第十一章 简单机械和功（培优复习课件）物理苏科版2024九年级上册

第十一章 简单机械和功 单元复习 江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 上册 义务教育教科书 从吃饭用的筷子 到中国空间站使用的机械臂， 机械已进入人类生活的方方面面。 机械无论多复杂，都是由简单机械组成的。 人们在叹服于机械的神奇和人类智慧的伟大之余，不禁会问：这些机械是依据什么原理工作的呢？ 单元内容 第1节 杠杆 01 第2节 滑轮 02 第3节 功 03 第4节 功率 04 第5节 机械效率 05 1. 知道杠杆的概念，会画杠杆的力臂。 2. 通过实验探究，知道杠杆的平衡条件；会用杠杆的平衡条件解题。 3. 了解杠杆的应用，能按一定的标准对杠杆进行分类。 4. 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的构造及工作时的特点。 5. 了解定滑轮、动滑轮的实质。 6. 能识别生产和生活中常见的滑轮，能根据要求组装简单的滑轮组。 7. 知道机械功的概念，能用生活中的实例解释机械功的含义。 8. 理解机械功的计算公式、单位，会用功的公式解题。 9. 知道做机械功的两个必要条件。 学习目标 10. 了解利用斜面可以省力；了解功的原理。 11. 理解功率的概念。 12. 知道功率的公式、单位，会用功率的公式解题。能自己设计实验测量功率。 13. 通过实验探究，知道有用功、额外功和总功的概念及它们之间的关系。 14. 理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。 15. 能设计实验，测量简单机械的机械效率，知道简单机械的机械效率与哪些因素有关。 学习目标 单元 重点 1. 会画杠杆的力臂。 知道杠杆的平衡条件；会用杠杆的平衡条件解题。了解杠杆的应用，能按一定的标准对杠杆进行分类。 2. 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的构造及工作时的特点。 3. 理解机械功的计算公式、单位，会用功的公式解题。 4. 理解功率的概念。知道功率的公式、单位，会用功率的公式解题。 5. 理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。 重点难点 单元 难点 1. 画杠杆的力臂。杠杆平衡条件的应用，对杠杆进行分类。 2. 实验探究杠杆的平衡条件并归纳出结论。 3. 功率的概念与计算。设计实验测量功率。 4. 理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。 重点难点 知识图谱 功的定义、公式、单位 机械效率的定义、公式 简单 机械 杠杆 滑轮（实质是变形的杠杆） 做功的多少—W 做功的快慢—P 做功的效率—η 有用功、总功、额外功 功 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 定滑轮 动滑轮 滑轮组 做功的两个必要因素 功率的定义、公式、单位 功率的物理意义 机械效率的物理意义 杠杆平衡条件 第一节 杠杆 第十一章 简单机械和功 知识一 杠杆 1. 杠杆的概念： 在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。 2. 描述杠杆特征的“五要素” ①支点：杠杆绕着转动的点O. ②动力：使杠杆转动的力F1. ③阻力：阻碍杠杆转动的力F2. ④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1. ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2. 考点串讲 （2）透析杠杆五要素 ①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。 ②动力与阻力：作用点都在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。 ③力臂：支点到_____________的距离，不是支点到作用点的距离；力臂__________在杠杆上（如图中l1和l2）；若力的作用线过支点，则力臂为0。 知识一 杠杆 考点串讲 力的作用线 不一定 3. 力臂的画法 第一步：先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向；如图所示。 第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。 第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”，如图所示。 知识一 杠杆 考点串讲 知识二 杠杆的平衡条件 1. 探究杠杆的平衡条件 【实验与记录】 （1）安装杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。 （2）如图所示，在杠杆左边挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1是动力，动力臂为L1，钩码对杠杆的拉力F2是阻力，阻力臂为L2。 当杠杆在水平位置平衡时，测量F1、L1、F2、L2的大小，并将数据记录在下表中。 知识二 杠杆的平衡条件 （3）在下列情况下使杠杆在水平位置平衡，将相关数据记录在表中： ①保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量； ②保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置； ③保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 2 10 1 20 ② 3 10 2 15 ③ 4 5 1 20 ④ 考点串讲 知识二 杠杆的平衡条件 【交流与小结】 分析表中的数据，找出它们之间的关系。你从中有什么发现？ 对实验中得到的每组数据，可尝试对它们进行加、减、乘、除等运算，以探求规律。 【实验结论】 杠杆平衡时，_________________________，即 F1l1＝F2l2　 考点串讲 动力×动力臂=阻力×阻力臂 知识二 杠杆的平衡条件 2. 杠杆的平衡条件 （1）杠杆的平衡条件 杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 （作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比）。 公式表示： F1 L1=F2 L2 杠杆的平衡条件也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。 考点串讲 知识二 杠杆的平衡条件 （2）应用时注意： ①应用公式 F1 L1=F2 L2 计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同（cm或m）。 ②杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。 考点串讲 知识二 杠杆的平衡条件 3. 我国古人对杠杆的研究和应用 （1）战国时期的天平和砝码。 （2）《墨经》中对秤的原理作了较为科学的描述。 《墨经》将被称物品叫作“重”，砝码叫作“权”，支点到“重”的距离叫作“本”，支点到“权”的距离叫作“标”，如图所示。 （3）《天工开物》中的碓、桔槔。 考点串讲 三、杠杆原理的应用 杠杆分类 力臂关系 力的大小关系 省费距离情况 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 F动＜F阻 F动＞F阻 F动=F阻 l动＞l阻 l动＜l阻 l动=l阻 费距离 省距离 不省距离 也不费距离 杠杆的分类 考点串讲 题型一 杠杆与杠杆作图 【例题1】有关杠杆的说法正确的是（　　） A．作为杠杆一定要有支点，而且支点一定在杠杆上，杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的 B．杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和 C．使用杠杆可以省力，有的杠杆既可省力，又可省距离 D．从杠杆的支点到动力作用点的距离叫做动力臂 A 典例解析 题型一 杠杆与杠杆作图 典例解析 【解析】A．杠杆一定有支点，而且支点一定在杠杆上；杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的，但杠杆一定是硬棒，故A正确； B．力臂是指支点到力的作用线的垂线段，因此动力臂与阻力臂之和不一定等于杠杆的长度，故B错误。 C．杠杆分省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆，既省力又省距离的杠杆是没有的，故C错误； D．力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，故D错误。故选A。 【例题2】图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。 题型一 杠杆与杠杆作图 典例解析 【解析】据杠杆的平衡条件，力F1最小，则力臂L1最大，连接OB为最大力臂，过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力；将F2的作用线反向延长，过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。如图所示。   1. 力臂作图（画力臂的方法） （1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。 2. 画力臂的注意事项 （1）力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合。 （2）当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。 （3）力臂通常有三种表示方法。 方法技巧 题型一 杠杆与杠杆作图 题型一 杠杆与杠杆作图 3. 最小力作图 找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。 （1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂； （2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。 方法技巧 题型二、探究杠杆的平衡条件 【例题3】在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。 由表中数据可得， F1、F2、l1、l2之间的关系式是__________； F1 l1 =F2l2 　 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 3.0 5.0 1.5 10.0 2 2.0 15.0 2.0 15.0 3 1.0 25.0 2.5 10.0 …… …… …… …… …… 典例解析 题型二、探究杠杆的平衡条件 （2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是________N； ②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。 3　 见解析　 典例解析 【解析】 （1）分析数据，第一次实验 F1l1=3N×5cm=F2l2=1.5N×10cm 第二次实验 2N×15cm=2N×15cm 第三次实验 1N×25cm=2.5N×10cm  由此可知，F1、F2、l1、l2之间的关系式为F1l1=F2l2 （2）杠杆右侧受到向下拉力的大小等于砝码重力大小，右侧挂了4个钩码，总质量为200g，四个钩码重力为 G=mg=0.2kg×10N/kg=2N 即F拉=2N  根据图甲可知，由F1l1=F2l2 可知，弹簧测力计的大小为 （3）杠杆再次平衡时：2N×15cm=1.5N×l2 解得l2=20cm。 根据力与力臂的关系画图，即过支点作力的作用线的垂线段，如图所示. 题型二、探究杠杆的平衡条件 典例解析 题型三、杠杆的应用 【例题4】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　） A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5N C．物体悬挂点右移，拉力F会增大 D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小 C　 典例解析 【解析】A．由图知，OA=AB，根据杠杆的平衡条件可知F×OB=G×OA，由于OB=2×OA，所以拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误； B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件得，（F+ΔF）×OB= （G+5N）×OA 解得ΔF=2.5N； 故B错误； C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大， 动力臂不变，则动力F将变大，故C正确； D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至 虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。 故选C。 题型三、杠杆的应用 典例解析 （2）图乙，若L1=1.2m，L2=5m，某次扳鱼过程中，支架全部露出水面后的总质量为30kg，则此时牵引力F1 N。 题型三、杠杆的应用 【例题5】图甲是明代《捕鱼图》中渔民用罾（zēng）捕鱼的情景。