簡單機(jī)械和功知識點(diǎn)_簡單機(jī)械和功公式_簡單機(jī)械和功實(shí)驗(yàn)題

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簡單機(jī)械和功章節(jié)知識點(diǎn)有：杠桿（省力杠桿，費(fèi)力杠桿，等臂杠桿），杠桿的平衡條件（重要實(shí)驗(yàn)題），認(rèn)識和利用滑輪，功和功率，機(jī)械效率（有用功，額外功和總功概念和相關(guān)計(jì)算公式）。本篇將為同學(xué)們進(jìn)行上述知識點(diǎn)梳理和總結(jié)，并附上簡單機(jī)械和功測試題（包含計(jì)算題和實(shí)驗(yàn)題）。
一、認(rèn)識和利用杠桿
1、杠桿
（1）杠桿的定義：在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒。
（2）影響杠桿的五要素：
支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)；
動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1；
阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2；
動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的距離
阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（方法提示：一找點(diǎn)；二畫線；三作垂線段）
2、杠桿的平衡條件（重點(diǎn)）
（1）杠桿的平衡：杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)
（2）杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂
即F1·L1=F2·L2
3、三種杠桿及應(yīng)用舉例：
（1）省力杠桿：當(dāng)`L1>L2時，F(xiàn)1 （2）費(fèi)力杠桿：當(dāng)`L1F2。例：釣魚桿，船槳。
（3）等臂杠桿：當(dāng)`L1=L2時，F(xiàn)1=F2。例：天平
二、認(rèn)識和利用滑輪
（如果不忽略摩擦，則G=G物+G動）
滑輪組用力情況的判斷
判斷用力情況的關(guān)鍵是弄清幾段繩子承擔(dān)動滑輪和重物，在數(shù)繩子時，不但要明確繩子是否承擔(dān)動滑輪和重物的重力，還要看清滑輪組的組裝方式，不能只看滑輪個數(shù)。
三、做功
1、做功的條件
一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過了距離，二者缺一不可。常見的幾種看似做功而實(shí)際沒有做功的情況：
（1）物體靠慣性通過了一段距離，如推出去的鉛球，投擲出去的標(biāo)槍。
（2）有力作用在物體上，物體沒有移動距離，如搬石頭未搬動。
（3）有力作用在物體上，物體也移動了一段距離，但力的方向與移動方向垂直或指向反方向。如：用手提著水桶水平運(yùn)動，關(guān)閉發(fā)動機(jī)的汽車慢慢停下來。
2、功的大小
公式：W=F·s
F是做功的力的大小，s是物體在F的方向通過的距離，它不一定等于物體實(shí)際移動的距離。例如：從斜面上劃下的物體，重力G對物體做功，物體在力的方向上移動的距離是斜面高h(yuǎn)，而不是物體實(shí)際移動的距離即斜面的長L，所以重力做的功是：W=G·h
(省力的機(jī)械多移動距離，費(fèi)力的機(jī)械省距離，總之任何機(jī)械都不省功，但使用機(jī)械可以給人們帶來方便)
四、功率
1、功率的意義：表示物體做功的快慢。
2、功率的定義：單位時間里物體完成的功。
3、公式：P=W/tP=F·v
五、機(jī)械效率
1、機(jī)械效率的定義：有用功跟總功的比值
2、公式：η＝W有/W總 η＝P有/P總
（在滑輪組中η＝G/Fn）
（1）η＝G/nF(豎直方向)
（2）η＝G/(G＋G動)(豎直方向不計(jì)摩擦)
（3）η＝f/nF(水平方向)

（來源：《初中物理力學(xué)公式大全 》）
3、有用功、總功、額外功
（1）有用功是為了達(dá)到目的、完成任務(wù)面對物體做的功。如：克服物重提升物體時，W有用=G·h。
（2）額外功是指對人們無用，但因?yàn)槟Σ亮蜋C(jī)械自重等存在，克服摩擦力和機(jī)械自重而不得不做的功。
（3）總功是：W總=F·S，也就是人們使用機(jī)械時實(shí)際做的功。F是作用在機(jī)械上的動力，S是動力F通過的距離。
（4）提高機(jī)械效率的主要方法：增加有用功，減少額外功，增大有用功與額外功的比值。
六、簡單機(jī)械和功測試題：
1、（簡單機(jī)械和功選擇題）關(guān)于力臂，下列說法中正確的是 （ ）
A．支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離叫動力臂B．支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離叫阻力臂
C．支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂D．杠桿的力臂一定在杠桿之上。
答案：C
試題分析：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。支點(diǎn)到動力作用線的距離叫動力臂；支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫阻力臂；杠桿的力臂不一定在杠桿之上，故選C。
考點(diǎn)：力臂
2、（簡單機(jī)械和功計(jì)算題）圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時相當(dāng)于一個_____（填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿，若箱和物品共重100N，設(shè)此時動力臂是阻力臂的5倍，則抬起拉桿的力F為______N。
答案：省力?? 20
3、（簡單機(jī)械和功計(jì)算題）某同學(xué)用100牛的力作用在杠桿上，把物體舉高了0.3米，這時手下降1.2米，被舉高的物體重力是________牛,該同學(xué)做了________焦的功，（不計(jì)杠桿自重和摩擦）．
答案：400?? 120
4、（簡單機(jī)械和功實(shí)驗(yàn)題）小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，

（1）實(shí)驗(yàn)前他應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，其目的是_______________________________．
（2）杠桿平衡后，小明在圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上_______個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡．
（3）他改用彈簧測力計(jì)在圖乙所示的C位置斜向下拉，若每個鉤碼重1N．當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，測力計(jì)的示數(shù)將__________（選填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
答案：（1）便于在杠桿上直接讀出力臂大??； （2）4； （3）大于
5、（簡單機(jī)械和功實(shí)驗(yàn)題）如圖所示是小華同學(xué)“研究動滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置．他提起鉤碼時注意保持測力計(jì)豎直勻速移動，測得數(shù)據(jù)如下：

（1）把表格中的內(nèi)容補(bǔ)充完整．
（2）圖乙中，在提升重物的過程中，小華發(fā)現(xiàn)拉力大小并不等于鉤碼重力的一半，你認(rèn)為原因可能是__________．
（3）如果保持動滑輪不動，則拉力的大小_________0.55 N（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）小華用動滑輪再次勻速提高同樣多的鉤碼，但鉤碼上升的高度比原來高，則該動滑輪的機(jī)械效率將_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
答案(1)測力計(jì)移動的距離s/m ，0.4?? . (2)動滑輪自身受到重力. (3)小于 . (4)不變
解析試題分析：根據(jù)研究動滑輪特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)要求，分析需要測量的物理量．用動滑輪提升物體能省一半的力，是在理想狀態(tài)下考慮的，動滑輪的動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪能省一半力，但費(fèi)距離．如果保持動滑輪不動，即處于平衡狀態(tài)，根據(jù)動滑輪的受力平衡分析．對于動滑輪裝置一定的機(jī)械，提升相同的重物時，機(jī)械效率與提升的高度無關(guān)，保持不變．
考點(diǎn)：本題考查動滑輪及其工作特點(diǎn)、動滑輪拉力的計(jì)算、增大或減小機(jī)械效率的方法
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是進(jìn)行動滑輪的拉力計(jì)算、拉力移動的距離與物體升高高度之間的關(guān)系和機(jī)械效率的變化，解決時應(yīng)分清力與距離的對應(yīng)關(guān)系，并正確理想狀態(tài)下滑輪的省力情況和實(shí)際是不一樣的．

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