1、学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com第十一章、简单机械和功一、杠杆学习要求1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中认出杠杆。2.通过观察和实验了解杠杆的结构，熟悉有关杠杆的名称：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。3.理解力臂的概念，会画杠杆的动力臂和阻力臂。4.经历探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆平衡的条件，并能用它分析解决简单的有关杠杆平衡的问题。5.知道杠杆的种类以及各种杠杆的特点。6.知道杠杆在实际生活中的应用。7.通过了解杠杆的应用，进一步认识物理学是有用的，提高学习物理的兴趣。学习指导1力臂的概念。力臂是本节的难点。对力臂的理解，注意以下几点：（1）力臂
2、是指支点到力（动力或阻力）作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离。（2）当作用在杠杆上的力的方向改变时，其力臂的大小一般也将发生改变。（3）力臂不一定在杠杆上，如图所示 （4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零。（5）画力臂三步骤：找支点、画出力的作用线、作支点到力的作用线的垂线（有时需要将力的作用线进行正向或反向延长） 。2经历探究杠杆平衡条件的过程是本节学习的重点，探究的过程中要注意以下几点：（1）设计实验方案选取实验工具写出实验步骤设计记录数据的表格等（2）调节杠杆水平平衡时，依照“右高右旋，左高左旋”的方法，即杠杆右边高则螺母向右移，杠杆左边高则向左移，直至杠杆水平平衡。注意杠杆
3、水平平衡一旦调好，不得随意再旋转平衡螺母，否则会影响实验结果。（3）实验中，每次改变动力、阻力、动力臂、阻力臂后都要使杠杆保持水平平衡，这样动力臂和阻力臂都可以直接读出。动力臂和阻力臂的长度单位不一定要用米，只要两个力臂的长度单位统一就可以了。3根据已学过的杠杆知识，注意观察生活中各种形状的杠杆，如指甲剪、钓鱼竿、剪刀、筷子、天平、独轮车等。并能按照动力臂与阻力臂长短的关系分析和判断是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件，生活中使用时要注意两点：（1）要省力就要多移动距离；（2）要省距离就要费力，省力又省距离的杠杆是没有的。曲型范例F2L2L1F1O学而思教育学习改变命运！ 南京中
4、考网 nj.zhongkao. com第 4 题图例 1关于力臂,下列说法 k 正确的是（ ）A从动力作用点到支点的距离叫做动力臂B力臂就是杠杆的长度C从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂D力臂一定在杠杆上 精析：力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上。如图所示。 （图删去）全解：应选（c）点评：力臂是从支点到力的作用线的距离。如图（a)、 （b)所示，虽然力的作用点 A相同，但力的方向不同，画出力臂也不同。例 2张华和爸爸在公园玩跷跷板，张华重 250N，爸爸重 750N。当爸爸离跷跷板的转轴 0.5
5、m 时，张华应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？ 精析：利用杠杆平衡条件解题，首先要弄清动力、动力臂、阻力、阻力臂。本题中阻力为爸爸对杠杆的力 F2=750N，阻力臂为 L2=0.5m,动力为张华对杠杆的力 F1=250N，动力臂即为张华离转轴的距离。全解：根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2，得L1= L2= 0.5m=1.5mN507答：张华应该坐在离转轴 1.5m 处。活动与探究取一根粗细均匀的铁丝，在它的中点用线悬挂起来，铁丝恰好平衡。如把其右半段对折起来，那么它是否还能保持原来的平衡状态呢？为什么？动手做一做这个实验。思考与练习一、填空题1.我们在日常使用的工具中很多是利用杠杆知识制成的，
6、我们分析杠杆时，首先要找到杠杆绕着转动的固定点叫 ，然后分析杠杆的受力情况，即使杠杆转动的力叫 ，阻碍杠杆转动的力叫 。2.杠杆有三类,既省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。在撬棒、天平、铡刀、扳手、酒瓶起子、理发剪刀、钓鱼杆等常见杠杆中，属于省力杠杆的有 ,属于费力杠杆的有 ,属于等臂杠杆的有 。3一把杆秤自重不计，提纽到秤钩的距离是 4，秤砣重为 4.9N，用这样的杆秤来称量质量为 2的物体，秤砣离提纽 时，秤杆平衡。4.杠杆的应用非常广泛，工具车上的起重臂就是一个费力杠杆使用它的具体好处是 。LFAOL FAO学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com二、选择题5下