《捕鱼图》中的罾是扳罾，它用4根小毛竹作为支架把网撑开；再用一根毛竹作为主干，主干的小头把支架扎牢，再用一条较粗的绳子，一端固定在主干的尖端，一端在收网和放网时作牵引用。图乙是其简化受力分析图。 （1）乙中的主干相当于 杠杆，如果想要收网时省力些，主干要选择 （选填“长”或“短”）一些。 费力 典例解析 短 1250 题型三、杠杆的应用 【解析】 （1）由图乙知，支点为O，动力臂L1小于阻力臂L2，是费力杠杆。 由图乙知，想要收网时省力些，就要增大动力臂L1，减小阻力臂L2，则主干要短一些。 （2）支架的总重力G=mg=30kg×10N/kg=300N 由杠杆平衡条件可得牵引力 题型三、杠杆的应用 【例题6】如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆 B．向下拉绳放下空桶时拉力为20N C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆 D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N D 典例解析 题型三、杠杆的应用 典例解析 【解析】 A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知 G石·OA=（G桶+F）·OB 即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m 解之可得：F=60N，故B错误； C．向上提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知： G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB 即40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m 解得Fˊ=40N，故D正确。故选D。 题型三、杠杆的应用 【例题7】如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求： （1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）； （2）被称物体的重力； （3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？ 典例解析 题型三、杠杆的应用 典例解析 【解析】 （1）秤砣受到的重力为 G=mg=0.5kg×10N/kg= 5N （2）由杠杆平衡条件可得 G物体×AO=G秤砣×BO 代入数据得 G物体×6cm=5N×24cm 解得 G物体=20N （3）若秤杆长60cm，则 BO'=60cm-6cm=54cm 由杠杆平衡条件 Gʹ物体×AO=G秤砣×BOʹ 可得 Gʹ物体×6cm=5N×54cm 解得 Gʹ物体=45N 则这把秤最大能称量的物体质量为 题型三、杠杆的应用 判断杠杆种类的方法 1. 通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； 2. 从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 方法技巧 二、滑轮 第十一章 简单机械和功 知识一 定滑轮和动滑轮 1. 定滑轮 （1）定滑轮：工作时，轴固定不动的滑轮称为定滑轮。 （2）定滑轮的特点 不省力F=G；不省距离s=h ；能改变力的______。 （3）定滑轮的实质——等臂杠杆 如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆；所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 方向 考点串讲 知识一 定滑轮和动滑轮 （4）用平衡力的知识研究定滑轮的特点 分析：如图，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F作用，由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，大小相等，即F=G。 物体向上运动，用力的方向却是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。 F G 结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向. 考点串讲 知识一 定滑轮和动滑轮 2. 动滑轮 （1）动滑轮：工作时，轴随物体一起运动的滑轮称为动滑轮。 （2）动滑轮的特点： 省力F＜G；费距离s绳=2h物，不能改变力的______。 方向 （3）动滑轮的实质——动力臂是阻力臂2倍的杠杆 如图所示，定滑轮O为支点，动力臂l1为滑轮的直径，阻力臂l2为滑轮的半径，在不计摩擦和动滑轮重时，动力是阻力的一半。 知识一 定滑轮和动滑轮 （4）用平衡力的知识研究动滑轮的特点 F F G G动 同一根绳上的两个拉力相等 在忽略动滑轮的重力和摩擦的情况下，物体受到重力G和两段绳子的两个拉力F的作用。 由于物体匀速上升，所以两个拉力F跟物体的重力G是平衡力。则： 2F＝G，F 若考虑动滑轮的重力，忽略绳重、摩擦的情况下，由于物体匀速上升，所以四个力平衡，满足： 2F＝（G+G动），拉力 F 考点串讲 知识二 滑轮组 1. 滑轮组的特点 （1）滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。 （2）滑轮组的特点： ①拉力F的大小与动滑轮相连的绳子段数n有关。 不计动滑轮重、绳重和摩擦：F 不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：F__________ ②拉力F（绳子自由端）移动距离 s 是物体上升高度 h的n倍，即：s=_____h ③绳子自由端的速度是物体升高速度的n倍，即: v绳=_____v物 F n n 考点串讲 知识二 滑轮组 2. 滑轮组的组装 （1）确定绕绳的有效段数 根据 F可得绳子的有效段数为n ，也可以根据 得n，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。 （2）绕绳方式的判断——“奇动偶定” 依据“__________”的原则判断。当n为奇数时，绳子的起始端拴在_____滑轮的挂钩上；当n为偶数时，绳子的起始端拴在_____滑轮的挂钩上。 奇动偶定 动 定 考点串讲 知识二 滑轮组 （3）动滑轮个数的确定 当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为 ①_______（n为奇数时）；②____（n为偶数时） （4）定滑轮个数的确定 ①施力方向与物体运动方向相同 a. n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个； b. n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。 ② 施力方向与物体运动方向相反 a. n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同； b. n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。 n=5（奇数） 动滑轮的个数为 ： =2（个） 定滑轮的个数与动滑轮的相同，N=2 n=5 考点串讲 知识二 滑轮组   定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示         F与G的关系 F＝G/2 s与h的关系 s＝3h 特点 F G F＝G s＝h 不省力不省距离 能改变力的方向 F＝（G+G动） s＝2h 省力、费距离， 不能改变力的方向 F＝（G+G动） s=nh（n为动滑轮上绳子段数） 省力、费距离，能否改变 力的方向和绕线方式有关  G F 定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较(不计绳重、摩擦) 题型一、定滑轮与动滑轮 【例题1】如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两人用力一样大 B．甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离 C．乙用力比甲小 D．甲乙使绳索移动的距离相等 C 典例解析 【解析】AC．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物重，乙的拉力等于物重的1/2，所以乙用力比甲小，故A错误，C正确； BD．将同一物体拉到楼顶，即物体上升高度相同，甲使绳索移动距离等于物体上升的高度，乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍，所以甲使绳索移动的距离小于乙使绳索移动的距离，故BD错误。故选C。 题型一、定滑轮与动滑轮 【例题2】如图所示，拉力F1和F2分别经过滑轮A和B使重为10牛的同一物体沿水平方向做匀速直线运动，若物体与水平面间的滑动摩擦力大小为5牛，则F1的大小为 牛。F2的大小为 牛，如果F2的作用点的运动速度为2米/秒，则物体的运动速度为 米/秒。（不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦） 1 5 2.5 典例解析 【解析】不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦，由图可知，A为定滑轮，所以拉力F1=f=5N B为动滑轮，所以拉力 F2=f/2=5N/2=2.5N 物体的运动速度为 题型一、定滑轮与动滑轮 典例解析 题型二、滑轮组及其绕绳方式 【例题3】如图所示，人站地面使用该滑轮组向下拉绳提升水桶，请画出绳子的绕法。 典例解析 【解析】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是用两股绕线的这种方法，可从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩，此时有两段绳子承担物重，如图所示。 题型二、滑轮组及其绕绳方式 【例题4】一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 典例解析 【解析】只有一个动滑轮，要求最省力，动滑轮绕3段绳，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示. 题型二、滑轮组及其绕绳方式 1. 滑轮组中末段绳子的作用 滑轮组中绳子段数n为动滑轮上承担物重的绳子段数，最后那段从下面动滑轮拉上去的绳子承担物重，如图乙所示；而从上面定滑轮拉下来的那段绳子只起到改变力的方向的作用，不承担物重，如图甲所示。 F 甲 乙 方法技巧 题型二、滑轮组及其绕绳方式 2. 滑轮组的组装 （1）确定绕绳的有效段数：根据F=G/n可得绳子的有效段数为n=G/F，也可以根据s=nh得n=s/h，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。 （2）绕绳方式的判断—“奇动偶定”： 如图甲所示，承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上。 如图乙所示，承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。 方法技巧 题型三、有关滑轮（组）的计算 【例题5】如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体以0.1m/s匀速提升10s，不计绳重和摩擦。求： （1）动滑轮重； （2）绳子自由端移动的距离； （3）若用此滑轮组将重为780N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力F应为多大？ 典例解析 【解析】（1）如图所示，拉力与物重和滑轮重的关系 =120N （2）物体上升的高度是 s=vt=0.1m/s×10s=1m 绳子自由端移动的距离是 s′=3s=3m （3）此时的拉力 题型三、有关滑轮（组）的计算 典例解析 题型三、有关滑轮（组）的计算 【例题6】将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N ，则A所受地面的摩擦力为_____N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为_____N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 20 40 典例解析 题型三、有关滑轮（组）的计算 【解析】如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 f=F拉=2GB=2×10N=20N 若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 题型三、有关滑轮（组）的计算 【例题7】如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　） A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N A 典例解析 【解析】根据图可知：该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知 F=2G=2×80N=160N 相同时间内物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，故物体上升速度为 v=2×0.4m/s=0.8m/s 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 题型三、有关滑轮（组）的计算 1. 