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1、【專題六【專題六】杠桿杠桿 杠桿的五要素杠桿的五要素 滑輪滑輪 滑輪組滑輪組 機械與功機械與功功率功率 功的原理功的原理機械效率及其影響因素機械效率及其影響因素斜面斜面 機械功機械功 考點考點1 1 杠桿杠桿定定義義一根在力的作用下繞著一根在力的作用下繞著_轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿五五要要素素支點支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，一般用字母杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，一般用字母O O 表示表示動力動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力，一般用字母使杠桿轉(zhuǎn)動的力，一般用字母F F1 1 表示表示阻力阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，一般用字母阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，一般用字母F F2 2 表示表示動力臂動力臂從支點到從支點到_的距離，一般用的距離
2、，一般用字母字母l l1 1表示表示阻力臂阻力臂從支點到從支點到_的距離，一般用的距離，一般用字母字母l l2 2表示表示固定點固定點 動力作用線動力作用線 阻力作用線阻力作用線 專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦動力、阻力都是杠桿受的力，所以作用點動力、阻力都是杠桿受的力，所以作用點都在都在 上上動力、阻力的方向不一定相反，但它們使動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿轉(zhuǎn)動的杠桿轉(zhuǎn)動的 相反相反當力的作用線過當力的作用線過 時，該力的力臂為零時，該力的力臂為零說明說明簡圖簡圖【易錯點易錯點】畫力臂時，千萬不要把支點到力的作用點畫力臂時，千萬不要把支點到力的作用點 的連線誤認為是
3、力臂的連線誤認為是力臂專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦杠桿杠桿方向方向支點支點【點撥點撥】(1)(1)杠桿可直可曲，形狀任意杠桿可直可曲，形狀任意(2)(2)有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定 支點如：釣魚竿、鐵鍬等支點如：釣魚竿、鐵鍬等(3)(3)力臂畫法：力臂畫法：先找點，再找線，從點到線做垂線先找點，再找線，從點到線做垂線 找支點找支點O O. . 畫力的作用線畫力的作用線( ( 線線) ) 畫力臂畫力臂( (過支點作力的作用線的垂線，標垂足過支點作力的作用線的垂線，標垂足) ) 標力臂標力臂( (大括號或背向箭頭大括號或背
4、向箭頭) )虛虛專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦考點考點2 2 杠桿平衡條件杠桿平衡條件課題課題杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件理解理解平衡平衡杠桿平衡是指杠桿杠桿平衡是指杠桿 或勻速轉(zhuǎn)動或勻速轉(zhuǎn)動探究探究過程過程調(diào)節(jié)杠桿兩端的調(diào)節(jié)杠桿兩端的 ，杠桿的調(diào)節(jié)方，杠桿的調(diào)節(jié)方法是右高法是右高 調(diào)調(diào)，使杠桿在使杠桿在 平衡平衡（排除杠桿排除杠桿 對杠桿平衡的影響以及便對杠桿平衡的影響以及便于于 ），再通過），再通過多次實驗，多次實驗， 。得出得出結(jié)論結(jié)論杠桿的平衡條件是：杠桿的平衡條件是： 。平衡螺母平衡螺母水平位置水平位置自重自重從杠桿上直接讀出力臂從杠桿上直接讀出力臂右右總結(jié)一般規(guī)律總
5、結(jié)一般規(guī)律靜止靜止動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦 杠桿杠桿“最小力最小力”的作法的作法 專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦方法集錦方法集錦例、如圖所示，一圓柱形鐵桶放在水平地面上，例、如圖所示，一圓柱形鐵桶放在水平地面上，欲使其欲使其C C點稍稍抬離地面，則在點稍稍抬離地面，則在B B處施加一最小動處施加一最小動力，該怎樣作出該力？力，該怎樣作出該力？【解析解析】首先將問題模型化，將鐵桶看作杠桿，首先將問題模型化，將鐵桶看作杠桿，D D點點是支點，是支點，B B點是動力作用點，物體的重力看作阻力，點是動力作用點，物體的重力看作