7、图是一些日常生活中所使用的工具，其中属于省力杠杆的是( )6一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得的质量将比被称物体的实际质量（ ）A偏大 B偏小 C相等 D无法判定7园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴 O 靠近，这样做的目的是为了（ ）A增大阻力臂，减小动力移动的距离B减小动力臂，减小动力移动的距离C增大动力臂，省力D减小阻力臂，省力8 .人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动. 如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力. 由图可以看出，这是一个（ ）A费力、省距离的杠杆 B省力、费距离的杠
8、杆 C既费力，也费距离的杠杆 D既省力，也省距离的杠杆9.一均匀杠杆 A 处挂 2 个钩码，B 处挂 1 个钩码，杠杆恰好平衡.若钩码的质量均为 50g，在 A、B 两处再各加一个钩码，那么：（ ）A杠杆仍平衡 B杠杆的左边向下倾C杠杆的右边向下倾 D无法确定杠杆是否平衡三、作图、实验题10如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上 A 点. 请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图. ( 注意： 请在图上保留 为确保作图准确所画的辅助线.)11.在“研究杠杆平衡条件”的实验中，在如图所示的实验装置中：（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_(选填“左”或“右”)边旋一
9、些，使杠杆在水平位置平衡。（2）实验时只有 8 个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在 A 点挂 4 个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)._ ； _ 第 7 题图第 11 题图OA第 10 题图第 9 题图第 8 题图学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com。（3）在实验中，王亮同学猜想：杠杆平衡的条件可能是：动力动力臂阻力阻力臂。马欣同学猜想：杠杆平衡的条件可能是：动力动力臂阻力阻力臂。他们共同通过实验，获得了一组数据。如下表。动力 F1/N 动力臂 L1/ 阻力 F2/N 阻力臂 L2/3 6 6 3根据上表数据，他们都认为自己的猜
10、想是对的、对方是错误的，那么你认为他们实验的验证方法存在什么问题？三、计算、论述题12如图所示，一根轻质木杆 A 端细线下所挂 50N 的重物静止在水平地面上。 当在 B点加竖直向下的力 F=30N 作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知 OA=15cm，OB=5cm， 则重物对水平地面的压力为多少？相关链接能把地球举起来吗？传说，阿基米德发现了杠杆原理后，曾产生过撬动地球的假想。他在给叙拉古国国王希罗的信中写道：“只要给我一个支点和立足点，我就能移动地球。 ”国王看信之后立即召见了阿基米德，并说：“当着众神起誓，你真的能移动地球吗？”阿基米德不慌不忙地用撬石头的例子作比喻
11、，向国王讲了杠杆的原理，然后坦率地回答说：“不，我只是根据原理作了这样的假想。事实上，我也站不到地球以外的什么地方去，也找不到这样长和坚固的杠杆，也找不到搁杠杆的支点。 ”国王弄懂了这个道理，很高兴。二、滑轮学习要求1.通过观察和实验，了解滑轮的结构，能区别定滑轮和动滑轮2.理解滑轮的工作原理，会用这一原理对有关问题进行简单的计算3.经历实验探究过程，了解使用定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮不省力，但能改变力的方向；动滑轮省力，但不能改变力的方向4.能识别生活和生产中常见的滑轮5.了解滑轮组的特点：既可以省力又可以改变力的方向。学会组装简单的滑轮组，体验设计制作的乐趣。6.了解轮轴的工作原理和斜面
