第十一章 简单机械和功（培优复习课件）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，涵盖杠杆、滑轮、功和功率、机械效率四大考点，通过思维导图和知识框架将杠杆五要素与平衡条件、滑轮分类与省力规律、功和功率公式、机械效率计算等内容串联，构建完整知识网络。 其亮点在于结合生活实例设计典例剖析，如吊车吊货物分析杠杆动态平衡、独轮车计算省力情况，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，课堂巩固题分层设计，从基础判断到综合计算，帮助学生精准突破难点，教师可高效开展针对性复习。

第十一章 简单机械和功 苏科版·九年级上册（新教材） 从吃饭用的筷子， 到中国空间站使用的机械臂， 机械已进入人类生产、生活的方方面面。 这些形态各异的机械，大多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？ 杠杆 01 滑轮 滑轮组 02 功和功率 03 第十一章 简单机械和功 机械效率 04 本章思维导图 第十一章 简单机械和功 考点01 杠杆 第十一章 简单机械和功 知识一 杠杆 1.概念：在________的作用下能绕着________ 转动的硬棒叫做杠杆。 2.支点：杠杆绕着转动的_______符号是_______ 动力：______________________的力，符号是________； 阻力：______________________的力，符号是________； 动力臂：从_________到________________的距离，符号是_______； 阻力臂：从_________到________________的距离，符号是_____。 3.杠杆平衡条件是：_____________________________，公式表示：__________。 4.杠杆的分类： ①省力杠杆：动力臂_______阻力臂，动力______阻力；特点:_________________ ②费力杠杆：动力臂_______阻力臂，动力______阻力；特点:________________ ③等臂杠杆：动力臂_______阻力臂，动力______阻力；特点:________________ 力 固定点 固定点 O 推动杠杆转动 F1 阻碍杠杆转动 F2 支点 动力作用线 L1 支点 阻力作用线 L2 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1L1=F2L2 大于 小于 省力费距离 小于 大于 费力省距离 等于 等于 等力等距离 【例1】如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。匀速缓慢顶起吊臂的过程中，阻力臂____________，动力臂____________，伸缩撑杆的支持力____________（全都选填“变大”、“变小”或“不变”）。 一、 杠杆的五要素 不变 变小 变小 一、 杠杆的五要素 【详解】 阻力为货物对吊臂的竖直向下拉力，吊臂向上抬起过程中，支点O到阻力作用线的垂直距离减小，故阻力臂变小；因支持力始终与吊臂垂直，动力臂保持不变；由杠杆平衡条件可知，阻力不变、动力臂不变、阻力臂变小，故伸缩撑杆的支持力变小。 【例2】如图所示是搬运泥土的独轮车，它属于______________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。设车厢和泥土的总重力为1800N，搬运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是______________m，F的大小至少是______________N。 二、 杠杆的平衡条件 1.8 400 省力 二、 杠杆的平衡条件 【详解】 [1]独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [2][3]由图可知，独轮车支点在轮轴处，动力F作用在A点时，此时也是提起独轮车最小力，其力臂为其作用线到支点的距离1.8m 独轮车的阻力为其自重，作用在其重心上，所以其力臂0.4m 由杠杆平衡条件可知， 所以有F×1.8m=1800N×0.4m 解得F=400N，所以F的大小至少是400N。 【例3】如图所示是古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。木杠可绕O点转动，它的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，人的脚就可以用较短的距离舂米。则此装置（    ） A．属于省力杠杆，使用时费距离 B．属于省力杠杆，使用时可以省距离 C．属于费力杠杆，使用时可以省距离 D．属于费力杠杆，使用时费距离 三、 杠杆的分类 C 二、 杠杆的分类 【详解】 杠杆的支点为O点，人脚踩踏木杠后端的力是动力，前端石头的重力是阻力，由装置结构可知，动力臂小于阻力臂，因此该杠杆属于费力杠杆，根据杠杆的特点，费力杠杆的好处是可以省距离。 故选C。 考点02 滑轮 滑轮组 第十一章 简单机械和功 知识一 滑轮和滑轮组 1.定滑轮：轴固定不变的滑轮，实质，____________， 特点：不_______，但可以__________________。 2.