第十一章 简单机械和功（单元复习课件）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理单元复习课件系统梳理了“简单机械和功”的核心知识，通过思维导图将机械能、功、杠杆、滑轮四大分支串联，各分支下细分定义、公式、实验等内容，形成逻辑清晰的知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如杠杆分类通过开瓶扳手等实例培养模型建构能力，滑轮组绕法练习强化科学推理，分层设计基础题与综合题满足不同学生需求，助力教师精准复习，提升学生知识应用与问题解决能力。

第11章 简单机械和功 单元复习 物理九年级上册 •苏科版 本章思维导图 第一节 杠杆 第十一章 简单机械和功 知识点一 杠杆 1.定义 物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。 模型法 2.杠杆的五要素 人用撬棒翘起物体 杠杆几要素 (1)支点：杠杆________________的点。 (2)动力：促使杠杆____________的力。 (3)阻力：_______杠杆__________的力 (4)动力臂：从________到动力_____________的距离。 (5)阻力臂：从________到阻力_____________的距离。 绕着转动 转动 阻碍 转动 支点 作用线 支点 作用线 3. 力臂的画法 1. 找出支点的位置 2. 确定动力、阻力作用线 4. 标垂足，定力臂 3. 从支点作动力、阻力作用线的垂线 例1.如图所示，杠杆OB在力F作用下绕O点转动，请画出阻力F2的示意图和动力臂l1。 F1 F2 l1 知识点一 杠杆 2．如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力F1的力臂l1和阻力F2 。 3．如图所示，杠杆处于水平平衡，支点为O，请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1。 1．如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A B C D A F2 l1 F1 l1 知识点一 杠杆 知识点二 杠杆平衡条件 1.杠杆处于平衡状态是指杠杆保持__________或______________。 静止 匀速转动 (1) 实验过程中，使杠杆在_______位置平衡，目的是______________________。 (2) 实验前，使杠杆在_______位置平衡，目的是 。 水平 便于直接读出力臂 水平 避免杠杆自重对转动的影响 2.杠杆的调节 3．杠杆平衡条件的表达式：______________________________。 4．公式的表达式为：____________________。 5．求最小动力问题。阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越_____，因此，最小动力问题就是找_____________问题。 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 小 最长动力臂 提示：（1）如支点和动力作用点固定，则以支点与动力作用点连线为力臂最长。 （2）如动力作用点或支点不固定，则需比较找出最长力臂。 在“探究杠杆的平衡条件”实验中。 （1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向_____移动； （2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为_____cm； （3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是 ； （4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？ ________________________________. F2与其力臂的乘积最大 将测力计移到左端第5个格处 25 右 知识点二 杠杆平衡条件 知识点三 杠杆的分类及其应用 杠杆的分类 杠杆平衡条件： F1l1＝F2l2 F1 F2 = l2 l1 三类杠杆： 若l1＞l2，则F1 F2 若l1= l2，则F1 F2 若l1＜l2，则F1 F2 ＞ ＝ ＜ 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 小结： 判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 等臂杠杆 省力杠杆 费力杠杆 知识点三 杠杆的分类及其应用 1.下列属于省力杠杆的是（　　） A．镊子 B．钓鱼竿 C．托盘天平 D．开瓶扳手 D 2.如图所示的四种工具，在正常使用中属于费力杠杆的是（　　） A．核桃夹 B．钢丝钳 C．筷子 D．托盘天平 C 知识点三 杠杆的分类及其应用 3.为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（　　） A B C D F F C 4.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。 F1 l1 杠杆动态平衡 1.找出杠杆转动过程中的不变量和变化量。 2.在杠杆平衡条件：F1×l1 ＝F2×l2中标注不变量和变化量。 3.根据动力与变化量之间关系，作出判断。 知识点三 杠杆的分类及其应用 例题.如图所示，每个钩码的质量为50g，在均匀杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡。在A、B 两处再各加1个钩码，那么（　　） A．杠杆仍水平平衡 B．杠杆的左边向下倾斜 C．杠杆的右边向下倾斜 D．将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡 C 第二节 滑轮 第十一章 简单机械和功 知识点一 滑轮 定滑轮 特点： 使用定滑轮______省力，____改变施力方向. 绳子自由端与物体移动距离的关系:_________。 S=h 能 不能 定滑轮可以看成_________杠杆，支点在_________(选填“转轴”、“绳子自由端与滑轮接触点”或“绳子固定端与滑轮接触点”)，动力臂等于滑轮的________(选填“半径”、“直径”)，阻力臂等于滑轮的________(选填“半径”、“直径”)。 等臂 转轴 半径 半径 F 实质： O F2 l1 l2 特点： 使用动滑轮_____省力，_______改变施力方向. 绳子自由端与物体移动距离的关系:_________。 