6、阻力，根據(jù)實際情形來確定施加的力的方向，此時，阻力根據(jù)實際情形來確定施加的力的方向，此時，阻力和阻力臂確定，動力臂最大，最省力。和阻力臂確定，動力臂最大，最省力。專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范例、如圖所示，一個直桿可繞例、如圖所示，一個直桿可繞0 0點轉(zhuǎn)動，桿的末端點轉(zhuǎn)動，桿的末端懸掛一重物，用一個始終跟直桿垂直的力懸掛一重物，用一個始終跟直桿垂直的力F F作用于作用于杠桿的中點，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平杠桿的中點，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中直桿（位置，在這個過程中直桿（ ）A. F始終在變大始終在變大 B. F始終在變小始終在變小 C. F先是變大
7、的，后是變小的先是變大的，后是變小的 D. F先是費小的，后是變大的先是費小的，后是變大的A 專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范例、在研究杠桿平衡條件的實驗中：例、在研究杠桿平衡條件的實驗中：(1)小明調(diào)節(jié)杠桿在水平小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后，按如圖所示，通過加掛鉤碼分別改變力位置平衡后，按如圖所示，通過加掛鉤碼分別改變力F1F2，仍使杠桿在水平位置平衡，并用刻度尺在杠桿上測出對應(yīng)的仍使杠桿在水平位置平衡，并用刻度尺在杠桿上測出對應(yīng)的力臂力臂l1l2，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表：，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表： 次數(shù)次數(shù)F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11824228116321238小明通過
8、觀察并分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：小明通過觀察并分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：“動力乘以動力乘以動力作用點到支點的距離阻力乘以阻力作用點到支點的距動力作用點到支點的距離阻力乘以阻力作用點到支點的距離離”。小華認為小明的結(jié)論不正確，小華為了驗證自己的觀點。小華認為小明的結(jié)論不正確，小華為了驗證自己的觀點，只將圖中，只將圖中F1改用彈簧測力計來拉，實驗中不斷改變拉力的改用彈簧測力計來拉，實驗中不斷改變拉力的 ，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的 ，即可證明小華的觀點是否正確。，即可證明小華的觀點是否正確。 方向方向 大小大小 專題六專題六 機械與功機械與功
9、歸類示范歸類示范(2)某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖所示，當杠桿在水平位置平衡時，平衡的條件，如圖所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂到硬幣邊緣的距離作為力臂l1和和l2的大的大小，他測力臂的方法是小，他測力臂的方法是_(選填選填“正確正確”或或“錯誤錯誤”)的。如果將兩邊的硬幣以相同速度同時的。如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支點移動的過程中，則杠桿勻速向支點移動的過程中，則杠桿 (選選填填“仍平衡仍平衡”、“向左傾斜向左傾斜”、“向右傾斜向右傾斜”)。 錯誤錯誤 向左傾
10、斜向左傾斜專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范考點考點3 3 杠桿的分類杠桿的分類名稱名稱特征特征特點特點應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例省力省力杠桿杠桿動力臂大于動力臂大于阻力臂阻力臂省力、費省力、費距離距離撬棒、鍘刀、動滑輪、撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、輪軸、 、鋼絲鉗、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀手推車、花枝剪刀費力費力杠桿杠桿動力臂小于動力臂小于阻力臂阻力臂費力、省費力、省距離距離縫紉機踏板、縫紉機踏板、 、人的前臂、理發(fā)剪刀人的前臂、理發(fā)剪刀等臂等臂杠桿杠桿動力臂等于動力臂等于阻力臂阻力臂不省力、不省力、不費力不費力 、定滑輪、定滑輪【注意注意】應(yīng)根據(jù)實際情況來選擇杠桿，當需要較大的應(yīng)根據(jù)實際情