动滑轮：随着物体一起运动的滑轮，实质____________________________， 特点：能__________的力，不能改变_______________，且要移动2倍的距离。 3.滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合的机械，由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的__________________。 4.滑轮组省力规律公式F = _____________；费距离公式S = _____________。 5.滑轮组的绕绳方法 滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则，即：当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在_____滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在_____滑轮上。 等臂杠杆 能省力 改变力的方向 动力臂是阻力臂2倍的杠杆 省一半 力的方向 几分之一 nh 动 定 【例4】如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中使用甲滑轮的好处是_________________。其中乙滑轮的自由端上升2m，则物体升高________m；不计滑轮和绳子的重力及摩擦，若拉力F1=F2，则G1________G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 一、 定滑轮和动滑轮 改变力的方向 小于 1 一、 定滑轮和动滑轮 【详解】 甲为定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向； 乙为动滑轮，绳子自由端移动距离与物体上升高度满足s=2h，物体升高的高度为h=1m 不计滑轮和绳子的重力及摩擦，由定滑轮受力特点得F1=G1，由动滑轮受力特点得F2=G2/2，因F1=F2，故G1小于G2。 【例5】如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提升0.5m；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及摩擦，图甲中车对绳子的拉力为______N，车子移动的距离是______；图乙中人对绳子的拉力为______N。 二、 滑轮组 400 210 0.5m 二、 滑轮组 【详解】 甲图中两个滑轮均为定滑轮，由定滑轮的特点可知，不省力也不省距离，忽略绳重与摩擦，因此，车对绳子的拉力为400N 车子移动的距离等于物体上升高度，即0.5m 乙图为滑轮组，承担动滑轮和物重的绳子段数n=2，忽略绳重与摩擦，由滑轮组拉力公式得 考点03　功和功率 第十一章 简单机械和功 1. 物理学中,把_______与物体____________________________的乘积称为机械功,简称功.  2. 功的公式为______________,功的单位为_______,简称______,单位符号为______.  3. 做功的两个必要条件:一是对物体要有_____________________,二是物体在___________________________________. 4.不做功的三种情况： ① ___________ ②_____________ ③____________________ 知识一 功和功率 力 在力的方向上通过的距离 W=FS 焦耳 焦 J 力的作用 在力的方向上通过一定距离 有力无距离 有距离无力 力与运动方向垂直 知识一 功和功率 1. 功率是表示物体_______________的物理量.  2. ___________________________,叫作功率,它的大小等于单位时间内所做的功.  3. 功率的计算公式:P=________，推导公式为P=___________. 4. 功率的国际单位是________,1W=1________,表示物体在1s内所做的功是1J.  5. 在工程技术中,常用千瓦、兆瓦等作为功率的单位. 1kW=_______W,1MW=_________W.  做功快慢 物体做的功与所用之间的比值 FV 瓦特 J/S 103 106 【例6】2025年“苏超”火遍全国，如图所示为苏超冠军队泰州队球员刘俊伯上演了一记令人印象深刻的C罗式头球破门，为球队攻入关键一球。下面说法正确的是（     ） A．足球飞行时头对足球做功 B．只有击球瞬间球员才对足球做功 C．足球飞行时惯性对足球做功 D．足球飞行时重力对足球不做功 一、 判断是否做功 B 一、 判断是否做功 【详解】 A．足球飞行时，头对足球没有力的作用，不满足做功的必要因素，头对足球不做功，故A错误； B．击球瞬间，球员对足球有力的作用，且足球在力的方向上通过了距离，球员对足球做功；足球飞行时，球员对足球没有力的作用，不做功，故只有击球瞬间球员才对足球做功，故B正确； C．惯性不是力，不能说惯性对足球做功，故C错误； D．足球飞行时，受到重力作用，且在重力方向上通过了距离，重力对足球做功，故D错误。 故选B。 