第7讲 简单机械《知识提炼 能力训练》2023寒假初三九年级物理寒假作业讲义（苏科版）

第7讲 简单机械 一、知识导航 1、杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 （2）杠杆的五要素： 支点：杠杆绕着转动的点。一般用O表示。 动力：使杠杆转动的力。一般用F1表示。 阻力：阻碍杠杆转动的力。一般用F2表示。 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。一般用l1表示。 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。一般用l2表示。 （3）力臂的画法：① 确定支点；② 确定动力和阻力，画力的作用线；③从支点O向力的作用线引垂线，标出垂足；④ 标出力臂。 （4）杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。 （5）杠杆分类： 省力杠杆：l1>l2,平衡时F1<F2。特点是省力，但费距离。（如剪铁剪刀，铡刀） 费力杠杆：l1<l2,平衡时F1>F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杆，理发剪刀） 等臂杠杆：l1=l2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如天平、定滑轮） 2、滑轮组 （1）定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实质是个等臂杠杆） （2）动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向，要费距离。(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆) （3）滑轮组特点：滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，特点是既省力，又能改变力的方向，但是费距离。 省力情况：n为承担物重的绳子段数。 ① 若不考虑滑轮重、绳重及摩擦，拉力 ② 若不考虑绳重及摩擦，而考虑动滑轮重，则拉力 绳子自由端移动距离s与物体被提升高度h的关系： n的判断方法：与动滑轮连接的绳子段数是多少，n就是多少。 3、功 功率 （1）做功的两个必要因素：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离。 （2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 （3）公式： W——功——焦耳（J）；F——力——牛顿（N）；s——在力的方向上移动的距离——米（m） （4）功率：单位时间内所做的功叫做功率。 （5）物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。某小轿车功率6.6×103W，表示：小轿车1s内做功6.6×103J。 （6）公式： P——功率——瓦特（W）；W——功——焦耳（J）；t——时间——秒（s）； 物体在力F的作用下,以速度v沿力F的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。即。在功率P一定时，力F与速度v成反比。当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 4、机械效率 （1）有用功：人利用机械在达到目的的过程中，所做的对人们有用的功，叫做有用功。有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。 （2）额外功：在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫做额外功。使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额外功。 在忽略绳重、摩擦的前提下，滑轮组的额外功（竖直方向），斜面的额外功 （3）总功：有用功与额外功之和。滑轮组总功： 斜面的总功 （4） 机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。公式： 有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。 5、滑轮组的机械效率 竖直方向提升物体 滑轮组机械效率的高低与动滑轮重、摩擦力的大小、物重等因素有关。绕线方法不影响滑轮组的机械效率。 6、斜面的机械效率 斜面机械效率的高低与斜面的光滑程度及斜面的倾斜程度有关。 二、典例剖析 例题1如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　） A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡 B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡 C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力 D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力 举一反三： 如图甲所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆（　　） A．右端下沉 B．左端下沉 C．要保持平衡应将左端的物体向右移动 D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体 例题2如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将　 （选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为　 　J。 举一反三： 1、如图所示，轻质杠杆在中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，杠杆保持平衡，保持力F方向不变，当将重物向右移动时，要使杠杆保持平衡，力F将   ；将杠杆顺时针方向缓慢转动，力F将   （两空均填“变大”、“变小”、“不变”） 2、如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下