简单机械和功知识点_简单机械和功公式_简单机械和功实验题

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简单机械和功章节知识点有：杠杆（省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆），杠杆的平衡条件（重要实验题），认识和利用滑轮，功和功率，机械效率（有用功，额外功和总功概念和相关计算公式）。本篇将为同学们进行上述知识点梳理和总结，并附上简单机械和功测试题（包含计算题和实验题）。
一、认识和利用杠杆
1、杠杆
（1）杠杆的定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
（2）影响杠杆的五要素：
支点：杠杆绕着转动的固定点；
动力：使杠杆转动的力F1；
阻力：阻碍杠杆转动的力F2；
动力臂：从支点到动力作用线的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（方法提示：一找点；二画线；三作垂线段）
2、杠杆的平衡条件（重点）
（1）杠杆的平衡：杠杆处于静止或匀速转动状态
（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
即F1·L1=F2·L2
3、三种杠杆及应用举例：
（1）省力杠杆：当`L1>L2时，F1 （2）费力杠杆：当`L1F2。例：钓鱼杆，船桨。
（3）等臂杠杆：当`L1=L2时，F1=F2。例：天平
二、认识和利用滑轮
（如果不忽略摩擦，则G=G物+G动）
滑轮组用力情况的判断
判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物，在数绳子时，不但要明确绳子是否承担动滑轮和重物的重力，还要看清滑轮组的组装方式，不能只看滑轮个数。
三、做功
1、做功的条件
一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过了距离，二者缺一不可。常见的几种看似做功而实际没有做功的情况：
（1）物体靠惯性通过了一段距离，如推出去的铅球，投掷出去的标枪。
（2）有力作用在物体上，物体没有移动距离，如搬石头未搬动。
（3）有力作用在物体上，物体也移动了一段距离，但力的方向与移动方向垂直或指向反方向。如：用手提着水桶水平运动，关闭发动机的汽车慢慢停下来。
2、功的大小
公式：W=F·s
F是做功的力的大小，s是物体在F的方向通过的距离，它不一定等于物体实际移动的距离。例如：从斜面上划下的物体，重力G对物体做功，物体在力的方向上移动的距离是斜面高h，而不是物体实际移动的距离即斜面的长L，所以重力做的功是：W=G·h
(省力的机械多移动距离，费力的机械省距离，总之任何机械都不省功，但使用机械可以给人们带来方便)
四、功率
1、功率的意义：表示物体做功的快慢。
2、功率的定义：单位时间里物体完成的功。
3、公式：P=W/tP=F·v
五、机械效率
1、机械效率的定义：有用功跟总功的比值
2、公式：η＝W有/W总 η＝P有/P总
（在滑轮组中η＝G/Fn）
（1）η＝G/nF(竖直方向)
（2）η＝G/(G＋G动)(竖直方向不计摩擦)
（3）η＝f/nF(水平方向)

（来源：《初中物理力学公式大全 》）
3、有用功、总功、额外功
（1）有用功是为了达到目的、完成任务面对物体做的功。如：克服物重提升物体时，W有用=G·h。
（2）额外功是指对人们无用，但因为摩擦力和机械自重等存在，克服摩擦力和机械自重而不得不做的功。
（3）总功是：W总=F·S，也就是人们使用机械时实际做的功。F是作用在机械上的动力，S是动力F通过的距离。
（4）提高机械效率的主要方法：增加有用功，减少额外功，增大有用功与额外功的比值。
六、简单机械和功测试题：
1、（简单机械和功选择题）关于力臂，下列说法中正确的是 （ ）
A．支点到动力作用点的距离叫动力臂B．支点到阻力作用点的距离叫阻力臂
C．支点到力的作用线的距离叫力臂D．杠杆的力臂一定在杠杆之上。
答案：C
试题分析：力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。支点到动力作用线的距离叫动力臂；支点到阻力作用线的距离叫阻力臂；杠杆的力臂不一定在杠杆之上，故选C。
考点：力臂
2、（简单机械和功计算题）图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_____（填“省力”或“费力”）杠杆，若箱和物品共重100N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F为______N。
答案：省力   20
3、（简单机械和功计算题）某同学用100牛的力作用在杠杆上，把物体举高了0.3米，这时手下降1.2米，被举高的物体重力是________牛,该同学做了________焦的功，（不计杠杆自重和摩擦）．
答案：400   120
4、（简单机械和功实验题）小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，

（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是_______________________________．
（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_______个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N．当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
答案：（1）便于在杠杆上直接读出力臂大小； （2）4； （3）大于
5、（简单机械和功实验题）如图所示是小华同学“研究动滑轮特点”的实验装置．他提起钩码时注意保持测力计竖直匀速移动，测得数据如下：

（1）把表格中的内容补充完整．
（2）图乙中，在提升重物的过程中，小华发现拉力大小并不等于钩码重力的一半，你认为原因可能是__________．
（3）如果保持动滑轮不动，则拉力的大小_________0.55 N（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）小华用动滑轮再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该动滑轮的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
答案(1)测力计移动的距离s/m ，0.4   . (2)动滑轮自身受到重力. (3)小于 . (4)不变
解析试题分析：根据研究动滑轮特点的实验要求，分析需要测量的物理量．用动滑轮提升物体能省一半的力，是在理想状态下考虑的，动滑轮的动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离．如果保持动滑轮不动，即处于平衡状态，根据动滑轮的受力平衡分析．对于动滑轮装置一定的机械，提升相同的重物时，机械效率与提升的高度无关，保持不变．
考点：本题考查动滑轮及其工作特点、动滑轮拉力的计算、增大或减小机械效率的方法
点评：解决本题的关键是进行动滑轮的拉力计算、拉力移动的距离与物体升高高度之间的关系和机械效率的变化，解决时应分清力与距离的对应关系，并正确理想状态下滑轮的省力情况和实际是不一样的．

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