【例7】如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右做加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F在ab段做功为W1，做功功率为P1；F在bc段做功为W2，做功功率为P2，则下列关于W1与W2、P1与P2的关系中，正确的是（     ） A．W1>W2，P1<P2 B．W1<W2，P1=P2 C．W1=W2，P1<P2 D．W1=W2，P1=P2 二、 功和功率的比较 C 二、 功和功率的比较 【详解】 由题知，a、b之间和b、c之间的距离相等，拉力恒定，根据W=Fs可知，两个过程中拉力做的功相等，即W1=W2。 物体在光滑水平面上向右做加速运动，速度在不断增大，运动相等的路程，则所用的时间减少，即t2<t1，做功相同，根据P=W/t可知，拉力做功的功率P1<P2。 故选C。 【例8】清洁机器人在水平地面上匀速直线运动时，所受水平动力与速度的关系如图所示。在150N的水平动力作用下，该机器人在水平地面上匀速直线运动10s的过程中，水平动力所做的功为________J；当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度做匀速直线运动时，所受水平动力做功的功率为________W。 三、 功和功率的计算 180 750 二、 功和功率的计算 【详解】 由图可知，当拉力为150N时，物体的速度为0.5m/s，所以水平地面上匀速直线运动10s的过程中，动力所做的功为 由图可知，该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度做匀速直线运动时，拉力为300N，水平动力做功的功率为 考点04　机械效率 第十一章 简单机械和功 知识一 机械效率 1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫___________,记为___________.  2. 利用机械做功时,并非我们所需要的,但又不得不做的功叫_______,记为______.  3. 利用机械做功时,动力对机械所做的功叫___________,记为___________.  4. 总功(W总)、有用功(W有)和额外功(W额)之间的关是____________________. 5. 物理学中,将______________________叫作机械效率.  6. 机械效率的计算公式:机械效率=______________________;用符号表示:η=______________________　　　　　　.  7. 对于实际机械,由于___________的存在,机械的机械效率总小于100%.  有用功与总功的比值 W有 额外功 W额 总功 W总 W总=W有+W额 额外功 有用功 知识一 机械效率 三种简单机械的有用功、额外功和总功 种类 杠杆 滑轮组 斜面 图示     有用功 W有=Gh W有=Gh W有=Gh 额外功 若不计摩擦：W额=G杆h杆 若不计绳重及摩擦：W有=G动h W额=fl 总功 W总=Fs W总=Fs W总=Fl 三者关系 W总=W有+W额 知识一 机械效率 三种简单机械的机械效率总结如下： 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 水平匀速拉动 图示         公式 （理想） （考虑动滑轮） 或 【例9】如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，物体上升的时间为10s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求： (1)工人拉力F的大小； (2)滑轮组的机械效率； (3)滑轮组中动滑轮的重力； (4)若用此滑轮组提起重1110N的物体，滑轮组的 机械效率又是多少？ 一、 滑轮组机械效率的计算 一、 滑轮组机械效率的计算 【详解】 （1）由图可知，承担物重的绳子段数3，绳子自由端的速度为 拉力大小为 （2）滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重和摩擦，动滑轮重力为 （4） 装置不变，提起重为1110N的物体时，滑轮组的机械效率为 【例10】书法文化休闲广场建设中需把重2400N的木箱A搬到高h=2m，长L=10m的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F为600N。求： (1)拉力F做的功和功率； (2)对物体做的有用功； (3)该斜面的机械效率是多少； (4)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。 二、 斜面机械效率的计算 二、 斜面机械效率的计算 【详解】 （1）拉力做的总功 拉力做功的功率 （2）有用功 （3）斜面的机械效率为有用功与总功的比值，即 （4）斜面的额外功为克服摩擦力做的功，则 木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力 　课堂巩固与总结 第十一章 简单机械和功 1．小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了9m，若A所受地面的摩擦力为600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率为______W，该装置的机械效率是______。 