分析计算理想状态下滑轮组的问题 理想状态下，是指不考虑绳重、动滑轮重及摩擦，所以可以直接使用公式F=G/n，s=nh，v绳=nv物进行相关分析计算。 2. 分析计算非理想状态下滑轮组的问题 在非理想状态下，需要考虑动滑轮自重，计算拉力的大小时要使用 ，但s=nh，v绳=nv物仍可以继续使用。 方法技巧 三、功 第十一章 简单机械和功 知识一 功 1. 功 （1）概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对这个物体做了功。 （2） 定义：物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。 （3） 定义式：W= （4） 单位：在国际单位制中：力F的单位是牛（N），距离s的单位是米（m） ，则功W的单位是牛米；它有一个专门的名称叫做_________，简称焦，符号是 J。 1J=1N•m 考点串讲 焦耳 Fs 知识一 功 2. 做功的两个必要条件 （1）做功的两个必要条件：对物体有_____的作用；物体在力的方向上通过一定的________。 （2） 没有做功的三种情况 ①物体由于惯性而运动一段距离，如抛出的物体继续向前运动的过程中，人对物体不做功。 ②物体在力的作用下没有运动。如同学提箱子而没有提起，人对箱子不做功。 ③物体运动的方向与力的方向垂直。如物体在水平面上运动的过程中，物体的重力不做功；又如物体放在斜面上向下滑动的过程中，斜面对物体的支持力不做功。 重力G不做功 支持力F不做功 考点串讲 力 距离 题型一、做功的两个必要条件 典例解析 【例题1】运动赛场上中国运动员为国争光，在下图所示体育运动中，有关力对物体做功的说法中正确的是（　　） A．甲图中，运动员下落的过程中，重力做了功 B．乙图中，离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员的推力对冰壶做了功 C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，没有力对运动员做功 D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，举力对杠铃做了功 A 题型一、做功的两个必要条件 典例解析 【解析】A．甲图中，运动员下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故A正确； B．离手后的冰壶向前滑行，此过程中运动员对冰壶没有推力，推力没有对冰壶做了功，故B错误； C．丙图中，跳水运动员在下落的过程中，运动员受到重力作用，并且在重力方向上通过了距离，所以重力对运动员做了功，故C错误； D．丁图中，运动员举着杠铃保持静止的过程中，杠铃没有在举力的方向上通过距离，所以举力没有对杠铃做了功，故D错误。 故选A。 题型一、做功的两个必要条件 方法技巧 1. 判断力是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在； 2. 看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。 判断力对物体是否做功 题型二、功的计算 典例解析 【例题2】现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲<m乙<m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（     ） A．W甲=W乙=W丙 B．W甲=W乙<W丙 C．W甲>W乙>W丙 D．W甲<W乙<W丙 A 典例解析 题型二、功的计算 【解析】由题意得，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。根据得，F在三种情况下做的功为W甲=W乙=W丙，故选A。 典例解析 题型二、功的计算 【例题3】为了纪念______对物理学的巨大贡献，以他的名字作为功的单位。如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人，重力为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力，机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m。机器人所受的重力做功_____J，水平动力做的功是_____J。 0 焦耳 1500 【解析】为纪念焦耳对物理学的贡献，以他的名字作为功和能量的单位。 机器人在水平地面上匀速前进，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做的功为0J。水平动力做的功为W=Fs=300N×5m=1500J 典例解析 题型二、功的计算 【例题4】在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则： （1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N？ （2）在0~4s内，动力对机器人 做的功为多少J？ 典例解析 题型二、功的计算 【解析】（1）静止时，智能机器人处于平衡状态，地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力，则支持力大小等于重力大小，即支持力 F支=G=400N （2）由图像可知，在0~4s内，机器人做匀速直线运动，机器人处于平衡状态，动力与阻力为一对平衡力，则动力大小等于阻力大小，即动力 F=f=0.02G=0.02×400N=8N 由图像可知，在0~4s内，机器人的运动路程 为2m，动力对机器人做的功 W=Fs=8N×2m=16J 题型二、功的计算 方法技巧 比较做功的大小需注意以下两点 1. 要运用公式W=Fs来比较； 2. 注意力做功的大小只与F和s的乘积有关，与运动面的粗糙程度、运动的路径等因素无关。 四、功率 第十一章 简单机械和功 知识一 功率 1. 功率 （1）物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。 （2） 定义：功与做功所用时间的比叫作功率。 （3） 定义式： P （4） 单位 ①国际单位制：焦/秒（J/s），叫作______ ，符号W，1W=1J/s ②工程技术上常用单位：千瓦(kW)、 兆瓦（MW） 1kW=103W 1MW=106W 考点串讲 瓦特 知识一 功率 （5）功率的推导式： P= F 表示作用在物体上的力，v表示物体在力F方向上匀速运动的速度。 推导式表明，当P一定时，F与v成_____比，即减小速度可以增大动力。汽车在上坡时要减速，在汽车功率一定时，减小速度就可以增大汽车的牵引力，使汽车容易上坡。 考点串讲 Fv 反 知识一 功率 2. 估测上楼时的功率 （1）原理：P 上楼时，人克服自身重力做功。