1、知識(shí)框架知識(shí)框架簡簡單單機(jī)機(jī)械械和和功功簡單機(jī)械簡單機(jī)械功功功的計(jì)算功的計(jì)算滑輪滑輪杠桿杠桿做功的兩個(gè)必要因素做功的兩個(gè)必要因素功功機(jī)械效率機(jī)械效率功率功率功的單位功的單位省力杠桿省力杠桿等臂杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿動(dòng)動(dòng)滑輪滑輪定滑輪定滑輪要要 點(diǎn)點(diǎn) 指指 南南第二部分：功第二部分：功 功率功率第一部分：四種機(jī)械第一部分：四種機(jī)械第三部分：機(jī)械效率第三部分：機(jī)械效率第一部分：四種機(jī)械第一部分：四種機(jī)械一、杠桿江蘇科技版江蘇科技版杠桿杠桿定義定義五五要要素素說說明明支點(diǎn)支點(diǎn)( (O O) ) 動(dòng)力動(dòng)力( (F F1 1) ) 動(dòng)力臂動(dòng)力臂( (L L1 1) )阻力阻力( (F F2 2)

2、) 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（方向判斷）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（方向判斷）阻力臂阻力臂( (L L2 2) )從支點(diǎn)到阻力作用線的距離從支點(diǎn)到阻力作用線的距離杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離在在 的作用下繞著的作用下繞著 轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒力力固定點(diǎn)固定點(diǎn)1 1、動(dòng)力、阻力都是杠桿受的力，所以、動(dòng)力、阻力都是杠桿受的力，所以作用點(diǎn)在杠桿上作用點(diǎn)在杠桿上2 2、動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)、動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反的方向相反一點(diǎn)、二力、二臂一點(diǎn)、二力、二臂江蘇科技版江蘇科技版杠桿

3、可直可曲。杠桿可直可曲。有些情況下可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫有些情況下可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如釣魚桿、鐵鍬等。助確定支點(diǎn)。如釣魚桿、鐵鍬等。力臂畫法：力臂畫法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。找支點(diǎn)找支點(diǎn)O O；畫力的作用線畫力的作用線（虛線）（虛線）畫力臂畫力臂（過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）（過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）標(biāo)力臂標(biāo)力臂（大括號(hào)或背向箭頭）（大括號(hào)或背向箭頭）易錯(cuò)點(diǎn)：易錯(cuò)點(diǎn)：畫力臂時(shí)，千萬不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線誤認(rèn)為畫力臂時(shí)，千萬不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線誤認(rèn)為是力臂。是力臂。F2 作出圖中杠桿OA的動(dòng)力F1、阻力F2以及

4、動(dòng)力臂L1和阻力臂L2下圖中關(guān)于F1力臂的作圖中，正確的是 ( )杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件1 1、杠桿的平衡是指杠桿、杠桿的平衡是指杠桿靜止不靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或杠桿或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。答答: :避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；便于從杠桿上直接讀出力臂。便于從杠桿上直接讀出力臂。2 2、為什么調(diào)節(jié)杠桿兩端的為什么調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使杠桿在水平位置平衡？螺母使杠桿在水平位置平衡？3、如何調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平條件下平衡？、如何調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平條件下平衡？答答: :左高左移，右高右移。左高左移，右高右移。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次次數(shù)數(shù)動(dòng)力動(dòng)力F F1 1/N/N動(dòng)力臂動(dòng)力臂 l

5、 l1 1/cm/cm動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂 F F1 1l l1 1/ /（N Ncmcm）阻力阻力F F2 2/N/N 阻力臂阻力臂 l l2 2/cm/cm阻力阻力阻力臂阻力臂 F F2 2l l2 2 / /（N Ncmcm）1 12 23 3研究杠桿的平衡條件記錄表格問題：此實(shí)驗(yàn)中要改變彈簧測(cè)力計(jì)的問題：此實(shí)驗(yàn)中要改變彈簧測(cè)力計(jì)的位置、所掛鉤碼的數(shù)量和位置進(jìn)行多位置、所掛鉤碼的數(shù)量和位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，其目的是什么？次實(shí)驗(yàn)，其目的是什么？答：一次數(shù)據(jù)具有偶然性，多次測(cè)答：一次數(shù)據(jù)具有偶然性，多次測(cè)量才能得到普遍規(guī)律。量才能得到普遍規(guī)律。杠桿的平衡條件也稱杠桿的平衡條件也稱 。動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力

6、臂動(dòng)力臂 = = 阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1L L1 1 = F F2 2L L2 2 在杠桿平衡時(shí)在杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小動(dòng)力最小問題中，問題中，阻力阻力阻阻力臂力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到：要使動(dòng)力臂最大需要做到：在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。杠桿原理杠桿原理提醒：提醒： 杠桿的平衡不是力的杠桿的平衡不是力的“平衡平衡”， 而是而是“力與力臂的乘積的平衡力與力臂的乘積的平衡”

