第十一章 簡單機(jī)械和功第1課時(shí) 杠桿和滑輪一、知識(shí)梳理：（一）杠桿1、定義：在力的作用下能繞 _的硬棒稱做杠桿。2、杠桿的五要素是： 、 、 、 、 。作力臂的方法：先找到支點(diǎn)，再畫出力的作用線，作支點(diǎn)到力的作用線的垂線，再畫出垂直的符號(hào)即可。3、杠桿的平衡條件是： ，用公式可表示為： 。根據(jù)動(dòng)力和阻力的關(guān)系，可知它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是 的，若動(dòng)力使杠桿做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則阻力就使杠桿做 轉(zhuǎn)動(dòng)。4、三種杠桿：（1）省力杠桿：動(dòng)力臂 阻力臂，動(dòng)力 阻力；這種杠桿，省了 ，費(fèi)了 。（2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂 阻力臂，動(dòng)力 阻力；這種杠桿，費(fèi)了 ，省了 。（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂 阻力臂，動(dòng)力 阻力；這種杠桿，既 也 。（二）滑輪1、定滑輪實(shí)質(zhì)上是 杠桿；使用定滑輪不省 ，但能改變 。2、動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂 倍的杠桿；使用動(dòng)滑輪能省 ，但不能改變 。（3）使用滑輪組既可以 ，又可以 ；使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物體和動(dòng)滑輪總重的 ，表達(dá)式是：F1n(G物G動(dòng))。3、奇動(dòng)偶定原理： 使用滑輪組時(shí)，直接承擔(dān)重物的繩子段數(shù)為n。若n為偶數(shù)時(shí)，則繩子的固定端掛在 滑輪上；若n為奇數(shù)時(shí)，則繩子的固定端掛在 滑輪上。4、確定繩子的股數(shù)：數(shù) 上繩子的根數(shù)。二、例題精講：1、在圖中畫出羊角錘釘釘子時(shí)的動(dòng)力F1,動(dòng)力臂L1，阻力F2和阻力臂2。比較動(dòng)力臂和阻力臂的長短，發(fā)現(xiàn)由于 ，因此使用羊角錘拔釘子的好處是2、如圖3所示是收費(fèi)站欄桿的示意圖，當(dāng)在A處施加一個(gè)動(dòng)力時(shí)，可將欄桿拉起來，它是一根（ ）A省力杠桿 B費(fèi)力杠桿C等臂杠桿 D無法確定3、2008年5月12日，四川波川發(fā)生 8.0級(jí)地震救援隊(duì)員利用各種器材展開搶險(xiǎn)救災(zāi)工作 (1)利用如圖所示的鋼絲鉗，救援隊(duì)員把鋼筋剪斷，鋼絲鉗是 （省力費(fèi)力）杠桿 (2)使用撬棒，救援隊(duì)員把滾落在公路上的石塊撬起，如圖所示，若救援隊(duì)員在撬棒D點(diǎn)沿DM方向用力撬起石塊 1,撬棒的支點(diǎn)是 點(diǎn)；若救援隊(duì)員在撬棒D點(diǎn)沿DN方向用力撬起石塊1,撬棒的支點(diǎn)是 點(diǎn) (3)利用生命探測(cè)儀，救援隊(duì)員可以找到被埋在廢墟中的幸 存者生命探測(cè)儀有多種：“熱紅外生命探測(cè)儀”利用紅外熱成像原理，通過探測(cè)受困者與周圍溫度的差異，形成人體圖像，在黑夜，該儀器使用效果 （較好較差）；“可視生命探測(cè)儀”利用光纖把細(xì)小的攝像探頭深人廢墟的縫隙中，光信號(hào)在光纖內(nèi)經(jīng)多次 （反射折射）傳送回來，救援隊(duì)員在顯示屏上就可以把廢墟深處的情況看得清清楚楚三、反饋練習(xí)：第14題圖1.如圖所示，杠桿AC(刻度均勻，不計(jì)杠桿重)可繞支點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)掛一重為G的物體。使杠桿平衡，應(yīng)在杠桿上的 點(diǎn)施加一個(gè)作用力，才能使作用力最小，該最小作用力與物重G的比值是_.2.如圖中的起瓶器，它屬于 杠桿(填“省力”或“費(fèi)力”)，它的支點(diǎn)是 (填A(yù)、B 、C或D)；若沿豎直方向用力開啟瓶蓋，在圖中 點(diǎn)用力最小(填A(yù)、B 、C或D)3.請(qǐng)你在圖中畫出使用剪刀時(shí)，杠桿AOB所受動(dòng)力F1的示意圖及動(dòng)力臂L1、阻力臂L2。4如圖所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，l2是力F2的力臂，在圖中畫出F1的力臂和力F2。5.在下圖中，畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）。6.以下是小麗和小宇同學(xué)在研究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的情況：、在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿使它在 位置靜止，在這一位置靜止的好處是 。若杠桿被支起后，左端高右端低，則應(yīng)進(jìn)行的操作是 。、小麗在實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘了一部分?jǐn)?shù)據(jù)的記錄，請(qǐng)你幫助完成下表：次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m120.01120.0340.06圖11（3）、當(dāng)小宇同學(xué)在拉著彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿在如圖位置平衡，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并從杠桿上直接讀出對(duì)應(yīng)的力臂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂，于是小宇說，杠桿平衡條件在此種情況不成立，你知道其中的原因嗎？ 