当人匀速上楼时，楼梯对人的支持力F=G=mg，W=mgh， P = （2）比较同学上楼时功率大小的方案 方案一：做功相同时，比较做功时间的多少； 方案二：做功时间相同时，比较做功的多少； 方案三：比较做功与做功时间比值的大小. （3）直接测量的物理量及其测量工具 用体重计测人的质量m，用卷尺测人 上楼的高度h，用秒表测人上楼的时间t. （4）记录数据的表格 姓名 李同学 王同学 同学的质量m/kg 上楼的高度h/m 上楼的时间t/s 上楼的功率P/W 考点串讲 知识一 功率 3. 功和功率的比较   功 功率 概念 力与物体在力的方向上移动的距离乘积 功与做功所用时间之比 物理意义 表示物体做功的________ 表示物体做功的_____ 符号 W P 计算公式 W=Fs P=W/t 决定因素 力F、物体在力F方向上移动的距离s 功W、做功所用时间t 单位 ______（J） ______（W） 联系 W=Pt 考点串讲 多少 快慢 焦耳 瓦特 题型一、功率的概念 典例解析 【例题1】秋雨过后，秦岭烟雨蒙蒙，群山浮动尽显“云海秋色”。小丽和妈妈一起爬翠华山，她们沿相同路线，从山脚爬到山顶，小丽用时更短。妈妈体重比小丽大，则下列说法正确的是（　　） A．爬到山顶时，小丽做的功比妈妈做的功多 B．爬到山顶时，妈妈做的功比小丽做的功多 C．小丽做功的功率一定比妈妈做功的功率大 D．妈妈做功的功率一定比小丽做功的功率大 B 【解析】AB．妈妈的重力大于小丽的重力，从山脚出发，爬到山顶，高度相同，由W=Gh可知，妈妈做的功比小丽做的功多，故A错误，B正确； CD．但妈妈用的时间比小丽长，所以，根据P=W/t无法比较妈妈做功的功率与小丽做功的功率，故CD错误。故选B。 题型一、功率的概念 典例解析 【例题2】在自由下落过程中物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）     A．W1＜W2     P1＜P2 B．W1＝W2    P1＞P2 C．W1＝W2     P1＜P2 D．W1＞W2    P1＞P2 C 【解析】已知AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据得t=s/v可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P=W/t可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1˂P2。故选C。 题型一、功率的概念 比较做功的快慢 1. 比较做功的快慢，不能片面地认为做功多的一定做功快，也不能片面地认为做功所用时间短的做功一定快； 2. 特别是在功和做功时间都不同时，要通过比较单位时间内所做的功（W/t）来比较做功的快慢。 方法技巧 题型二、功率的计算 典例解析 【例题3】下列估测中，你认为最接近实际的是（　　） A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200J B．小明在中考体育跳绳中获得合格的成绩，他跳绳的功率约为10W C．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为1J D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W C 题型二、功率的计算 典例解析 【解析】A．一本物理书的重力约G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，书桌高度约0.8m，捡书过程克服书的重力做的功W=Gh=2N×0.8m=1.6J，故A不符题意； B．小明重力约500N，每次跳绳高度约5cm=0.05m，中考体育跳绳的合格成绩约1min跳180次，考试过程所做的功约W1=180G1h1=180×500N×0.05m=4500J 跳绳的功率P=W/t=4500J/60s=75W C．两个鸡蛋的重力约为1N，将其举过头顶的高度约为2m，这个过程对鸡蛋的做的功约为W2=G2h2=0.5N×2m=1J，故C符合题意； D．中学生的重力约为500N，一层楼的高度约为3m，从一楼到三楼的高度约为6m，上楼时间约为20s，此过程做的功W3=G3h3=500N×6m=3000J，功率约为P=W/t=4500J/20s=150W，故D不符合题意。故选C。 题型二、功率的计算 典例解析 【例题4】一辆小轿车以15m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速直线行驶600m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求： （1）在水平路面上匀速直线行驶600m，小轿车牵引力所做的功； （2）行驶过程中小轿车的功率； （3）小轿车上坡后行驶速度降为10m/s，则牵引力变为多大？ 【解析】 （1）轿车沿水平方向做匀速直线运动，则 小轿车牵引力所做的功 W=Fs=1200N×600m=7.2×105J （2）小轿车的功率P=W/t=Fv=1200N×15m=1.8×104W （3）行驶过程中小轿车的功率始终保持不变， 即P2=P1=1.8×104W 由P＝Fv得，牵引力为 题型二、功率的计算 典例解析 五、机械效率 第十一章 简单机械和功 知识一 有用功、额外功和总功 1. 有用功：在图中将钩码提升一定的高度是我们的目的，所做的功叫作有用功，用W有用表示。 3. 额外功：在使用动滑轮提升重物时，除需克服摩擦力做功外，还要克服动滑轮的重力做功，这两部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它叫作额外功，用W额外表示。 2. 总功：手拉绳所做的功叫作总功，用W总表示。 有用功、额外功和总功的关系： W总=W有用+W额 考点串讲 知识二 机械效率 1. 机械效率 （1）机械效率 物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率。 （2）计算公式：机械效率 η= ×100% （3）理解机械效率 ①物理意义：机械效率是标志机械做功性能的物理量，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，这个机械的性能越好。 考点串讲 知识二 机械效率 ②机械效率只有大小，没有单位。 ③机械效率总小于1。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。 ④机械效率的高低与省力情况无关。 机械效率的高低与机械省力多少无关，不要认为机械越省力其机械效率越高。 考点串讲 2. 滑轮组的机械效率 （1）滑轮组竖直提升物体 如图，利用滑轮组把重力为G的物体提高h。F为动力，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子股数。 = 不计绳重、摩擦时： = = 由公式可知：不计绳重与摩擦，当动滑轮的重力越小、物体的重力越大时，机械效率越高。 知识二 机械效率 考点串讲 （2）滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重） 使用滑轮或滑轮组用力F沿水平方向匀速拉动物体，物体与水平面的摩擦力为f，为绳子自由端移动的距离，为物体移动的距离，n为动滑轮上的绳子股数。 = = = f摩擦力 f摩擦力 知识二 机械效率 考点串讲 大量的实验表明： 滑轮组的机械效率跟物重、动滑轮重、绳重和摩擦有关； 对同一个滑轮组来说物重越大，机械效率越高； 在物重相同时，动滑轮重越小，机械效率越高； 在物重相同时，机械摩擦和绳重越小，机械效率越高。 知识二 机械效率 考点串讲 3. 斜面的机械效率 如图所示，用力F沿斜面把重力为G的物体提高，h为斜面的高度，l为斜面的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。 = 则有用功为： 总功为拉力所做的功： 额外功为克服斜面与物体之间的摩擦力做的功： 知识二 机械效率 考点串讲 4. 杠杆的机械效率 如图所示，利用杠杆把重力为G的物体提高h，F 为动力，s为动力作用点移动的距离。 则有用功为： 总功为拉力所做的功： 为克服杠杆自重及摩擦力做的功 知识二 机械效率 考点串讲 5. 提高机械效率的方法 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 同一机械，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大. 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力. 有用功不变时，减小提升机械时做的额外功，可提高机械效率. 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低. 改进机械结构，使其更合理、更轻巧. 对机械按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态. 被提升 物体的重力 机械自身 的重力 机械转动 部件间的摩擦 知识二 机械效率 考点串讲 题型一、有用功、额外功和总功 【例题1】如图所示，用不同的方法把同一个重物搬运到同样高度的车厢内。从做功的 角度分析，两种方法_______ 一定相同，______可能不同 （选填“有用功”或“总功”）。 总功 有用功 典例解析 【解析】两种方法中，物体重力G相同、被提高的高度h也相同，由W=Gh可知，两种方法有用功一定相同，而两种方法中，人对物体的作用力大小无法确定，所以所做的总功无法确定，所以总功可能不同。 题型一、有用功、额外功和总功 【例题2】用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m，起重机的功率为5000W，此过程用时10s。该起重机做的有用功是_________J，总功_________。 2.4×104 5×104 典例解析 【解析】该起重机做的有用功是W有=Gh=6000N×4m=2.4×104 J 该起重机做的总功是W总=Pt=5000W×10s=5×104 J 题型一、有用功、额外功和总功 分析三种功的注意事项 1. 动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 2. 分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。 3. 分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力而做的功，或克服机械本身重力而做的功都是额外功。 方法技巧 题型二、机械效率 【例题3】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的（ ） A．通过减小机械的摩擦，可使机械效率达到100% B．某机械做功的功率越大，其机械效率越高 C．某机械所做的有用功越多，其机械效率就越高 D．机械效率越高的机械，做功时有用功和额外功的比值越大 D 典例解析 典例解析 题型二、机械效率 【解析】A．减小机械的摩擦，可以减小额外功，但不可能不做额外功，机械效率永远小于100%，故A错误； B．功率是指机械做功的快慢，机械效率是有用功在总功中所占的比值，机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故B错误； C．机械所做的有用功越多，总功也就越多，有用功在总功中所占的比值不一定就高，因此机械效率不一定越高，故C错误； D．机械效率越高，有用功在总功中所占的比例越大，额外功在总功中的比例就越小，有用功和额外功的比值越大，故D正确。故选D. 【例题4】用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子受的拉力F1和F2大小相等 B．滑轮组的机械效率相同 C．拉力对滑轮组所做的功不相等 D．拉力对滑轮组所做的功的功率 不相等 B 典例解析 题型二、机械效率 【解析】A．甲滑轮组中动滑轮上有2段绳子，则拉力 F1= ， 乙滑轮组中动滑轮上有3段绳子，则拉力 F2= ，所以 F1＞F2 ，故A错误； BC．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，不计绳重及摩擦时，滑轮组的额外功相等W额＝G动h，均等于克服动滑轮重力做的功；做的有用功也相等W有用＝G物h，则滑轮组的机械效率相等，故B正确； D. 拉力做的总功相同，所以在相同时间内拉力对滑轮组所做的功的功率也相等，故D错误。 故选B。 典例解析 题型二、机械效率 【例题5】用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1=30N，绳b对人的拉力为F2=480N。此过程（　　） A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功 C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80% D 典例解析 题型二、机械效率 【解析】A．F2做的功为有用功，大小为W有用=F2S人=480N×0.5m=240J 故A错误，不符合题意； BC．F1做的功为总功，大小为 W总=F1 S瓶=30N×10m=300J>240J 故BC错误，不符合题意； D．滑轮组的机械效率为 故D正确，符合题意。故选D。 典例解析 题型二、机械效率 【例题8】用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。 （1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F； （2）实际中动滑轮重为40N，人的 拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以 及克服绳重和摩擦所做的额外功。 