第十一章简单机械和功介绍

江苏科技版江苏科技版2023/5/9江苏科技版江苏科技版2023/5/91.杠杆基本知杠杆基本知识识考点考点1 杠杆杠杆固定点固定点动动力作用力作用线线阻力作用阻力作用线线考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9点拨点拨(1)杠杆可直可曲，形状任意杠杆可直可曲，形状任意(2)有有些些情情况况下下，可可将将杠杠杆杆实实际际转转一一下下，来来帮帮助助确确定定支支点如：点如：钓鱼钓鱼竿、竿、铁锹铁锹等等(3)力力臂臂画画法法：一一找找支支点点、二二画画线线、三三连连距距离离、四四标标签签找支点找支点O；画力的作用画力的作用线线(虚虚线线)；画力臂画力臂(虚虚线线，过过支点垂直力的作用支点垂直力的作用线线作垂作垂线线)；标标力臂力臂(大括号或背向箭大括号或背向箭头头)易易错错点点 画画力力臂臂时时，千千万万不不要要把把支支点点到到力力作作用用点点的的连连线误认为线误认为是力臂是力臂考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9点拨点拨(1)找最大找最大动动力臂的方法：力臂的方法：当当动动力力作作用用点点确确定定时时，支支点点到到动动力力作作用用点点的的线线段段长长即即为为最大最大动动力臂；力臂；当当动动力力作作用用点点没没有有规规定定时时，应应看看杠杠杆杆上上哪哪一一点点离离支支点最点最远远，则这则这一点到支点的距离即一点到支点的距离即为为最大最大动动力臂力臂(2)最小最小动动力的作法：力的作法：先找到先找到(作出作出)最大最大动动力臂；力臂；过动过动力作用点作最大力作用点作最大动动力臂的垂力臂的垂线线(动动力作用力作用线线)；根据根据实际实际情况确定情况确定动动力的方向力的方向考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9静止静止考点聚焦考点聚焦2.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件江苏科技版江苏科技版2023/5/93.杠杆的分杠杆的分类类名称名称特征特征特点特点应应用用举举例例省力省力杠杆杠杆动动力臂大力臂大于阻力臂于阻力臂省力、省力、费费距离距离撬棒、撬棒、铡铡刀、刀、动动滑滑轮轮、轮轴轮轴、羊角、羊角锤锤、钢丝钳钢丝钳、手推手推车车、花枝剪刀、花枝剪刀费费力力杠杆杠杆动动力臂小力臂小于阻力臂于阻力臂费费力、力、省距离省距离缝纫缝纫机踏板、起重臂、机踏板、起重臂、人的前臂、理人的前臂、理发发剪刀、剪刀、钓鱼钓鱼竿竿等臂等臂杠杆杠杆动动力臂等力臂等于阻力臂于阻力臂 不省力、不省力、不不费费力力天平、定滑天平、定滑轮轮考点聚焦考点聚焦2023/5/9名称名称定定义义实质实质特点特点定滑定滑轮轮轴轴固定不固定不动动的的滑滑轮轮_杠杆杠杆使用定滑使用定滑轮轮_力，但可以力，但可以改改变变力的力的_动动滑滑轮轮轴轴可以随物体可以随物体一起运一起运动动的滑的滑轮轮动动力臂力臂为为阻力臂阻力臂_的杠杆的杠杆使用使用动动滑滑轮轮能省能省_力，但力，但费费一倍距离，且一倍距离，且动动滑滑轮轮不能改不能改变变_滑滑轮轮组组滑滑轮组轮组是由定是由定滑滑轮轮和和动动滑滑轮组轮组合而成合而成可以达到既省力又改可以达到既省力又改变变力的方向的目的力的方向的目的 在忽略滑在忽略滑轮轮与与轴轴之之间间的摩擦和的摩擦和绳绳重的情况下，使用重的情况下，使用滑滑轮组时轮组时，重物和，重物和动动滑滑轮总轮总重由几股重由几股绳绳子承担，提起重子承担，提起重物所用的力就等于物所用的力就等于总总重的重的_ 若若动动滑滑轮轮重重为为G动动，在忽略摩擦，在忽略摩擦时时有有_ 距离、速度关系：距离、速度关系：_考点考点2 滑轮滑轮等臂等臂不省不省方向方向二倍二倍一半一半力的方向力的方向几分之一几分之一考点聚焦考点聚焦F=(G+G动动)/nS=nh,v=nv物物江苏科技版江苏科技版2023/5/9归类示例归类示例例例12010无无锡锡如如图图141所所示示，用用螺螺丝丝刀刀撬撬起起图图钉钉请请在在图图中中画画出出螺螺丝丝刀刀受受到到图图钉钉阻阻力力F2的的力力臂臂；并并画画出作用在螺出作用在螺丝丝刀柄上刀柄上A点的最小点的最小动动力力F1的示意的示意图图Fl2江苏科技版江苏科技版2023/5/9例例22010扬州扬州 在在“探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件”的实验中：的实验中：归类示例归类示例江苏科技版江苏科技版2023/5/9左左消除杠杆的重力消除杠杆的重力对实验对实验的影响的影响(使杠杆的重力的力臂使杠杆的重力的力臂为为0)便于便于测测量力臂量力臂3归类示例归类示例(1)小小明明发发现现杠杠杆杆右右端端低低左左端端高高，要要使使它它在在水水平平位位置置平平衡衡，应应将将杠杠杆杆右右端端的的平平衡衡螺螺母母向向_调调节节小小明明调调 节节 杠杠 杆杆 使使 之之 在在 水水 平平 位位 置置 平平 衡衡 的的 主主 要要 目目 的的 是是_、_.