2250 课堂巩固 80％ 课堂巩固 【详解】 由图可知，水平滑轮组承担摩擦力的绳子段数3。 绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 拉力的功率为 克服摩擦力做的有用功为 该装置的机械效率为 2．（多选）道路救援车对故障车辆拖移时可构成如图所示的模型，钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为5000N，将重为1×104N的小车沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车从水平路面被拖上救援车的过程中，下列说法正确的是（     ） A．该模型中的斜面和滑轮都可以省力 B．拉力所做的功是2×104J C．斜面的机械效率为80% D．小车受到斜面的摩擦力为1000N CD 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．图中滑轮轴固定不动，为定滑轮，不省力，故A错误； B．拉力做的总功， 故B错误； C．有用功 机械效率， 故C正确； D．额外功 摩擦力， 故D正确。 故选CD. 3．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。滑轮组的机械效率为________；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升________N的重物。 1200 课堂巩固 75％ 课堂巩固 【详解】 从图中滑轮组的绕线可以看出，动滑轮上直接连接的绳子段数3。 滑轮组的机械效率 不计绳重和摩擦，动滑轮重力 G动=nF−G=3×400N−900N=300N 机械效率提高5%后，新的机械效率 不计绳重和摩擦时，额外功仅来自动滑轮的重力，机械效率可推导为 解得 4．（多选）如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（     ） A．9~12s内拉力做功为18J B．0~3s内拉力做功为9J C．3~6s内拉力的功率逐渐变小 D．第4s的摩擦力为6N AD 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 由图乙可知，9~12s内物体做匀速直线运动，速度1m/s；由图甲可知，此时拉力F=6N。因物体在水平方向受平衡力，故滑动摩擦力为6N；由于压力和接触面粗糙程度不变，物体运动时受到的滑动摩擦力始终为6N。 A．9~12s内，时间3s，路程 拉力做功 ，故A正确； B．0~3s内，物体速度为0，处于静止状态，路程为0，拉力做功为0，故B错误； C．3~6s内，拉力保持不变，速度逐渐增大，由P=Fv可知，拉力的功率逐渐变大，故C错误； D．第4s时物体正在运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小等于6N，故D正确。 故选AD。 5．1943年抗日战争时期，寨圪塔乡范村成立合作社，成员用扁担挑物资，服务我军民。在展览馆，小华体验用长为2 m的轻质（质量不计）扁担挑物资，如图所示，扁担处于水平静止状态，O为其支点，扁担A端悬挂物体的质量m1=15kg，扁担B端悬挂物体的质量m2=10kg，g取10 N/kg。 (1)设扁担A端受到的力为动力、扁担B端受到的力为阻力，请在图中画出动力、动力臂以及阻力、阻力臂； (2)求支点O与扁担A端的距离。 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 （2）A端物体的重力 B端物体的重力 由题意及图可得l2=2m-l1，由杠杆平衡条件，有 则支点O与扁担A端的距离为 6．在探究“杠杆的平衡条件”实验时，每个钩码重为1N。 (1)实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在___________（选填“任意”或“水平”）位置平衡； (2)调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂___________个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个钩码，则杠杆___________（选填“左”或“右”）端会下沉； 课堂巩固 右 水平 左 4 6．在探究“杠杆的平衡条件”实验时，每个钩码重为1N。 (3)改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验，目的是___________； (4)实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O’点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡，则杠杆重力为___________N。由此可知，将杠杆支点位置设在___________（选填“O”或“O’”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的得出。 课堂巩固 得到普遍规律 O 0.5 课堂小结 1.重点： 杠杆、滑轮、滑轮组、功、功率和机械效率。 2.难点： （1）杠杆平衡条件的应用。 （2）机械效率的计算 谢谢观看 $