简单机械知识点

简单机械和机械效率复习导学案

学习目标：

1、理解杠杆的的五要素和平衡条件，并利用平衡的条件解决杠杆问题。 2、熟记滑轮的特点，并用其解决各种滑轮组问题。 3、理解功的原理，解决实际生活和生产中的应用问题。

4、掌握有用功、额外功、总功间的关系，能计算机械效率，并用机械效率解释有关现象。

5、通过复习斜面的效率问题，拓展到具体实际中找到提高机械效率的办法。 学习重点和难点：

1. 理解杠杆的的五要素和平衡条件以及滑轮的特点，并利用其解决相关问题。 2. 掌握有用功、额外功、总功间的关系，能计算机械效率，并用机械效率解释有关现象。 复习过程 （一）杠杆

1．定义：在力的作用下能绕 2．杠杆的五要素是：、、、

力的作用线：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

画力臂时的步骤：一找点，二画线，三找垂线段，四标力臂

找出下列杠杆的支点，画出动力和阻力的示意图，并做出动力臂和阻力臂

3．杠杆的平衡条件：

⑴杠杆的平衡是指杠杆处于 状态。 ⑵课本P76的实验，

A、实验前应调节，使杠杆在位置平衡，这样做的目的是： B、实验中，选择杠杆作为杠杆的支点的目的是C、实验多次测量的目的为了我们还学了那些实验也应用这个目的的、 ⑶杠杆的平衡条件： 。用公式可写成： 。

4．杠杆可分为

针对练习

1、日常生活中以下工具：①钢丝钳，②镊子，③扳手，④天平，⑤钓鱼竿， ⑥瓶盖起子，在下常使用的情况下属于省力杠杆的是（ ）

A．①③⑥ B．②④⑤ C．①④⑤ D．②③⑥ 2、关于使用杠杆时省力和费力，下列几种说法正确的是[ ]

A．使用动力臂长的杠杆省力 B．使用阻力臂长的杠杆费力 C．使用动力臂大于阻力臂的杠杆费力 D．使用阻力臂大于动力臂的杠杆费力

3、筷子是中国和其他部分亚洲国家特有的用餐工具，则筷子是 ( ) A.费力杠杆，但省距离 B.省力杠杆，且省距离

C.省力杠杆，但费距离 D.等臂杠杆，既不省力也不费力

4、把重为2牛和12牛的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两力臂长度之比为___________.若在2牛的物体上再加上2牛的重物,要使杠杆平衡,则在12牛的重物上加_______牛的重物.

三、实验中提供10个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂上4个钩码时，应怎样挂钩码才可使杠杆，在水平位置平衡？请在上图中画出两种设计方案.

四、如图，拉力Ｆ作用在杠杆中点Ｂ处， 已知AC=1.8m,G=100N,求拉力Ｆ．

（二）滑轮 1．定滑轮：。。

③F移动的距离S和G移动的距离h的关系 。 画出定滑轮的动力臂和阻力臂

2．动滑轮：。

③F移动的距离S是G移动的距离h的 。 画出动滑轮的动力臂和阻力臂

3．滑轮组：①特点：即可以。

②省力情况：若不计摩擦和绳重、动滑轮的重力，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是物重的 。 公式为：F=＿＿＿＿＿＿G S = h