(2)如如图图142甲甲所所示示，在在杠杠杆杆左左边边A处处挂挂四四个个相相同同的的钩钩码码，要要使使杠杠杆杆在在水水平平位位置置平平衡衡，应应在在杠杠杆杆右右边边B处处挂挂同同样样的的钩码钩码_个个(3)如如图图乙乙所所示示，用用弹弹簧簧测测力力计计在在C处处竖竖直直向向上上拉拉，当当弹弹簧簧测测力力计计逐逐渐渐向向右右倾倾斜斜时时，使使杠杠杆杆仍仍然然在在水水平平位位置置平平衡衡，则则弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数将将_(选选填填“变变大大”、“变变小小”或或“不不变变”)，其其原原因因是是_变大变大该该力的力臂逐力的力臂逐渐变渐变短了短了(此此时时的力臂不是的力臂不是OC了了例例4.（2011烟台）烟台）如图所示，轻质杠杆如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为中点悬挂重为60 N的物体，在的物体，在A端施加一竖直向上的力端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，则力则力F的大小是的大小是_保持保持F的方向不变，将杠杆从的方向不变，将杠杆从A位位置匀速提升到置匀速提升到B位置的过程中，力位置的过程中，力F将将_(填填“变大变大”“变小变小”或或“不变不变”)例例5(2011新疆新疆)某同学骑车在水平路面行进，当自行车两个某同学骑车在水平路面行进，当自行车两个脚踏板转到脚踏板转到_位置时，用力最小，这是因为这个位置位置时，用力最小，这是因为这个位置的的_最大最大归类示例归类示例30N不变不变水平水平力臂力臂江苏科技版江苏科技版2023/5/91.功的定功的定义义一一个个力力作作用用在在物物体体上上，物物体体在在这这个个力力的的方方向向上上移移动动了了一一段段距离，力学中就距离，力学中就说这说这个力做了功个力做了功2做功的两个必要因素做功的两个必要因素(1)作用在物体上的作用在物体上的_；(2)物体在力的方向上通物体在力的方向上通过过的的_考点聚焦考点聚焦考点考点1 功功力力距离距离江苏科技版江苏科技版2023/5/9点拨点拨 常常见见不做功的三种情况：不做功的三种情况：情形情形举举例分析例分析有力但有力但无距离无距离举举着物体不着物体不动动，虽虽然有力，但物体没有在然有力，但物体没有在力的方向上通力的方向上通过过距离距离有距离有距离但无力但无力由于由于惯惯性，性，铁饼铁饼在空中在空中飞飞行，行，虽虽然在空中然在空中运运动动了一段距离，但是在了一段距离，但是在这这个个过过程中运程中运动员动员不再有力作用在不再有力作用在铁饼铁饼上，所以运上，所以运动员动员不再不再对对铁饼铁饼做功做功力与距力与距离垂直离垂直水平方向运水平方向运动动的物体，其重力没有做功的物体，其重力没有做功考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/93.功的功的计计算算功功 等等 于于 _跟跟 物物 体体 在在 力力 的的 方方 向向 上上 通通 过过 的的_的乘的乘积积公式：公式：W_.4.功的功的单单位：位：_，1 J 1 Nm.5.感感受受功功的的大大小小：把把一一个个鸡鸡蛋蛋举举高高1 m所所做做的的功功大大约约是是0.5 J.力力距离距离Fs焦耳焦耳考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9功功快慢快慢考点考点2 功率功率 考点聚焦考点聚焦点点拨拨(1)功功率率是是表表示示物物体体做做功功快快慢慢的的物物理理量量，不不表示做功的多少；表示做功的多少；(2)比比较较功功率率的的大大小小时时不不能能只只看看做做功功的的多多少少或或做做功功时间时间的的长长短；短；(3)功功率率和和功功是是两两个个不不同同的的概概念念，做做功功多多，不不一一定定做功快，反之，做功快，不一定做功多做功快，反之，做功快，不一定做功多江苏科技版江苏科技版2023/5/9Fv考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/91.