第2課時(shí) 功和功率、機(jī)械效率一、知識(shí)梳理：（三）功1、做功的兩個(gè)必要條件：一是： ，二是： 。 2、功的公式： ，功的單位分別是 。 1J= N.m.3、使用任何機(jī)械都不能省 ，這個(gè)結(jié)論叫做 。（四）功率1、功率：表示物體做功 的物理量。定義： 2、功率的計(jì)算公式 ,如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，還可以用公式 計(jì)算。3、單位：瓦特（W），1MW= Kw W。如物體運(yùn)動(dòng)的功率為25W，含義指 。（五）機(jī)械效率1、有用功是 （通常W有用=Gh），額外功是 ，但又 的功，總功是 即 做的功（通常W總=FS）。2、機(jī)械效率是 跟 的比值。機(jī)械效率的公式是： 。3、影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素：（豎直方向上）重物的 _和動(dòng)滑輪的 _。對(duì)于實(shí)際機(jī)械，由于額外功的存在，總有W有用 W總，因此機(jī)械效率總 100%。二、例題精講：1、用如圖所示的滑輪組勻速提升重為480N的物體G，所用拉力F為200N，將重物提升3 m所用的時(shí)間為10s求：(1)重物上升的速度(2)拉力所做的有用功(3)拉力的功率(4)滑輪組的機(jī)械效率 2、 一輛汽車不小心開進(jìn)了泥潭中，司機(jī)取來一套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，如下圖所示。若車重為8×104N，汽車受到的阻力為車重的0.03倍，滑輪組的機(jī)械效率為80，問：（1）該司機(jī)至少需用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出？（2）若拉動(dòng)汽車時(shí)，汽車前進(jìn)的速度為0.1m/s，則司機(jī)做功的功率是多少？三、反饋練習(xí)：1小明利用如圖所示的裝置沿水平方向?qū)⒁粋€(gè)重2000，底面積為0.5m2的物體A向左勻速拉動(dòng)2 m,物體A受到的摩擦力為600，作用在繩端的拉力為250，則物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)是Pa；拉力做的功為_J；該裝置的機(jī)械效率是。2用定滑輪和動(dòng)滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度， 不計(jì)繩重與摩擦，且動(dòng)滑輪重G動(dòng)小于乙物體的物重G，則所用的拉力F甲 F乙，其機(jī)械效率甲 乙(兩空均選填“>”、“<”或“：”)3如圖所示，小明用滑輪組勻速提起一個(gè)重為600N的物體A，物體上升的速度為0.1ms，人拉繩的力為250N，不計(jì)繩重和摩擦，人拉繩做功的功率為_W，滑輪組的機(jī)械效率為_，動(dòng)滑輪重_N4體能競(jìng)賽中，小強(qiáng)在20s內(nèi)就完成了10個(gè)引體向上動(dòng)作，已知小強(qiáng)的體重為500N，每個(gè)動(dòng)作身體向上移動(dòng)的距離約為50cm，則小強(qiáng)在整個(gè)過程中做功的功率約為 W。甲 乙5.如圖所示，要粗測(cè)小明同學(xué)做“引體向上”時(shí)的功率。下面所列的物理量中，不需要測(cè)量的是（）A他的質(zhì)量 B單杠的高度C每次身體上升的高度 D做“引體向上”的時(shí)間6如圖，兩個(gè)滑輪組由每個(gè)質(zhì)量相同的滑輪組成.用它們分別將重物G1、G2提高相同高度（ ）A.若G1 = G2，拉力做的額外功相同B.若G1 = G2，拉力做的總功相同C.若G1 = G2，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D.用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變7如圖所示的滑輪組，在拉力F的作用下使物體升高了2m，拉力F 所做的功為800J，滑輪組的機(jī)械效率為70，則物體受到的重力是( ) A280N B28N C160N D16N8.一個(gè)體重為500N的同學(xué)騎自行車上學(xué)，在水平路面上以4m/s的速度勻速行駛，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。求：在車行駛過程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？該同學(xué)騎車沿直線勻速行駛10min做了多少功？自行車凈重200N行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積1×102m2勻速行駛過程中的總阻力30N車輪直徑0.61m輪胎承受的最大氣壓1.2×105Pa9.工人利用如圖所示的滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升O.5m，工人對(duì)繩的拉力為600N，則滑輪組對(duì)重物所做的有用功多大?該滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率多少?若另一名力氣較小的工人只能用400N的力拉繩，則他最多能提起多重貨物?