若不计摩擦和绳重，但要考虑动滑轮的重力，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是物重的 。

针对练习

1、如图所示的甲、乙、丙三种装置都可以把重物举高，

使用 置只能省力，但不能改变力的方向； 使用 装置不能省力，但能改变力的方向； 使用 装置既能省力，又能改变力的方向。

2、如图所示的是用定滑轮匀速提起重物的三种拉法， 所用的拉力分别以F1、F2、F3表示，下列说法中正确 的是（ ）

A.拉力F1最小 B.拉力F2最小

C.拉力F3最小

D.三种拉法所用拉力一样大

3、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重都是60N，则：

（1）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力F甲= 、F乙= 。

（2）如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离S甲= 、S乙= 。

4、如图所示的滑轮组，匀速提起重力为G的重物(动滑轮重和摩擦不计)，则动力F与重力G 的关系是： F1= ， F2= ， F3= F4= 。

5、如图所示，小森用同样的力F把A、B两物体匀速提升，若F=50牛，不计摩檫和滑轮重，

则物体的重力GA = ，GB=

三、功的原理：

1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会 直接用手所做的功；

即：使用任何机械都 。

2、说明 ①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费 ，要省距离必须费 ，既 的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省 、或者可以省 、也可以改变力的 ，给人类工作带来很多方便。 ④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对 所做的功（ ）

3、应用：斜面

①理想斜面：斜面

②理想斜面遵从 ； ③理想斜面公式： 其中：F：沿斜面方向的 ；L： 长；

G： 重；h：斜面 。

针对练习：

1、 关于功的原理，下列说法正确是（ ） A． 简单机械不能省功，复杂机械也不能省功。 B． 功的原理只适用于滑轮组 C． 既省力又省距离的机械是不可能造出来的 D． 省力的机械可以省功，但一定费距离

2、 用一个动滑轮组把货物吊起5m高，人拉绳子做的功是150J，则该货物重视

绳子自由端移动的距离是。（不计滑轮自重及摩擦）

3、 用杠杆撬石头，若加在杠杆上的力是200N，杠杆在动力方向上移动的距离是

0.5m，则动力做的功是杠杆克服阻力所做的功是不计杠杆自重和摩擦).

四、机械效率：

１、有用功：定义：对 功。

公式：W有用＝ （提升重物）=W总－ 斜面：W有用= Gh

2、额外功：定义： 功

公式：W额= W总－ = .h（忽略轮轴摩擦和绳与

轮的摩擦、绳子的重力的的动滑轮、滑轮组）

斜面：W额= . L

3、总功： 定义： 功

公式：W总= ＋ = . = W有用／ 斜面：W总= . + . = . 4、机械效率：① 定义： 的比值。

② 公式：

③ 有用功总

总功，所以机械效率总小于1 。

某滑轮机械效率为60%表示 。 ④提高机械效率的方法：使机械更 、减小机件间的 。

5、分析常见机械的额外功是怎样产生的呢？

①杠杆：杠杆的自重和摩擦。②滑轮：动滑轮和绳子的重力，摩擦。所以，如果题目中有不计绳重和摩擦，则W额＝G动h，所以η还可以表示为：＿＿＿＿＿＿ ③斜面：物体与斜面间的摩擦。所以斜面的W额＝f.L

5、机械效率的测量：

① 原 理： W有用 ②应测物理量：钩码重力η= W总= Gh h、拉力F、绳的自由端移动的距离S

FS ③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 ④步骤：必须匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数

大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：（请你背下来！！！）

A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 针对练习

1、机械效率计算公式η =____________。使用机械时不可避免要做额外功，使得W有用____W总，所以机械效率必然_______100%。.

2.下列叙述中能提高机械效率的是 （ ） A、增加有用功 B、减小机械间的摩擦 C、减小总功 D、减小机械质量

3. 通过一动滑轮用20 牛的拉力提起重为30牛的重物，使重物提高2.5米。 ⑴动力Ｆ所做多少功？⑵对重物所做功多少？⑶人做的额外功是多少？

4．关于机械效率，下列说法正确的是[ ] A 机械效率高的机械做功一定多

B 使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高 C 没有摩擦时，机械效率一定等于100%

D 做同样的有用功，额外功越小，机械效率越高

5.图2所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到同一高度，

使用 滑轮能够省力,使用 滑轮机械效率较高。 6.如图所示，斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么： (1)斜面的机械效率是多少?

(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?