有用功、有用功、额额外功和外功和总总功功考点考点3 机械效率机械效率 考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9比比值值小于小于考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9测测量滑量滑轮组轮组的机械效率的机械效率考点考点4 机械效率的测量机械效率的测量 刻度尺、刻度尺、弹弹簧簧测测力力计计匀速直匀速直线线考点聚焦考点聚焦江苏科技版江苏科技版2023/5/9例例12011广广安安在在如如图图151所所示示的的四四种种情情境境中中，人人对对物体做功的是物体做功的是()A提着水桶在水平地面上匀速前提着水桶在水平地面上匀速前进进B扛着米袋慢慢爬上楼梯扛着米袋慢慢爬上楼梯C用力推汽用力推汽车车，汽，汽车车没没动动D举举着杠着杠铃铃原地不原地不动动B归类示例归类示例例例22011无无锡锡小小华华同同学学用用100 N的的水水平平推推力力，推推放放在在水水平平地地面面上上重重500 N的的物物体体，使使其其做做匀匀速速直直线线运运动动若若该该物物体体在在10 s内内移移动动5 m，则则在在此此过过程程中中它它的的速速度度为为_m/s，小，小华华做的功是做的功是_J，功率是，功率是_W.500.5500归类示例归类示例 例例4一位初三学生正常骑车时所受到的阻力为人和车一位初三学生正常骑车时所受到的阻力为人和车总重的总重的0.02倍，则这位学生正常骑车时消耗的平均功率最倍，则这位学生正常骑车时消耗的平均功率最接近于接近于 （）A7W B70WC280W D700WAF1F2，W1W2，P1F2，W1W2，P1P2CF1F2，W1W2，P1P2DF1P2归类示例归类示例 例例5.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知，已知ABAC，施加，施加的力分别为的力分别为F1、F2，拉力做的功为，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功，拉力做功的功率分别为率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是，则下列判断中正确的是()BA 例例8.8.（20112011苏州）苏州）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重滑轮组把重150 N150 N的物体匀速提升的物体匀速提升1 m1 m，不计摩擦和绳重，滑，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为60%.60%.则下列选项错误的是则下列选项错误的是()A A拉力大小一定是拉力大小一定是125 N B125 N B有用功一定是有用功一定是150 J150 J C C总功一定是总功一定是250 J D250 J D动滑轮重一定是动滑轮重一定是100 N100 N 例例7.一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一物体一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后比改进前相比匀速提升同样的高度，改进后比改进前相比()A有用功减少，总功减少有用功减少，总功减少 B有用功增加，总功增加有用功增加，总功增加 C有用功不变，总功减少有用功不变，总功减少 D机械效率提高了，功率也变大了机械效率提高了，功率也变大了归类示例归类示例CA 例例9如下图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋如下图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率，机械效率为为1；用乙滑轮所做的总功为；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为，机械效率为2.若不计绳重若不计绳重与摩擦，则与摩擦，则()AW1W212 BW1W212 CW12 DW1W212归类示例归类示例C人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。