12、可以省力的原因7.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用学习指导1通过对定滑轮和动滑轮的杠杆变形分析，理解定滑轮不省力而动滑轮省一半力的结论。如图(a)所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮的轴心为支点（支点不动） ，动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动OBAF第 12 题图学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，故 F=G，即不省力。如图(b)所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动
13、，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件 F=1/2G，即省一半力。2 使用滑轮组要注意几个问题（1）区分“最方便”和“最省力”的含义。 “方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。（2）滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。（3） 设拉力移动距离为 s，拉力移动的速度为 v，重物上升的高度为 h，重物上升的速度为 v 物 ，则存在以下关系 s=nh,v=nv 物 ，n 为动滑轮上绳子的股数。（4）滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是
14、本节的一个重点。由关系式 F= G，当n1n 为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当 n 为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。(如下图所示)曲型范例例 1 图中给出两组滑轮组（a） 、 （b） ，若它们分别提起同一重物，请画出其中最省力的一组滑轮组的绕绳方法.(不计滑轮重、绳重及摩擦)通过动滑轮有 4 根绳子通过动滑轮有 5 根绳子(a) (b) （c）(b)(a)FGB AFGO A学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com精析：“省力”就是在动滑轮个数相同时，尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方法；或在动滑轮个数不同时选用动滑轮
15、多的一组，因此，应选用（b）组滑轮组。全解：如图（c）所示点评：本题考查了两个知识点，一是滑轮组的省力多少是由绕过动滑轮的绳子的股数决定的；二是装配滑轮组。例 2用如图所示滑轮组匀速拉动重 1000N 的物体 A，所用拉力 F=100N。绳子自由端移动速度为 0.2m/s.求物体与地面之间的摩擦力 f 和 2 秒内物体移动的距离。 （不计滑轮重和轮和轴之间的摩擦）精析：绳子自由端移动的距离 s 与物体移动的距离 s的关系为 s=n s，绳子自由端移动的速度 v 也等于物体移动速度 v的 n 倍，即 v=nv。全解：设 n 是动滑轮上绳子的股数，f 为物体与水平平面之间的摩擦阻力。本题中，n=2
16、，由 F= f 得1f=nF=2100N=200N物体移动的速度 v= = =0.1m/snv2/.0sm2s 内物体移动的距离S=vt=0.1m/s2s=0.2m.点评：绳子自由端移动的距离、速度与物体移动的距离、速度是同学们容易混淆的问题，应特别注意。活动与探究设计一个升降装置将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。有一个同学学习了滑轮的知识后，运用所学知识，利用滑轮设计了一个升降装置，在爸爸的帮助下把它安装在家里的阳台上，通过它把物体吊上楼来。如果让你来设计，你能画出示意图吗？试试看。思考与练习一、填空题1滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，分为定滑轮和动滑轮两种。定滑轮实际上就是 杠杆，所以使
17、用定滑轮不能 ，但可以改变 。动滑轮实际上就是 杠杆,所以使用动滑轮可以 ,但不能改变 。如果将定滑轮和动滑轮组合起来使用，就可以既省力又方便。二、选择题2.学校国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对这个滑轮的说法中正确的是（ ）A.这是一个动滑轮，可省力 B.这是一个定滑轮，可省力学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. comC.这是一个动滑轮，可改变力的方向D.这是一个定滑轮，可改变力的方向3.用滑轮组匀速提升重物，当绳子的自由端被拉下 2m 时，物体升高了 0.5m，被提升的重物的质量为 20kg。若不计动滑轮重和摩擦阻力，则拉绳子的力