7..下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。 实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上

做匀速直线运动。实验的部分数据如下：

效率为 ，

⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率

越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。 8.某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 关。

9、利用如图

所示的装置，用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：

（1）物体和动滑轮的重各是多少？

（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率 最大可提高到多少？

10、用图中所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求： （1）求此时滑轮组的机械效率；

（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重； （3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？ （4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？

课堂巩固练习 一、填空题

1 . 在水平地面上放置一个重360N的物体A，用如图所示的滑轮组匀速拉动D．摘掉左侧的钩码，在a点用力拉杠杆，当拉力F ≥2mg时，杠杆有可能平衡 物体，拉力F为40N，不计绳与滑轮的摩擦，则物体与地面的摩擦力是

N，若A在2s内匀速移动1m，则绳子自由端通过的距离是。

2．如图2所示，轻质杠杆长 40cm，静止于水平位置，A为的中点， 物重 G为

20N，竖直向上的拉力F的大小应为____________N。

图

3

图2

3．如图3所示，水平地面上的重物重 200N，通过滑轮组用F＝30N的力拉着，

沿水平地面匀速向左运动，物体运动的速度为 0.5m/s，在 4s内，绳自由端通

过的距离__ __m，物体受到地面的摩擦力是_______N。

4为200N，则有用功等于 150N J，总功等于的物体，使其升高 J3m，额外功等于，所用拉力

5J，定滑轮的机械效率是为90N,则总功是 J，动滑轮的机械效率是 ，这个动滑轮的重3m，所用拉力

力为 N. 6由端移动的距离是2500N12m,的重物提高那么有用功等于2m时，所用拉力是 J，总功等于650N，绳子的自 J，滑轮组的机械效率为 ． 7．用滑轮组把重为是80%，则滑轮组的总功功率是3s 内举高 W，做的额外功是4m，若滑轮组的机械效率 J． 二、选择题 1. 下列常用的工具中，都属于省力机械的是 ［ ］ A．钓鱼竿，定滑轮 B．瓶盖起子，起钉子的羊角锤 C．剪铁皮的剪刀，缝纫机踏板 D．扫地用的大扫帚，剪铁丝的老虎钳 2．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是 A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 3．图7所示，均匀杠杆上的每一个小格长度都相等，每一个钩码的质量都为m。杠杆处于平衡状态。下面说法正确的是 [ ] A．左、右各摘去一个钩码，杠杆仍然平衡 a B．左、右钩码都向支点移动一小格，杠杆仍然平衡 C．右侧三个钩码向左移动两格，左侧两个钩码向右移动

三格，杠杆仍然平衡 图

4．如图所示，在轻杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加

跟杆垂直的拉力F，使杆可绕固定点O向上匀速转动。在从竖直位置转至图示位置的过程中 [ ] A．F逐渐变大 B．F逐渐变小 C．F小于G /2 D．F的力臂逐渐变大

5．如图所示的杠杆始终处于水平平衡状态。在拉着弹簧测力

计的提环，从图中的A位置缓慢地移动到B位置的过程中，

弹簧测力计的示数会 [ ] A．不断增大 B．不断减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 6．利用三种机械，分别把同一物体提高相同的高度，若η1＜η2＜η3，则下列关系正确是 （ ） A.W总1＜W总2＜W总3 B. W总1＞W总2＞W总3

C. W总1=W总2=W总3 D.无法判断 三计算题 12．某人用如图14-8所示的滑轮组提起重2000N的物体，求（1）若不计动滑轮重、绳重及摩擦，要提起这个重物时，至少要用多大的力？（2）若匀速提升这个物体时所用的拉力是800N，则滑轮组的机械效率是多大？

13．斜面高为h，斜面长为4h，要把G＝500N的物体从底端匀速

推向顶端． （1）如果斜面是光滑的，推力F为多大？ （2）如果斜面对重物的摩擦力f =0.05G，那么推力又是多大？斜面的机械效率是多少？ 14．如图14-9所示，每个滑轮重225N，重物G的重力为1275N，绳子

重及摩擦均不计，则：（1）人在匀速提升重物时所用拉力多大？ （2）

重物被匀速提升1m的过程中，人所做的总功为多少？ （3）此时，该滑

轮组的机械效率为多少？