7、如圖甲，將一根粗細(xì)均勻的木棒放在水平地如圖甲，將一根粗細(xì)均勻的木棒放在水平地面上，稍微抬起一端至少用力面上，稍微抬起一端至少用力100N，則木棒，則木棒的重力約是的重力約是_N.圖乙則是一根粗細(xì)不均圖乙則是一根粗細(xì)不均勻的木棒，若稍微抬起一端，抬起勻的木棒，若稍微抬起一端，抬起_端端所用力較大所用力較大.（粗（粗/細(xì)）若將乙圖中木棒如圖丙細(xì)）若將乙圖中木棒如圖丙吊起，剛好在圖示位置平衡，如果沿吊起處吊起，剛好在圖示位置平衡，如果沿吊起處的虛線部分將木棒分割成粗、細(xì)兩段，則的虛線部分將木棒分割成粗、細(xì)兩段，則_段較重（粗段較重（粗/細(xì)）細(xì)） 200N，粗，粗，粗，粗. 1. 省力杠桿，費(fèi)距離。省

8、力杠桿，費(fèi)距離。2. 費(fèi)力杠桿，省距離。費(fèi)力杠桿，省距離。3. 不省力也不費(fèi)力。不省力也不費(fèi)力。F1 F2 O L1 L2 杠 桿 的 分 類杠 桿 的 分 類注意：注意：應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便要省距離決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便要省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。：。定滑輪定滑輪F1F2l2l1O軸的位置軸的位置等臂杠桿等臂杠桿不省力但可以改變動(dòng)力方向不省力但可以改變動(dòng)力方向二、滑輪 。 ， 。動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪F1F2Ol1l2動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿

9、使用單個(gè)動(dòng)滑輪最多可以省一半力使用單個(gè)動(dòng)滑輪最多可以省一半力但不能改變施力方向但不能改變施力方向兩倍兩倍滑輪組滑輪組如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖它由如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖它由4個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成，繩子的尾端個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成，繩子的尾端繞在一個(gè)固定在墻壁的旋輪上，旋轉(zhuǎn)搖柄可繞在一個(gè)固定在墻壁的旋輪上，旋轉(zhuǎn)搖柄可以使晾衣架升降假設(shè)在升降過程中衣架橫梁以使晾衣架升降假設(shè)在升降過程中衣架橫梁保持水平，請(qǐng)回答下列問題：保持水平，請(qǐng)回答下列問題：(1)假設(shè)衣服和晾衣架假設(shè)衣服和晾衣架(含動(dòng)滑輪含動(dòng)滑輪)等的總重是等的總重是50N，則靜止時(shí)繩子拉力是，則靜止時(shí)繩子拉力是 N；

10、(各各種摩擦力忽略不計(jì)種摩擦力忽略不計(jì)) (2)要使衣架橫梁上升要使衣架橫梁上升1m，則繞進(jìn)旋輪上的，則繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是繩子長度是 m；(3)通過增加滑輪，可以使此裝置更省力，通過增加滑輪，可以使此裝置更省力，請(qǐng)畫出正確的繞線方法。請(qǐng)畫出正確的繞線方法。(1)125 (2)4三、輪軸1.實(shí)質(zhì)：可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿實(shí)質(zhì)：可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿2.特點(diǎn)：省力，費(fèi)距離特點(diǎn)：省力，費(fèi)距離四、斜面1.作用：省力作用：省力（推力（推力F總小于物重總小于物重G，在高度相同的條件下斜面越長越省力），在高度相同的條件下斜面越長越省力）2.特點(diǎn)：可以省力，但不能省功特點(diǎn)：可以省力，但不能省功3.原理：利用功的原理

11、工作原理：利用功的原理工作（Fs=Gh+fs）第二部分：功第二部分：功 功率功率1.1.功等于功等于 跟物體在力的方向上通過的跟物體在力的方向上通過的 的乘積。的乘積。距離距離功功力力 公式：公式：WFs3.3.做功的兩個(gè)必要條件：做功的兩個(gè)必要條件：對(duì)物體要有力的作用對(duì)物體要有力的作用物體要在力的方向上通過一定的距離物體要在力的方向上通過一定的距離W =Gh1 1、概念：、概念： 叫做功率。叫做功率。3 3、公式：、公式： 。4 4、單位：、單位： 國際單位：國際單位： ，符號(hào)，符號(hào) 。 常用單位常用單位： 、 。2 2、意義：功率是表示、意義：功率是表示 的物理量。的物理量。 P =WtF