11、況來選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應(yīng)選擇力才能解決問題時，應(yīng)選擇 杠桿；當為了使用杠桿；當為了使用方便要省距離時，應(yīng)選擇方便要省距離時，應(yīng)選擇 杠桿杠桿省力省力費力費力天平天平釣魚竿釣魚竿羊角錘羊角錘專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦考點考點4 4 滑輪滑輪名稱名稱定義定義實質(zhì)實質(zhì)特點特點定滑定滑輪輪 固定不固定不動的滑輪動的滑輪_杠桿杠桿使用定滑輪使用定滑輪_力，力，但可以改變力的但可以改變力的_動動滑滑輪輪軸隨物體軸隨物體一起運動一起運動的滑輪的滑輪動力臂為阻動力臂為阻力臂力臂_的杠桿的杠桿使用動滑輪能省使用動滑輪能省_力，但費一倍距離，且動力，但費一倍距離，且動滑輪
12、不能改變滑輪不能改變_滑滑輪輪組組由定滑輪由定滑輪和動滑輪和動滑輪組合而成組合而成在忽略摩擦和繩重的情在忽略摩擦和繩重的情況下，使用滑輪組時，重況下，使用滑輪組時，重物和動滑輪總重由幾股繩物和動滑輪總重由幾股繩子承擔，提起重物所用的子承擔，提起重物所用的力就等于總重的力就等于總重的_可以達到既省力又改變可以達到既省力又改變 的目的的目的等臂等臂 不省不省 力的方向力的方向 二倍二倍 一半一半 方向方向 幾分之一幾分之一力的方向力的方向軸軸專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦 如圖如圖A所示，物重為所示，物重為250N，拉力，拉力F為為150N，當物，當物體被勻速提起時，則每個滑輪重體
13、被勻速提起時，則每個滑輪重 N，當物體上升，當物體上升2m，則繩子自由端在移動了，則繩子自由端在移動了 m。如圖。如圖C所示，當所示，當繩端移動速度為繩端移動速度為6cm/s，則重物上升速度為，則重物上升速度為 m/s 。例、如圖所示，滑輪重、繩重、摩擦力均忽略不計，例、如圖所示，滑輪重、繩重、摩擦力均忽略不計，利用兩個滑輪提升同一重物，哪種組合最省力利用兩個滑輪提升同一重物，哪種組合最省力( )( )C 50 4 0.02 專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范考點考點5 5 其他簡單機械其他簡單機械名稱名稱斜面斜面輪軸輪軸示意圖示意圖原理原理應(yīng)用應(yīng)用樓梯、盤山公路樓梯、盤山公路 方
14、向盤、水龍頭、扳手方向盤、水龍頭、扳手FL=GhF1R=F2r專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦力力 力力 距離距離 Fs 焦耳焦耳 力力 力力 距離距離 考點考點6 6 機械功機械功專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦例、下圖的幾種情況中，人對物體做了功的是例、下圖的幾種情況中，人對物體做了功的是 ( () ) A專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范【點撥點撥】常見不做功的三種情況：常見不做功的三種情況：情形情形舉例分析舉例分析有力但有力但無距離無距離舉著物體不動，雖然有力，但物體沒有舉著物體不動，雖然有力，但物體沒有在力的方向上通過距離在力的方向上通過距離有
15、距離有距離但無力但無力由于物體具有由于物體具有 ，鐵餅在空中飛，鐵餅在空中飛行，雖然在空中運動了一段距離，但是行，雖然在空中運動了一段距離，但是在這個過程中運動員不再有力作用在鐵在這個過程中運動員不再有力作用在鐵餅上，所以運動員不再對鐵餅做功餅上，所以運動員不再對鐵餅做功力與距力與距離垂直離垂直水平運動的物體，其水平運動的物體，其 沒有做功沒有做功慣性慣性重力重力專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦例、例、一個人先后用同樣大小的力一個人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相
