第08讲 专题 简单机械与功计算-【暑假自学课】2023年新九年级物理暑假精品课（苏科版）

第08讲 专题 简单机械和功计算 1． 掌握简单机械的特点及作用； 2． 会用杠杆平衡条件解题； 3． 理解功和功率的概念，了解功和功率在实际生活和生产中的应用； 4． 知道有用功、额外功、总功间的关系，能计算机械效率； 5． 能在具体实际中找到提高机械效率的办法。 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用 滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h(不计绳重和摩擦) W额=W总－W有用 W额=G动h(不计绳重和摩擦) 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl (f为摩擦力) W额=W总－W有用 W额=fl (f为摩擦力) 要点一、杠杆平衡计算 动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。 要点二、滑轮组计算 1． 滑轮组的计算：有几股绳子吊在动滑轮上，拉力就是物体重(包括动滑轮重)的几分之一(不计绳重和摩擦)。 2． 公式：F=(G=G物+G动)，绳子自由端移动距离：s=nh。 3． 注意：组装滑轮组时，吊在动滑轮上绳子股数为n，若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上，若n为偶数时，绳子的固定端挂在定滑轮上。 4． 滑轮组的机械效率(不计滑轮重以及摩擦时) 1　 滑轮组(竖直方向提升物体)：(G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离)。  2　 滑轮组(水平方向拉动物体)：(f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离)。  要点三、斜面计算 斜面的机械效率：， 要点四、机械效率计算 1． 有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功(Gh)。 公式：W有用＝Gh(提升重物)=W总－W额=ηW总。 2． 额外功：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W额=W总－W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。 3． 总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。 4． 机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功功率越大，做功越快；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。 5． 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦等。 知识点一：杠杆计算 【探究重点】 杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示为：；杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 【例题精讲】 （2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。 （1）当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，求箱梁对桥面的压强； （2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功； （3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式（用字母表示）。 【巩固训练】 1. (2021山东泰安二模)一位泰山挑山工用一根长1.8m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的A端挂200N的物体，B端挂300N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端 　m远的位置(不计扁担的重力)。这时挑山工肩膀需顶在距B端 　 m处。 知识点二：滑轮组计算 【探究重点】 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法 1． 有用功W有用= fs2 2． 总功W总= F s1 3． 额外功W额外=W总—W有用 4． s1= ns2 5． 其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数。 6． 滑轮组机械效率的求解 用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。滑轮组机械效率公式： η＝(W有用/W总)×100％　 η＝(W有用/W总)×100％= (fs2/ F s1) ×100％ 【例题精讲】 （2022·陕西省）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10