第十一章 简单机械和功专题复习一、知识总结简单机械和功简单机械功功的计算滑轮杠杆做功的两个必要因素功机械效率功率功的单位省力杠杆等臂杠杆费力杠杆知识点一：杠杆在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。 F2 杠杆不一定是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。 跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。 滑轮是一种变形的杠杆，且定滑轮是一种等臂杠杆，动滑轮是一种动力臂是阻力臂的两倍的杠杆。一点、二力、二臂：支点（0）：杠杆绕其转动的点动力(F1) ：使杠杆转动的力阻力(F2) ：阻碍杠杆转动的力（方向判断）动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离知识点二：杠杆平衡条件杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂公式：知识点三：杠杆的分类1. 省力杠杆，费距离。2. 费力杠杆，省距离。3. 不省力也不费力。F1 F2 O L1 L2知识点四：定滑轮1.定义：使用时，轴的位置固定不动的滑轮2.实质：等臂杠杆3.特点：不省力但可以改变动力方向 知识点五：动滑轮1.定义：使用时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮2.实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆3.特点：省一半力但不可以改变动力方向，动力移动距离是阻力移动距离的两倍知识点六：滑轮组1.定义：动滑轮与定滑轮的组合2.每一类滑轮组绳子绕法有两种3.特点：省力又可以改变动力方向 F=（）/n n是与动滑轮相连的绳子段数知识点七：功1.做功的两个要素：（1）作用在物体上的力（2）物体在力的方向上通过的距离2.公式：W=F S （在力的方向上通过的距离）3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）知识点八：功率1.功率：表示做功快慢的物理量 2.定义：单位时间完成的功3.公式：P=W/t 4.单位：W知识点九：机械效率1.有用功：为达到目的必须做的功2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功3.总功：为达到目的实际做的功 = +4.机械效率：有用功与总功的比值= / 知识点十：探究活动1、研究杠杆的平衡条件：（1）为什么挂钩码前要把杠杆调在水平位置平衡？答：消除杠杆自身重力对实验的影响（2）如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡？答：在探究杠杆平衡的条件的实验中，调节两边的平衡螺母使杠在水平位置平衡时，如果是左边高的话，可以将左边的平衡螺母向左旋，或者右边的平衡螺母向左旋；如果是右边的高的话，可以将左边的平衡螺母向右旋，或者右边的平衡螺母向右旋，直到达到平衡。（3）此实验中要改变所挂钩码的数量和位置多次实验，其目的是什么？ 答：减少偶然误差，多次实验计算平均值以减小误差。2、测滑轮组机械效率：W有= ( h为重物提升高度）W总=F S ( S为绳子自由端的伸长） W额=S=n h (n为吊着动滑轮的绳子段数）（1）实验器材：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳、刻度尺。（2）要测的物理量：物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S（3）操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计（4）相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：（5）滑轮组的机械效率：= （/ ）100=/(100二、典型例题例1、如图所示，画出下图中各力的力臂例2、长为80cm的杠杆，支点离右端20cm，左端挂20N的重物，在右端应挂 N的重物杠杆才能平衡，如果两端各加10N的重物，则杠杆 端向上抬起，若要杠杆恢复平衡，支点应向 移动 cm。例3、如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（ ）A始终是省力杠杆B始终是费力杠杆C. 先是省力的，后是费力的D先是费力的，后是省力的例4、如图15所示，物体重600牛顿，要使人拉住绳子的一端使物体静止，若不计滑轮的重力和摩擦，则人的拉力为（ ）A200牛顿 B300牛顿C400牛顿 D150牛顿例5、如图1所示，船和人总重1500，船上的人用力30的拉力拉绳，船作匀速直线运动，则船受到水的阻力为（ ）30 60 90 500例6、同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( )A.F甲F乙F丙 B.F甲F乙F丙 C.F甲F乙F丙 D.F甲F乙F丙图1例7、如右图所示装置，杠杆处于平衡状态，G110N，AB4OB，求：G2（不计滑轮重）G2111111111122例8、一个人把重为80N的水桶从井里匀速提升到地面。已知水桶被提起的高度为8m，水桶到地面后，人又提着水桶沿着水平地面匀速前进20m,求人对水桶一共做了多少功？例9、如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率FG图11-70例10、某工地用图11-70所示的滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械效率为80，求：(1) 滑轮组做的有用功(g取10Nkg)。(2) 重物上升的速度。例 11、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。(1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80时，物体重多少N?例12、小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图18中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。例13、某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。（1）他所选的器材少了_（2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作A将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计B记下钩码和弹簧测力计的起始位置C向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数D测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是_ (3)补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请帮助完成下表：滑轮组组成钩码重G/N钩码升高h/m弹簧测力计示数F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率一个定滑轮一个动滑轮2.10.101.00.30（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出