資源簡介

(共18張PPT)
必備知識
方法技巧
知識1　簡單機械
一、杠桿
1.杠桿的五要素(畫法)
五要素 概念 畫法
支點O 杠桿繞著轉動的點 假設杠桿轉動,杠桿上固定的點即支點。如圖甲所示
動力F1 使杠桿轉動的力 從動力作用點沿動力的方向作一條帶箭頭的線段,其所在直線
為動力的作用線,如圖乙所示
阻力F2 阻礙杠桿轉動的力 從阻力作用點沿阻力的方向作一條帶箭頭的線段,其所在直線為阻力的作用線,如圖乙所示
五要素 概念 畫法
動力臂l1 支點到動力作用線的距離 從支點向動力的作用線作垂線段,支點到垂足間的距離為動力臂,動力臂用虛線(或實線)表示并用大括號標明,在旁邊標上字母l1,如圖丙所示
阻力臂l2 支點到阻力作用線的距離 從支點向阻力的作用線作垂線段,支點到垂足間的距離為阻力臂,阻力臂用虛線(或實線)表示并用大括號標明,在旁邊標上字母l2,如圖丙所示
2.杠桿平衡
⑴概念:杠桿在動力和阻力的作用下,保持靜止狀態或勻速轉動狀態,我們就說杠桿處于平衡狀
態。
⑵條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂。即:F1·l1=F2·l2。
⑶類型
杠桿類型 杠桿特點 杠桿優點 杠桿缺點 應用
省力杠桿 l1>l2,F1費力杠桿 l1F2(動力>阻力) 省距離 費力 釣魚竿、筷子
等臂杠桿 l1=l2,F1=F2(動力=阻力) 既不省力也不省距離 天平
二、滑輪的省力情況判斷
1.定滑輪
實質:定滑輪實質上是一個等臂杠桿,如圖所示,定滑輪的中心軸可以看作杠桿的支點。人施加的
拉力為動力F1,被提升物體的重力為阻力F2,動力臂l1和阻力臂l2都是定滑輪的半徑,因此它是一個等
臂杠桿。

