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简 单 机 械 和 功 复 习 一 、 简 单 机 械（ 一 ） 杠 杆 1、 杠 杆 五 要 素支 点动 力 ： F1阻 力 ： F2动 力 臂 ： L1阻 力 臂 ： L2（ 注 意 点 ： 支 点 一 定 在 杠 杆 上 ！ ） 2、 作 力 臂 的 方 法1).找 支 点2).沿 动 力 和 阻 力 的 方 向 画 出 力 的 作 用 线 ，3).从 支 点 作 这 些 力 的 作 用 线 的 垂 线 。这 个 垂 线 就 是 力 臂 。 F1F2L2L1 例 1、 如 图 所 示 、 杠 杆 OA在 力 F1、 F2的 作用 下 处 于 静 止 状 态 ， L2是 F2的 力 臂 ， 请 在 图 中画 出 力 F1的 力 臂 L1和 力 F2. FIL2O L1F2注 意 ： 由 于 L1L2,杠 杆 平 衡 ， 所 以 F1F2 3、 探 究 杠 杆 的 平 衡 条 件(1)什 么 叫 杠 杆 的 平 衡 ？答 ： 杠 杆 平 衡 是 指 杠 杆 静 止 不 动 或 杠杆 匀 速 转 动 。(2)杠 杆 平 衡 条 件 是 什 么 ？答 ： F1.L1=F2.L2答 :使 杠 杆 的 重 力 不 影 响 杠 杆 的 平 衡(3)实 验 前 为 什 么 要 调 节 杠 杆 两 端 的 螺母 使 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 ？ (4)为 什 么 在 杠 杆 两 边 挂 上 不同 数 量 的 钩 码 ， 调 节 钩 码 位 置 ，使 杠 杆 在 水 平 位 置 重 新 平 衡 ？答 :便 于 测 量 力 臂注 意 ： 杠 杆 平 衡 时 ， 动 力 使 杠 杆转 动 的 方 向 与 阻 力 使 杠 杆 转 动 的方 向 相 反 。 (3)费 力 杠 杆 动 力 臂 阻 力 臂 , （ 省 力 、 费 距 离 ） (2)等 臂 杠 杆 动 力 臂 =阻 力 臂 , 4、 杠 杆 分 类 : 例 2、 如 图 所 示 的 工 具 中 ， 使 用 时 属于 费 力 杠 杆 的 是 ( ) （ 二 ） 滑 轮 、 滑 轮 组1.定 滑 轮 ：特 点 ： （ 1） 不 能 省 力 没 有 摩 擦 时 F=G物 （ 2） 不 省 距 离 SF=h物 （ 3） 可 以 改 变 施 力 方 向实 质 ： 等 臂 杠 杆 G F1F2F 3 2.动 滑 轮特 点 ： 1） 能 省 力 不 计 摩 擦 时 ， F=1/2（ G+G动 ） 2） 费 距 离 SF=2h物 3） 不 可 以 改 变 施 力 方 向实 质 ： 动 力 臂 等 于 阻 力 臂 两 倍 的杠 杆 滑 轮 组 的 特 点 及 作 用 ： 既 可 省 力 ， 又 可 改 变 施 力 的 方 向FFG G 12F G 13F G不 计 绳 重 、 动 滑 轮 重 及 摩 擦 轮 轴 实 质 ： 省 力 杠 杆斜 面 作 用 ： 省 力 二 、 功1、 做 功 的 两 个 必 要 因 素 ：（ 1） 有 力 作 用 在 物 体 上 ；（ 2） 物 体 在 这 个 力 的 方 向 上 移动 一 段 距 离 2、 功 的 定 义 ： 力 和 物 体 在 力 的 方 向 上移 动 距 离 的 乘 积3、 功 的 计 算 ： W=FS4、 功 的 国 际 单 位 ： J注 意 ： 使 用 任 何 机 械 都 不 省 功 ！ 三 、 功 率2、 定 义 ： 功 与 做 功 所 用 时 间 的 比1、 意 义 ： 表 示 做 功 快 慢3、 公 式 ： P=W/t恒 力 F做 功 时 功 率 ： P=FV 4.估 测 上 楼 时 的 功 率 ：需 要 测 哪 些 物 理 量 ？ 需 要 哪 些 器 材 ？人 从 一 楼 登 上 三 楼 正 常 需 要 多 少时 间 ？ 有 用 功 ： 对 人 们 有 利 用 价 值 的 功有 用W额 外 功 ： 无 利 用 价 值 但 又 不 得 不 做 的 功额W总 功 ： 动 力 所 做 的 功 总W W总 =W有 用 +W额 四 、 机 械 效 率 机 械 效 率 定 义 ： 有 用 功 与 总 功 的 比 值 叫 机 械效 率 .表 达 式 : 没 有 ！ 因 为 有 用 功 总 小 于 总 功 ， 所 以机 械 效 率 总 小 于 1 有 没 有 机 械 效 率 为 100%的 机 械 ？ 为 什 么 ？总有WW 100% 提 高 滑 轮 组 机 械 效 率 的 方 法 ：（ 1） 增 大 物 重 ；（ 2） 减 小 动 滑 轮 重 ；（ 3） 减 小 绳 重 及 摩 擦1、 滑 轮 、 滑 轮 组 提 升 重 物 ： W有 用 =Gh W总 =FS 不 计 绳 重 和 摩 擦 ， 则 ： F= 1/n(G+G动 )滑 轮 、 滑 轮 组 的 机 械 效 率 2、 滑 轮 、 滑 轮 组 平 移 重 物W有 用 =f.S物W总 =FS 不 计 绳 重 和 摩 擦 ， 则 ： F= 1/nf 例 3、 如 图 ， 用 10N的 力 F拉 着 物 体 在水 平 面 上 使 物 体 匀 速 运 动 ， 物 体 运 动 速 度为 20cm/s,（ 1） 若 不 计 绳 重 及 摩 擦 ， 求 物 体 受 到 地 面 的摩 擦 力 为 多 大 ？ 