12、 stF v=功率功率功與做功所用時(shí)間的比功與做功所用時(shí)間的比物體做功快慢物體做功快慢瓦特瓦特W 千瓦（千瓦（KW ）兆瓦（兆瓦（MW ）質(zhì)量為質(zhì)量為45kg 的某同學(xué)在跳繩時(shí)重心高度隨時(shí)的某同學(xué)在跳繩時(shí)重心高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示根據(jù)圖象可估算出間變化的關(guān)系如圖所示根據(jù)圖象可估算出該同學(xué)在該同學(xué)在1 分鐘內(nèi)克服重力做功的平均功率分鐘內(nèi)克服重力做功的平均功率為為 ( )A 45W B135W C169W D270W B 第三部分：機(jī)械效率第三部分：機(jī)械效率 模型一模型一 杠桿杠桿 模型二模型二 滑輪組滑輪組 模型三模型三 斜面斜面1.1.有用功有用功（W有用有用）：）： 為達(dá)到目的必須做的

13、功為達(dá)到目的必須做的功2.2.額外功額外功（W額外額外）：為達(dá)到目的不需要做但不得不做為達(dá)到目的不需要做但不得不做的功（的功（ 做功）做功）3.3.總功總功（W總總）：）： 為達(dá)到目的實(shí)際做的功為達(dá)到目的實(shí)際做的功 W總總= W有用有用+W額外額外 4.機(jī)械效率（機(jī)械效率（）：有用功與總功的比值有用功與總功的比值 公式：公式： 。 克服摩擦和機(jī)械重力克服摩擦和機(jī)械重力有用功、額外功、總功、機(jī)械效率有用功、額外功、總功、機(jī)械效率W有有 W總總 水平拉動(dòng)物水平拉動(dòng)物 體體豎直提升物體豎直提升物體利用斜面提升物體利用斜面提升物體一臺(tái)起重機(jī)將重一臺(tái)起重機(jī)將重36003600N N的貨物提高的貨物提高4

14、 4m m。如如果額外功是果額外功是96009600J J，起重機(jī)做的有用功是起重機(jī)做的有用功是多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？工人利用圖所示的滑輪組將重工人利用圖所示的滑輪組將重400N400N的物體向上勻速提起的物體向上勻速提起2m2m。所用拉力為。所用拉力為250N250N，滑輪組的機(jī)械效率是多少？，滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 若若用此滑輪組將重用此滑輪組將重900N900N的物體豎直向上勻速提升的物體豎直向上勻速提升2m2m，拉力，拉力在這一過程中所做的功是多少？在這一過程中所做的功是多少？( (不計(jì)繩重和摩擦的力不計(jì)繩重和摩擦的力) )小明的解題過程

15、是：小明的解題過程是：解：解：W W有有=Gh=400N=Gh=400N2m=800J2m=800J W W總總=FS=250N=FS=250N2m2m2=1000J2=1000J= W= W有有/W/W總總=800J/1000J=0.8=80%=800J/1000J=0.8=80%W W有有= Gh=900N= Gh=900N2m=1800J2m=1800JW W總總= W= W有有/=1800J/80%=2250J/=1800J/80%=2250J答：滑輪組的機(jī)械效率是答：滑輪組的機(jī)械效率是80%80%，拉力在這一過程中所做的，拉力在這一過程中所做的功是功是2250J2250J。上述解答是

16、否有錯(cuò)誤？如有錯(cuò)誤，指出錯(cuò)誤的原因，并對(duì)上述解答是否有錯(cuò)誤？如有錯(cuò)誤，指出錯(cuò)誤的原因，并對(duì)錯(cuò)誤加以訂正。錯(cuò)誤加以訂正。 如圖，物體如圖，物體G G在拉力在拉力F F的作用下作勻速直線運(yùn)的作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力所做的功是動(dòng)，拉力所做的功是600J600J，物體向左移動(dòng)了，物體向左移動(dòng)了2m,2m,滑輪組的機(jī)械效率是滑輪組的機(jī)械效率是8080，求：，求： 額外功時(shí)多少？額外功時(shí)多少？ 拉力拉力F F是多少是多少 ？ 物體所受的摩擦力是多大？物體所受的摩擦力是多大？江蘇科技版江蘇科技版鉤碼提升的高度鉤碼提升的高度h h 、 ， 、 .拉力拉力F F繩的自由端移動(dòng)的距離繩的自由端移動(dòng)的距離s s鉤

17、碼重力鉤碼重力G G彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)必須 ，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，以保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。豎直方向上勻速拉動(dòng)豎直方向上勻速拉動(dòng)【說明】 不影響滑輪組機(jī)械效率。重物提升高度重物提升高度W有有 W總總 提高機(jī)械效率的方法：提高機(jī)械效率的方法：第一是減小第一是減小 ，（ 、 ）；）；第二是增加第二是增加 。減小機(jī)械自重減小機(jī)械自重減小機(jī)械之間的摩擦減小機(jī)械之間的摩擦同一個(gè)滑輪組同一個(gè)滑輪組提起不同重力的重物時(shí)，重物的提起不同重力的重物時(shí)，重物的重重力越大力越大，機(jī)械效率越，機(jī)械效率越高高。不同的滑輪組不同的滑輪組提起相同重力的重物時(shí)，滑輪組中提起相同重力