典例解析 题型二、机械效率 【解析】 （1）动滑轮绕2段绳，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力为 =300N/2=150N （2）物体上升的高度h=vt=0.1m/s×10s=1m 有用功W有=Gh=300N×1m=300J 滑轮组的机械效率 克服动滑轮做的功 W动=G动h=40N×1m=40J 额外功 W额=W总-W有=400J-300J=100J 克服绳重和摩擦所做的额外功 W=W额-W动=100J-40J=60J 题型二、机械效率 典例解析 1. 理解机械效率的三点注意 （1）机械效率越高，这个机械的性能就越好。 （2）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体提升高度、速度等无关。 （3）由=可知，若额外功一定，则有用功越大，机械效率η越高。 方法技巧 题型二、机械效率 2. 计算滑轮组机械效率的方法一般有三种 （1）分别求出W有、W总，计算公式： （2）已知绕绳方式，计算公式：= （3）对不计绳重及摩擦的竖直方向的滑轮组，计算公式： = 方法技巧 题型二、机械效率 课堂巩固 第十一章 简单机械和功 1. 图甲是皮带打孔器，其AOB部分可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图，图中O为支点，F2是打孔时A点受到的阻力。请在图乙中画出作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。 【解析】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图，如图所示。 课堂巩固 2. 日常生活中杠杆应用很广泛，我们吃饭时使用的筷子是____（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；每当大雪过后公路上都会结冰，影响交通安全。很多村民除冰时用铁镐撬动大冰块，其示意图如图所示，当支点是B点时，图中作用于A点的四个力中最省力的是 （填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”）。 费力 F1 课堂巩固 【解析】 常见的费力杠杆有：筷子、镊子、钓鱼竿、船桨等，我们吃饭时使用的筷子，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆。 以B点做支点时，要想使作用在铁镐上的力最小，由杠杆平衡条件F1L1 =GL2可知，只需动力的力臂最大，动力作用在A点，力的方向向左并与杠杆垂直，因此最省力的是F1。 课堂巩固 3. 如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物，绳子自由端的拉力是15N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重5N B．若使用该滑轮组匀速提升10N的重物， 绳子自由端的拉力F为10N C．若物体升高0.5m，则绳子自由端移动1.5m D．若绳子自由端的速度为0.2m/s，物体移动 的速度为0.4m/s B 课堂巩固 【解析】A．不考虑绳重与摩擦，有 =10N 故A错误; B．物体重10N时，绳子自由端的拉力为 故B正确； CD．因为两段绳子与动滑轮接触，故在相等的时间内，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的2倍，即绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍。故CD错误。故选B。 课堂巩固 4. 做引体向上的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始。上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。在动作达到规范后，小敏想利用如图所示的引体向上单杠估测自己做引体向上时的功率。请你帮他完成实验设计。 （1）实验原理：　　　    。 （2）实验需要测量的物理量及器材：　　　　　　。 （3）补充实验步骤（物理量用字母符号表示）: ①利用电子秤测量出小敏的质量m； ②用刻度尺测量出小敏完成一次规范引体向上动作时___________； ③用_____测量出小敏连续完成n次规范引体向上动作时需要的____； （4）功率计算表达式（用物理量的符号表示）　　    。 P=W/t 质量m、高度h和时间t 电子秤、刻度尺和秒表 上升的高度h 时间t 秒表 P 课堂巩固 （1）实验原理：　　　    。 （2）实验需要测量的物理量及器材：　　　　。 P=W/t 测量的物理量：质量m、高度h和时间t 测量器材为：电子秤、刻度尺和秒表 【解析】（1）测量引体向上功率的实验原理是：P=W/t （2）小敏的功率：P，该实验需要测量小敏的质量m、上升的高度h和所用时间t； 因此需要的测量仪器为：电子秤、刻度尺和停表； 课堂巩固 【解析】（3）补充实验步骤: ①利用电子秤测量出小敏明的质量m； ②用刻度尺测量出完成一次规范引体向上动作时上升的高度h； ③用停表测量出连续完成n次规范引体向上动作时需要的时间t。 （4）功率计算表达式 （3）补充实验步骤（物理量用字母符号表示） : ①利用电子秤测量出小明的质量m； ②用刻度尺测量出小敏完成一次规范引体向上动作时______________； ③用______测量出小敏连续完成n次规范引体向上动作时需要的_______。 （4）功率计算表达式(用物理量的符号表示)　　     。 P 上升的高度h 时间t 停表 P 课堂巩固 5. 下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（　　） A．增大摩擦 B．增大定滑轮重力 C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力 【解析】A．增大摩擦，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故A不符合题意； B．增大定滑轮重力，不会改变额外功和有用功，即机械效率不变，故B不符合题意； D C．增大动滑轮重力，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故C不符合题意； D．增大被提升物体重力，增大有用功在总功所占比值，使机械效率增大，故D符合题意。 故选D。 课堂巩固 6. 如图所示，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ） A．克服物体重力做功7.2 J B．额外功为1.8 J C．物体受到的摩擦力为2.25 N D．斜面的机械效率为37.5 % C 课堂巩固 【解析】 A. 克服物体重力做功： W有=Gh=15N×0.3m=4.5J，故A错误； B. 拉力做的总功：W总=Fs=6 N×1.2 m=7.2J， 则额外功：W额＝W总-W有＝7.2 J-4.5 J=2.7J，故B错误； C. 物体受到的摩擦力：f=W额/s=2.7J/1.2m=2.25N，故C正确； D. 斜面的机械效率：η=W有/W总=4.5J/7.2J=62.5%，故D错误。 所以选C. 课堂巩固 $$