能 不能 S=2h 动滑轮可以看成_________杠杆，支点在_________________________(选填“转轴”、“绳子自由端与滑轮接触点”或“绳子固定端与滑轮接触点”)，动力臂等于滑轮的_______(选填“半径”、“直径”)，阻力臂等于滑轮的______(选填“半径”、“直径”)。 不等臂 绳子固定端与滑轮接触点 直径 半径 实质： F l1 O F2 l2 动滑轮 知识点一 滑轮 拓展：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 知识点一 滑轮 1.（24-25九年级上·江苏·期中）如图所示，用四个拉力分别匀速提升同一物体，下列说法错误的是（　　） A．F1=F2=F3=F4 B．额外功等于0 C．定滑轮的实质是一个等臂杠杆 D．F1、F2、F3、F4方向不同，说明使用定滑轮能改变施力的方向 知识点一 滑轮 B 2.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 知识点一 滑轮 3．如图所示使用下列三个装置分别用F1、F2、F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则F1、F2、F3的大小关系为（　　） A．F1＜F3＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＝F3 知识点一 滑轮 A 3h 知识点二 滑轮组 滑轮组既可以________，又能_______________。 同一根绳子在绷紧时各处所受的力_________。 1.如不考虑摩擦、滑轮和绳重，则__________. F=G/3 2.若滑轮重为G0 ，不考虑摩擦、绳重，则________________. F=(G + G0) /3 分析： 1.用滑轮组起吊重物时，滑轮组用n股绳子吊物体，提起物体的力就是物重的_________，即_________。条件是__________________________。 2. 如仅考虑滑轮重G0，则________________. 3.重物上升h，则绳子自由端移动的距离s=____；绳子的速度v绳=_____v物。 3.若重物上升h ，则绳子自由端移动的距离s=____，绳子自由端的 速度是物体升高速度的3倍，即: v绳=_____v物。 nh n分之一 F=G/n 不考虑摩擦、滑轮和绳重 F=(G + G0) /n 省力 改变力的方向 相等 特点： 3 总结： n 知识点二 滑轮组 方法技巧 1. 分析计算理想状态下滑轮组的问题 不考虑绳重、及摩擦 nF=G+C动 s=nh v绳=nv物 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。 1.一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 知识点二 滑轮组 F 知识点二 滑轮组 2、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？ 解：（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 知识点二 滑轮组 第三节 功 第十一章 简单机械和功 对物体做功的两个必要条件是： 一是：__________________________________， 二是：____________________________________。 物理学中机械功是指_____与物体在________方向上通过的_______的_________，简称_________。 力 力的 距离 乘积 功 W=Fs 对物体要有力的作用 物体要在力的方向上通过一定距离 思考： 1J的物理意义？ ___牛的力作用在物体上，物体在_____________移动的距离为_____时所做的功。 1 力的方向上 1m 公式： 比较下图中力F所做功的大小。 思考： s F s F s F 甲：光滑平面 乙：粗糙平面 丙：斜面 知识点 功 有力无距离 （劳而无功） 搬而未动 F 知识点 功 没有做功的三种情况 s = 0 F ≠ 0 无力有距离 （不劳无功） s ≠ 0 F = 0 力与移动距离垂直 （垂直无功） F F⊥S 冰壶由于惯性在冰面滑行 提着滑板在水平面行走 1．开明中学大课间举行2分钟跳绳活动，同学们每天坚持练习，试估测一位同学每一次跳绳时克服重力做的功为（　　） A．3J B．30J C．300J D．3000J B 知识点 功 2．下列有关功的说法正确的是（　　） A．用力推车没有推动，人对车也做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 B 知识点 功 3．（25-26九年级上·江苏常州·月考）如图所示，物体在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面和斜面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F 做的功分别为，则它们之间的关系是（    ） D A． B． C． D． 知识点 功 4．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）小华搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小华对桌子 （选填“做了”或“没有做”）功，小梅同学用10N的水平力推动水平地面上重50N的桌子匀速直线前进4m，此过程推力所做的功为 J，重力做功 J。 没有做 40 0 知识点 功 知识点 功 5.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？ 解：（1）静止时，智能机器人处于平衡状态 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 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 知识点 功 第四节 功率 第十一章 简单机械和功 1．功率定义：_____和做功______的比值叫功率，在物理学中用字母____表示。 （1）做相同的功，比较不同的物体所用的时间，所用时间短的物体做功______。 （2）取相同的时间，比较不同的物体所做功的多少，做功多的物体做功______。 2．功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的______。功率大做功一定快，不一定______。 3．功率公式及单位：功率=________，即 。国际单位：______（W），1W=______J/s；常用单位：______（kW），1kW=______W。 