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2、五要素 组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母 0 表示。动力：使杠杆转动的力。用字母 F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2表示。动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母 L1表示。阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母 L2表示。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 一、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 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。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 FI|I=F2|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：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：等臂杠杆。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。1、定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。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 SF（或速度 VF）=重物移动的距离 SG（或速度 VG）掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。1 l l 2.动滑轮:定义 实质 特点 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）贝 F=G 只忽 2 物+G动），绳子自由端移动距离 SF（或VF）=2 倍的重物移动的距离 2VG 三、滑轮组 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 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）1 的摩擦则，拉力 F=(G 2 VG),即 SF=2SG,VF=掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角 4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：V绳 nV物 掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角n=n=n=n=1 F G总 4 1 F G总 4 1 F G总 5 s=4h s=4h s=5h D E F 5、滑轮组的组装：（1）.根据F 1 丄G的关系，求出动滑轮上绳子的段数 n=_ n=_ 1 1 1 F G总 F G总 F G总 2 3 3 s=2h s=3h s=3h AB C 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。W有 6、机械效率：有用功和总功的比。公式：WT 例题辨析推陈出新 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。A.用木棒翘起石头 B.塔吊吊起重物 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 做的功是（）A.1000J B.2000J C.3000J D.4000J 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，下列有关说法错误的是（）n；（2）确定动滑轮的个数;例 2.如下图所示的四种场景，没有做功的是 掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角 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.机械工作时的功率越大，其工作时一定越省力 C.机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高 D.机械工作时越省力，其机械效率一定越高 例 4、某实验小组分别用如图所示的甲 重及摩擦，下列说法正确的是（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Fi、F2作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离 s。试比较拉力 Fi、F2及拉力所做的功 Wi、W2的大小。（滑轮重、绳重及摩擦不计）（）1 1 1 A F1 F2,W2 B F1 F2,w W2 2 2 4 C F1-F2,W,W2 D F1-F2,W,1 W?4 4 4 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 F 为 5 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.弹簧测力计的示数为 0 牛 C.木板仍向右做匀速直线运动 D.小木块将保持静止 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 从一一，此过程中，弹簧测力计的示数将（）甲 乙 乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角绳重和摩擦不计。人对动 变式练习 8 如图所示，物体重 180N,动滑轮重 20N,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 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 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 _ 例 6.如图 8 所示，GI=20N，台秤示数 8N，不计滑轮重，物体 G2重（A.C.28N D.20N 宫 :图 7 滑轮拉 力为 F,（A.拉力 C.拉力 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 720J 当提 升物体 A 时，滑轮组的机械效率为 75%小阳对绳子的拉力为 Fi;当提升物体 B 时，滑 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 和物体 B。A.F1=500N B.GB=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。某次操作中，工人用 400N 的拉力F在 1min 内将总重为 900N 的泥土匀速）国 0 掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角 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 0.2m，弹簧测力计的示数如图所示，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 10dm5，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=10N/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？掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角课后作业巩固提高 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 将 G 和 G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 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?动物体运动时，则分别作用于各绳端的拉力 Fi=_ N,F2=_ N,F3=_ N。甲.乙 丙 g=10N/kg)掌握杠杆滑轮滑轮组等知识点知道什么是机械效率它的大小与那哪些因素有关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一功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不能节省五要素组成杠杆示意图支点杠杆绕着转动的点用字母表示动力使杠杆转动的力用字母表示表示阻力阻碍杠杆转动的力用字母表示动力从支点到动力作用线的距离用字母臂阻力从支点到阻力作用线的距离用字母表示臂四杠杆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动力臂阻力阻力臂或杠杆的应用和分类结构特征优缺点应用举例动力臂大于阻力臂省力费距离撬棒铡刀动滑轮轮轴羊角