16、同的距離力的方向移動相同的距離s(如圖所示如圖所示)，該力在這三，該力在這三個過程中所做的功分別為個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是之間的大小關(guān)系說法正確的是 。W1=W2=W3專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范功功 快慢快慢 P=W/t 103 質(zhì)量質(zhì)量m 時間時間t 樓高樓高h 考點考點7 7功率功率專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦例、關(guān)于做功和功率的說法中正確的是例、關(guān)于做功和功率的說法中正確的是 ( () )A有力作用在物體上，力一定對物體做功有力作用在物體上，力一定對物體做功B在光滑水平面上做勻速直線運動的物
17、體，在光滑水平面上做勻速直線運動的物體， 沒有力做功沒有力做功C物體受到的作用力越大，力對物體做功就越多物體受到的作用力越大，力對物體做功就越多D力對物體做功越多，功率就越大力對物體做功越多，功率就越大B例、一輛電動自行車以例、一輛電動自行車以10 m/s的速度在平直的公路上的速度在平直的公路上勻速運動了勻速運動了30 s，牽引力為，牽引力為20 N。求電動自行車在這。求電動自行車在這段時間內(nèi)：段時間內(nèi)：(1)通過的距離是多少？通過的距離是多少？(2)牽引力做的功牽引力做的功是多少？是多少？(3)牽引力做功的功率是多少？牽引力做功的功率是多少？300m6000J200W專題六專題六 機械與功機
18、械與功歸類示范歸類示范考點考點8 8 功的原理功的原理 【內(nèi)容內(nèi)容】使用機械時，人們所做的功都不會少于直接用手使用機械時，人們所做的功都不會少于直接用手所做的功；即使用任何機械都所做的功；即使用任何機械都_?！菊f明說明】 (1)使用機械雖然不能省功，但我們?nèi)匀皇褂?，使用機械雖然不能省功，但我們?nèi)匀皇褂?，是因為使用機械或者可以是因為使用機械或者可以 ，或者可以省，或者可以省 ，或者，或者可以改變可以改變 ，能給我們的工作帶來很多方便。，能給我們的工作帶來很多方便。(2)使用機械要省力必須費使用機械要省力必須費 ，要省距離必須，要省距離必須 ，既省力又省距離的機械是不存在的。既省力又省距離的機械是
19、不存在的。(3)功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。(4)一般做題遇到的多是理想機械一般做題遇到的多是理想機械(忽略摩擦和機械本身的忽略摩擦和機械本身的重力重力)，此時，人們所做的功，此時，人們所做的功 不用機械而直接用手不用機械而直接用手對重物所做的功。對重物所做的功。 不省功不省功 距離距離省力省力力的方向力的方向距離距離等于等于費力費力專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦考點考點9 9機械效率機械效率 1.1.有用功、額外功和總功有用功、額外功和總功 有用功有用功額外功額外功總功總功定義定義必須做的功必須做的功我們不要但又
20、不我們不要但又不得不做的功得不做的功動力做的功動力做的功公式公式提升重物提升重物時時：W有用有用Gh水平移動物體水平移動物體：W有用有用 fs忽略摩擦繩重的忽略摩擦繩重的動滑輪動滑輪、滑輪組、滑輪組 W額額 G動動 hW總總 Fs聯(lián)系聯(lián)系專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦W總總W有用有用W額額2.2.機械效率機械效率 (1)定義：有用功跟總功的定義：有用功跟總功的_。(2)公式：公式： 。(3)機械效率常用百分數(shù)表示。由于使用機械時總會機械效率常用百分數(shù)表示。由于使用機械時總會做一些額外功，因此，機械效率總做一些額外功，因此，機械效率總_1。比值比值 小于小于 W有用有用/W總總
21、專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦考點考點1010機械效率的測量機械效率的測量 原理原理 器材器材除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外，還需除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外，還需 、 。測量的測量的物理量物理量鉤碼重力鉤碼重力G、鉤碼提升的高度、鉤碼提升的高度h、拉力、拉力F、繩、繩的自由端移動的距離的自由端移動的距離s注意注意事項事項必須必須 拉動彈簧測力計使鉤碼升高，拉動彈簧測力計使鉤碼升高，以保證測力計示數(shù)大小不變以保證測力計示數(shù)大小不變影響影響因素因素 、 、摩擦、繩重、摩擦、繩重刻度尺刻度尺 彈簧測力計彈簧測力計 勻速勻速物重物重動滑輪重動滑輪重專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦
22、考點聚焦【說明說明】(1)重物提升高度不影響滑輪組的機械效率。重物提升高度不影響滑輪組的機械效率。(2)對于已經(jīng)纏繞好的滑輪組，在測量其機械效率時，對于已經(jīng)纏繞好的滑輪組，在測量其機械效率時，可以省去可以省去 這個工具，根據(jù)承擔物重繩子的段這個工具，根據(jù)承擔物重繩子的段數(shù)得到數(shù)得到h與與s之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即snh，然后根據(jù)公式然后根據(jù)公式 進行計算。進行計算。(3)一定要在勻速拉動的過程中讀數(shù)，不可在靜止時讀一定要在勻速拉動的過程中讀數(shù)，不可在靜止時讀數(shù)，否則就沒有涉及摩擦，機械效率會數(shù)，否則就沒有涉及摩擦，機械效率會 。 偏大偏大刻度尺刻度尺專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考
23、點聚焦例、小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置例、小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重如圖所示，實驗中每個鉤碼重2 N，測得數(shù)據(jù)如下表：，測得數(shù)據(jù)如下表： 實實驗驗次次數(shù)數(shù)鉤碼鉤碼總重總重G/N鉤碼鉤碼上升上升的高的高度度h/m測力測力計示計示數(shù)數(shù)F/N測力測力計移計移動距動距離離s/m機械機械效率效率/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范(1)實驗中測繩端拉力實驗中測繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直向上時，應(yīng)盡量豎直向上_拉拉 動彈簧測力計且在拉動過程
24、中讀數(shù)。動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)。 (2)(2)第第1 1次實驗測得的機械效率為次實驗測得的機械效率為_。(3)(3)分析表中數(shù)據(jù)可知：第分析表中數(shù)據(jù)可知：第2 2次實驗是用次實驗是用_圖的；圖的； 第第4 4次實驗是用次實驗是用_圖做的。圖做的。 (4)(4)分析第分析第1 1、2 2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組， _ _可以提高滑輪組的機械效可以提高滑輪組的機械效 率；分析第率；分析第1 1、3 3次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑 輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多( (即動滑即動滑 輪總
25、重越重輪總重越重) )，滑輪組的機械效率，滑輪組的機械效率_。 勻速勻速 74% b c增大提升物體的重力增大提升物體的重力 越小越小 (5)(5)分析第分析第3 3、4 4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與 物體被提升的高度物體被提升的高度_。 無關(guān)無關(guān) 專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范例、如圖所示是一個兩面光滑的斜面，例、如圖所示是一個兩面光滑的斜面，大于大于，同一個物體分別在同一個物體分別在AC和和BC斜面受拉力勻速運動到斜面受拉力勻速運動到C點，點，所需拉力分別為所需拉力分別為FA、FB，所做功分別為，所做功分別為WA、WB，則下，則下列
26、判斷正確的是列判斷正確的是 ( )BAFAFB，WAWB BFAFB，WAWBCFAFB，WAWB DFAFB，WAWB專題六專題六 機械與功機械與功歸類示范歸類示范功、功率和機械效率功、功率和機械效率知識縱橫知識縱橫功功功率功率機械效率機械效率定義定義物體在力的方向物體在力的方向上移動一段距離上移動一段距離單位時間內(nèi)所單位時間內(nèi)所做的功做的功有用功與總功有用功與總功的比值的比值物理物理意義意義表示力的作用成表示力的作用成效效表示做功的快表示做功的快慢慢表示機械做功表示機械做功的效率的效率單位單位焦耳焦耳(J)(J) . .無單位無單位說明說明機械做功多，其功率不一定大，機械效率也不一定機械做功多，其功率不一定大，機械效率也不一定高，功、功率和機械效率高，功、功率和機械效率 必然聯(lián)系必然聯(lián)系如：如：10 W的電動機工作的電動機工作20 s，做功，做功200 J；100 W的電的電動機工作動機工作1 s做功做功100 J；大功率的吊車若只吊一袋水；大功率的吊車若只吊一袋水泥，其機械效率就會很低。泥，其機械效率就會很低。沒有沒有瓦瓦(W)專題六專題六 機械與功機械與功考點聚焦考點聚焦
江蘇省淮安市中考物理總復(fù)習(xí) 專題06 機械與功課件