18、的重物時(shí)，滑輪組中動(dòng)滑輪的重力越大動(dòng)滑輪的重力越大，機(jī)械效率越，機(jī)械效率越低低。額外功額外功有用功有用功某同學(xué)準(zhǔn)備做某同學(xué)準(zhǔn)備做“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，選擇的實(shí)驗(yàn)，選擇器材有：彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、鐵架臺(tái)、定滑輪、動(dòng)滑輪器材有：彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、鐵架臺(tái)、定滑輪、動(dòng)滑輪各一個(gè)、一根足夠長的細(xì)繩。各一個(gè)、一根足夠長的細(xì)繩。（1 1）他所選的器材少了）他所選的器材少了_（2）補(bǔ)足器材后，該同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)際操作）補(bǔ)足器材后，該同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)際操作A A將滑輪組安裝在鐵架臺(tái)上，在滑輪組下方掛好鉤碼，將滑輪組安裝在鐵架臺(tái)上，在滑輪組下方掛好鉤碼，在細(xì)繩的一端系住彈簧測(cè)力計(jì)在細(xì)繩

19、的一端系住彈簧測(cè)力計(jì)B B記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置C.C.向上提起彈簧測(cè)力計(jì)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)向上提起彈簧測(cè)力計(jì)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)D D測(cè)量出鉤碼提升的高度和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離測(cè)量出鉤碼提升的高度和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離E.E.將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表格中，并進(jìn)行必要的計(jì)算。將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表格中，并進(jìn)行必要的計(jì)算。上述步驟中，有一項(xiàng)需要做出重要補(bǔ)正，該項(xiàng)需補(bǔ)正的上述步驟中，有一項(xiàng)需要做出重要補(bǔ)正，該項(xiàng)需補(bǔ)正的內(nèi)容是內(nèi)容是_刻度尺刻度尺C 步驟中，勻速步驟中，勻速向上提起彈簧測(cè)力計(jì)向上提起彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)驗(yàn)中可少用一種器材，少測(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)也能測(cè)出滑輪組的機(jī)械實(shí)驗(yàn)中可

20、少用一種器材，少測(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)也能測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率。分析一下，去掉的器材是什么？少測(cè)哪兩個(gè)數(shù)據(jù)？效率。分析一下，去掉的器材是什么？少測(cè)哪兩個(gè)數(shù)據(jù)？ 實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)物理量物理量l23鉤碼重鉤碼重GN446鉤碼上升高度鉤碼上升高度hm0.10.10.1繩端拉力繩端拉力FN1.81.42.4繩端移動(dòng)距離繩端移動(dòng)距離sm0.30.50.3機(jī)械效率機(jī)械效率745783n=5n=3甲甲 乙乙 甲甲 1、根據(jù)、根據(jù) 的關(guān)系選擇實(shí)驗(yàn)所用的滑輪組的關(guān)系選擇實(shí)驗(yàn)所用的滑輪組.h和和s總結(jié)：總結(jié)：2、使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)動(dòng)、使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率滑輪越重，滑輪組的

21、機(jī)械效率。 3、使用同一滑輪組，、使用同一滑輪組， 方法，方法，可以提高滑輪組的機(jī)械效率。可以提高滑輪組的機(jī)械效率。增加物體重力增加物體重力越低越低小明學(xué)過機(jī)械效率后，提出了一個(gè)問題：小明學(xué)過機(jī)械效率后，提出了一個(gè)問題：“影響斜面機(jī)械效率的因素有哪些？影響斜面機(jī)械效率的因素有哪些？”針對(duì)針對(duì)這個(gè)問題他做了在斜面上勻速拉動(dòng)物塊的探這個(gè)問題他做了在斜面上勻速拉動(dòng)物塊的探究實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：究實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：FshG實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次次數(shù)數(shù)傾斜傾斜程度程度物物體體重重G/N物物上上升升h/m拉拉力力F/N物物移移動(dòng)動(dòng)s/m有有用用功功W/J總總功功W/J機(jī)械機(jī)械效率效率1較緩較緩50.11.60.50.50.863%2較陡較陡50.152.20.50.751.168%3最陡最陡50.253.10.5 1.25 1.55 81%1.請(qǐng)將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填全。請(qǐng)將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填全。2.通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析，你對(duì)斜面機(jī)械效通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析，你對(duì)斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論：率的問題可獲得的初步結(jié)論： _ _3.小明還探究了斜面機(jī)械效