杠杆A0可绕固定转轴0转动，A端悬挂一盏电灯，当绳子AB使杆处于图示的位置时，AB长为4m, OB长为3m绳子拉力为30N,则灯重为N .
变式练习15物体A在滑轮组拉力的作用下，1s 内沿水平地面匀速移动了示，不计滑轮和绳重及轴摩擦，求：
(1)绳子自由端的拉力；
(2)物体A受到的摩擦力；
(3)滑轮组对物体A做功的功率。

变式练习16如图所示，重物A是体积为1Odnf，密度为7.9 x 103kg/m3 的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡。

(g=1ON/kg )求：(1)重物A受到的浮力为多少?
(2)作用于绳端的拉力F是多少？
(3)若缓慢将重物A提升2m拉力做的功是多少？
(4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是多少？0.2m,弹簧测力计的示数如图所
乙
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课后作业巩固提高
1、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
2、、如图所示的轻质杠杆，AO小于BO在A B 两端悬挂重物G和G2后杠杆平衡.若匚~
将G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
3、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m ;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m,则被测物体质量的真实值为（）
4、如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,力F在这个
过程中（）
A.变大 B 、变小C 、不变D .先变大后变小
5、如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当匀速拉动物体运动时，则分别作用于各绳端的拉力F i=______ N , F2= _____ N, F3= _____ N。

7、如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9 x 103 kg/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)。