2.動滑輪
⑴實質:動滑輪實質上是一個動力臂為阻力臂2倍的杠桿。如圖所示,不計動滑輪的重力,動滑輪在
繩子固定端一側的O點是支點,而所施加的拉力和被提升物體的重力分別是動力和阻力,則動力臂
和阻力臂分別是動滑輪的直徑和半徑。因此它是一個動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿,能省一半
力(不計繩重、摩擦和動滑輪重),但費距離。
⑵用動滑輪提升重物時,若考慮動滑輪的重力,且不計繩重和摩擦,則需要克服的阻力應是物重和
動滑輪的重力之和,即F= (G物+G動)。
3.滑輪組
⑴使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體用的力就是物重的幾分之一,即F= G物。
此式成立的條件:忽略滑輪的重力以及繩、輪的摩擦。若忽略摩擦但考慮動滑輪的重力時,此式變
為F= (G物+G動),其中G動為動滑輪的重力,n為吊起動滑輪繩子的段數。
⑵判斷滑輪組用幾段繩子吊著物體的方法——切割分離法:在動滑輪與定滑輪之間畫一條水平虛
線,與動滑輪相連的繩子的段數即承擔重物的繩子的段數。
⑶物體上升的距離與繩子自由端移動的距離關系為h物= s繩。
三、機械效率
1.有用功:我們需要的、有利用價值的、必須要做的功,用W有表示。
2.額外功:使用機械時,并非我們需要又不得不做的功,用W額表示。
3.總功:有用功與額外功之和,用W總表示;W總=W有+W額。
4.機械效率:有用功和總功的比值叫作機械效率,用符號η表示。計算公式為η= = 。
利用簡單機械做功的幾種情況(忽略繩重和繩與輪、輪與軸間摩擦)
疑點難點
條件 W有 W額 W總 η
物體勻速移動,拉力F、物 體上升高度h、物重G、動 滑輪重G動、拉力F移動距離s W有=Gh W額=G動h W總=Fs或 W總=W有+W額或 W總=Gh+G動h η= = =
=
物體勻速移動,拉力F、物體 上升高度h、物重G、動滑輪 重G動、拉力F移動距離s W有=Gh W額=G動h W總=Fs=F·nh= Gh+G動h η= = = =
或
η= =
注:n為承擔物重的繩子股數即與動滑輪相連的繩子股數
條件 W有 W額 W總 η
拉力F、物重G、物體勻速移動時與地面間的摩擦力f、物體移動距離s物、拉力F移動距離s W有=f·s物 — W總=F·s=F·ns物
η= = = =
注:n為承擔摩擦力的繩子股數即與動滑輪相連的繩子股數
拉力F、物重G、斜面長l、斜面高
h、物體勻速移動時與斜面間摩擦
力為f W有=Gh W額=fl W總=Fl或 W總=Gh+fl
η= = 或
η=
知識2　功、功率
1.功
⑴定義:如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,就說這個力做了功,用
W表示。
⑵做功的兩個因素:①作用在物體上的力;②物體在這個力的方向上移動的距離。
⑶公式:W=Fs。
⑷單位:在國際單位制中,功的單位是焦耳,簡稱焦,符號為J,1 J=1 N·m。
⑸不做功的三種情況:①不勞無功,即F=0但s≠0;②有勞無功,即F≠0但s=0;③垂直無功,即F≠0且s
≠0,但F⊥s。
2.功率
⑴定義:功與做功時間之比,用P表示。
⑵意義:表示做功快慢的物理量。
⑶公式:P= 。
⑷單位:在國際單位制中,功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號為W,1 W=1 J/s。
功和功率之間的關系
1.功率表示做功的快慢,不表示做功的多少。做功的快慢由功和時間兩個因素共同確定。
2.討論P= 時要控制變量。W一定時,t越小,P越大,P與t成反比;t一定時,W越大,P越大,P與W成正
比;P一定時,W與t成正比。
疑點難點
方法　提高滑輪組機械效率的方法
1.影響滑輪組機械效率的因素
用同一滑輪組提升重力為G的物體升高h時,滑輪組對物體做的功為有用功,而人對滑輪組的拉力F
做的功為總功,F移動的距離s=nh(n為與動滑輪相連的繩子的股數),則滑輪組的機械效率η= =
= ;若不計摩擦力,而動滑輪的重為G',那么提升動滑輪做的功就是額外功,則滑輪組的機械效
率還可表示為η= = = 。討論這個表達式可知,對于同一滑輪組(G'一定),提升
的重物越重,滑輪組的機械效率越高;而提升相同重物時,動滑輪越少、越輕的滑輪組,機械效率越
高。
2.提高滑輪組機械效率的方法
⑴減小額外功在總功中所占的比例:可采取改進機械結構、減小摩擦阻力等方法。如在滑輪的轉
軸中加潤滑油以減小摩擦阻力或減小滑輪組中動滑輪的自重等。即在有用功一定的情況下,減小
額外功,提高效率。
⑵增大有用功在總功中所占的比例:可使滑輪組在滿載情況下工作。在額外功不變的情況下,增大
有用功,提高效率。
例　如圖所示,用滑輪組豎直向上提升重物,不計繩重和摩擦,下列措施能提高滑輪組機械效率的
是 (　 )
A.增大動滑輪的重力
B.增大重物的重力
C.減小定滑輪的重力
D.增大重物上升的高度
B
變式　分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組,在5 s內將重為50 N的物體勻速提升2 m,每個滑輪重
均為10 N。不計繩重及摩擦,此過程中 (　 )

A.F甲小于F乙 B.甲的機械效率小于乙的機械效率
C.F甲做的功大于F乙做的功 D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
D

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