拉 力 的 功 率 为 多 大 ？(2)若 考 虑 绳 重 及 摩 擦 ， 实 际 拉 力 为 12N， 则滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 多 大 ？ F 解 ； (1)不 计 绳 重 及 摩 擦 ， f=3F=3X10N=30N P=F.VF=FX3V物 =10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有 用 /W总 =f.S物 /F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答 ： 物 体 受 到 地 面 的 摩 擦 力 为 30N,拉 力 的 功 率为 6W.滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 83.3% 课 堂 练 习 2、 如 图 是 自 卸 车 的 示 意 图 ， 车 厢 部 分 视 为杠 杆 ， 则 下 列 分 析 正 确 的 是 （ ）A.B点 是 支 点 ， 液 压 杆 施 的 力 是 动 力 ， 货 物 重是 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、 如 图 所 示 ， 一 根 重 木 棒 在 水 平 动 力 （ 拉 力 ） 的 作 用 下 以 点 为 轴 ， 由 竖 直 位 置 逆 时针 匀 速 转 到 水 平 位 置 的 过 程 中 ， 若 动 力 臂为 l， 动 力 与 动 力 臂 的 乘 积 为 ， 则 （ ）A 增 大 ， 增 大 ， 增 大 B 增 大 ， 减 小 ， 减 小 C 增 大 ， 减 小 ， 增 大 D 减 小 ， 增 大 ， 增 大 4、 如 图 6所 示 ， 长 1.6m、 粗 细 均 匀 的 金 属 杆 可 以绕 O点 在 竖 直 平 面 内 自 由 转 动 ， 一 拉 力 位 移传 感 器 竖 直 作 用 在 杆 上 ， 并 能 使 杆 始 终 保 持 水 平平 衡 。 该 传 感 器 显 示 其 拉 力 F与 作 用 点 到 O点 距 离x的 变 化 关 系 如 图 7所 示 。 据 图 可 知 金 属 杆 重 A 5 N B 10 N C 20 N D 40 N 6、 提 高 机 车 的 额 定 功 率 是 铁 路 进 一 步 提 速 要解 决 的 一 个 重 要 课 题 。 机 车 的 输 出 功 率 等 于 牵引 力 与 速 度 的 乘 积 。 若 列 车 所 受 阻 力 与 速 度 成正 比 ， 那 么 ， 列 车 提 速 前 后 分 别 以 最 高 时 速120 km和 180 km在 平 直 轨 道 上 匀 速 行 驶 时 ，机 车 的 输 出 功 率 之 比 为A 2 3 B 3 2 C 4 9 D 9 4 7 跳 绳 是 一 种 简 便 易 行 的 锻 炼 方 式 .图 7描 绘 了某 同 学 某 次 跳 绳 时 重 心 移 动 的 高 度 h随 时 间 t变化 的 图 像 .由 图 像 可 知 ， 他 的 重 心 移 动 的 最 大高 度 为 cm.若 该 同 学 的 体 重 为 500N， 则他 1min内 克 服 重 力 做 功 的 功 率 为 W. 8 如 图 17所 示 ， 小 冯 分 别 用 甲 、 乙 两 滑轮 把 同 样 的 桶 从 一 楼 地 面 提 到 二 楼 地 面 ，用 甲 滑 轮 所 做 的 总 功 为 W1， 机 械 效 率 为1； 用 乙 滑 轮 所 做 的 总 功 为 W2， 机 械 效 率为 2， 若 不 计 绳 重 及 摩 擦 ， 则A W1=W2， 1=2 B W1=W2， 12C W12 D W1W2， 12 例 5、 如 图 所 示 ， 用 一 动 滑 轮 拉 一 物 体 A以 0.5m/s的 速 度 在 水 平 面 上 匀 速 运 动 ， 物 体 A重 为 20N，受 到 的 摩 擦 力 是 物 重 的 0.2倍 ， 水 平 拉 力 F为 2.5N，求 ： 拉 力 F的 功 率 是 多 少 ？ 在 2S内 拉 力 做 的 功 是多 少 ， 滑 轮 的 机 械 效 率 是 多 少 ？ （ 不 计 滑 轮 重 ） 9 如 图 10所 示 ， 甲 、 乙 两 人 将 一木 箱 从 一 楼 抬 上 三 楼 ， 甲 对 木 箱做 的 功 _乙 对 木 箱 做 的 功(填 “ 大 于 ” 、 “ 等 于 ” 或 “ 小于 ” )
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