4．功率的计算： 。公式变形： 、W=Pt 。 功 时间 P 快 快 快慢 多 功/时间 瓦 1 千瓦 103 知识点 功率 估测上楼时的功率 想一想: 如果要求估测出功率的大小，需要测量哪些物理量？应用什么测量工具？ P = W t = Gh t 测量的物理量有： 测量的工具有： 1 2 3 功率 /w 上楼的 时间/s 楼的高度 /m 体重 /kg 设计表格： 测量原理： 体重、楼的高度、上楼的时间 台秤、刻度尺、秒表（或手表） 知识点 功率 为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？ 为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般比空载时小得多？ 分析：由P=Fv 得 机车发动机的功率是一定的，牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大。 思考 知识点 功率 1．如图所示，两名运动员， 甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则( ) A ． 甲做功较多，功率较大 B ．乙做功较多，功率较小 C ． 甲做的功较多， 甲、乙功率相等 D ． 甲、乙做功相等，乙的功率大 A 知识点 功率 2. 两台机器,甲的功率是750瓦,乙的功率是2250瓦,甲、乙在相同时间里,做功之比是 ;若完成相同的功,甲、乙所用时间之比为 。 1:3 3:1 知识点 功率 3. 甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机先将甲集装箱以 0.5m/s的速度提升8m，再将乙集装箱以1m/s 速度提升相同的高度，那么起重机（ ） A.第一次做功多，功率大 B.第二次做功多，功率小 C.两次做功一样多，功率也一样 D.两次做功一样多，第二次功率大 D 知识点 功率 4．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 AC 段重力做功W2 ，做功功率P2 ，则下列关系正确的是 ( ) A．2W1 = W2 P1 = P2 B．2W1 = W2 P1 > P2 C．2W1 = W2 P1 < P2 D．2W1 ≠ W2 P1 ≠ P2 C 知识点 功率 知识点 功率 5.一辆小轿车以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：（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 知识点 功率 第五节 机械效率 第十一章 简单机械和功 1．机械效率概念：________跟_______的比值叫做机械效率η，通常用_______表示。 （1）有用功：利用机械提升物体时，对人们有用的功就叫做有用功；计算方法W有用=_______。 （2）额外功：并非需要但又不得不做的功叫做额外功；W额外=______________。 （3）总功：有用功与额外功的和，动力所做的功叫总功；总功的计算方法W总=_______；W总=_____________。 2．机械效率计算公式： ； 3．由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于______。 4．机械效率是反映机械性能的重要指标，提高机械效率有助于节能减排，影响简单机械的机械效率的因素有：被提起的_______、_________和机械内部的_______。 W总-W有用 有用功 总功 百分数 Gh Fs W有用+W额外 1 物体重 机械自重 摩擦 知识点 机械效率 1. 滑轮组的机械效率 （1）滑轮组竖直提升物体 = （通用公式） 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。 类型一 滑轮组机械效率 1．如图所示甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1 、G2 的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1 和F2 ，拉力所做的功分别为W1 和 W2 ，两装置的机械效率分别为η1 和η2 ，（不计绳重和摩擦），则下列选项正确的是 ( ) A ．若G1 > G2 ，则一定有η1 < η2 B ．若G1 < G2 ，则一定有F1 < F2 C ．若F1 > F2 ，则一定有η1 >η2 D ．若F1 < F2 ，则一定有η1 < η2 D 类型一 滑轮组机械效率 （2）滑轮或滑轮组水平拉动物体（不计滑轮及绳重） = = = f摩擦力 f摩擦力 类型一 滑轮组机械效率 2.如图所示，工人用100N的拉力F搬运重为1200N的物体A，物体A沿水平方向匀速移动3m，移动过程中受到的摩擦力为总重的0.2倍，不计滑轮重，该滑轮组的机械效率为___________。 类型一 滑轮组机械效率 80% 2. 斜面的机械效率 = 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： 类型二 斜面械效率 3．如图所示，工人在斜面上将一个重为 400N 的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力 F＝200N ，斜面长s=5m 、高 h=2m ，关于该过程，下列说法正确的是 ( ) A．有用功为 1000J B．额外功为 400J C．物体受到的摩擦力为 200N D．斜面的机械效率为 80% D 类型二 斜面械效率 4．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功W有与木箱运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是440J，则拉力F=_______N，物体上升的高度h=_______m，斜面的机械效率η=_______，木箱所受的摩擦力f=_______N。 125 1.4 56% 55 类型二 斜面械效率 3. 杠杆的机械效率 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 类型三 杠杆械效率 5.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。则杠杆的机械效率为________，若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__________（变大/变小/不变）（不考虑摩擦）。 类型三 杠杆械效率 90% 变大 谢谢聆听 $