18、应为（ ）A40N B49N C98N D5N4.如图所示的装置中，物体 B 和动滑轮总重 10N，且恰好匀速下降。则 A 物体受到的摩擦力的方向和大小为 （ ）A水平向右 5N B水平向右 10N C水平向左 10N D水平向左 5N三、作图题5.如图有一动滑轮提升重物，要求在图中标明支点 O，画出 F1 F2的力臂 L1 L2。6如图 5 所示，每个滑轮（不分大小）重为 5N，要提升的重物重为 120N，用来串绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是 30N。请画出能安全提升重物的滑轮组的绕法。三、计算、论述题7.如图所示，物体 A 以 1m/s 的速度匀速运动，已知 F=100N，不计滑轮与绳子
19、之间的摩擦，求：（1）物体 A 受到地面的阻力；（2）在 5s 内，绳子的自由端移动的距离。8.某人利用如图所示的滑轮组，用 200N 的拉力在 20s 内将重为 G=480N 的物体匀速提高h=2m,若不计摩擦和绳重，求：（1）绳子的自由端移动的速度和动滑轮重；（2）若再增加150N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子的自由端的拉力为多大。BA第 4 题图F2F1第 5 题图G第 6 题图第 7 题图第 8 题图学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. comF相关链接滑轮在生活和生产中有很多应用，例如，旗杆上的滑轮，起重机上的滑轮，以及利用滑轮移动收音机的指针以指示
20、电台的频率位置等。工厂里有一种特殊结构的滑轮，叫做差动滑轮（俗称神仙葫芦） ，它由两个直径相差不多的定滑轮和一个动滑轮组成，其示意图如图所示。有了它，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体。你能分析一下其中的道理吗？三、功学习要求1.理解功的概念，经历实验探究体验做功的过程，理解做功的两个必要条件，并能正确判断某个力是否做功。2.知道功的公式，会对有关功的问题进行简单的计算。3.知道功的单位“焦耳（J） ”，并能在计算中正确应用。4.通过观察、讨论和实验了解功的物理意义。5.通过对实例的分析，体验并能知道做功是能量转化或转移的过程。知道使用任何机械都不能省功。6.了解科学家进行科学探究的历史
21、，进一步增强物理学习的兴趣，逐步形成献身科学的意识。学习指导1做功的两个必要因素。物理学中的“做功”与日常生活中的“做工”是不同的，物理学中的做功必须要满足两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。只有满足这两个条件，我们才说力对物体做了功。因此有三种情况物理学中是不承认做功的：（1）物体虽然受力，但未通过距离。例如人用力推墙壁，由于墙壁未移动，所以人未做功。 （2）物体虽然移动了一段距离，但无外力作用。例如冰块在光滑的水平冰面上匀速滑动，虽然冰块在水平方向移动了一段距离，但水平方向上并无作用力，因此不做功。 （3）力的方向与学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 n
22、j.zhongkao. com物体运动的方向垂直。例如人提水桶在水平方向上移动一段距离，由于人对水桶的作用力是竖直向上的，因而这个力也不做功。2功的大小。功的大小等于力跟物体在该力方向上通过的距离的乘积。力对物体做功的多少只与这两个因素有关，与物体的运动状态（如竖直方向还是水平方向，匀速运动还是加速运动等） 、物体的质量、支持面是否光滑无关。 3功的单位是焦耳（J） ，1J 表示 1N 的力使物体在这个力的方向上移动 1m 所做的功。焦耳是一个比较小的单位，将两个鸡蛋匀速举高 1m 做的功大约为 1J曲型范例例 1.下列四种情境中，人对物体做功的是A 提着水桶在水平地面上匀速前进B 举着杠铃原
23、地不动C 用力搬石头但没有搬动D 推着小车前进精析：判断一个力对物体是否做功，必须同时满足两个必要的因素，一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。全解：A 选项中提水桶施力的方向是竖直向上，水桶的移动的方向为水平方向，虽然水桶受力了，也移动了距离，但是没有在力的方向上移动一段距离，所以没有对水桶做功。B 选项对杠铃施力了，但没有移动距离，所以没有对杠铃做功。C 选项中对石头施力了，但没有移动距离，所以没有对石头做功。D 选项推小车向前施力，且小车在向前的方向上移动一段距离，所以对小车做了功。答案为 D。点评：通过对这个问题的解析，学生能进一步理解做功的两个必要因素。例 2一列火车
24、以 20m/s 的速度在平直的轨道上匀速行驶，整列火车受的阻力是9104N，问这列火车行驶 1min 火车做了多少功？精析：解此题时，首先注意火车做匀速直线运动，因此火车的牵引力和阻力是一对平衡力，则 F=f,另外距离可以利用 S=vt 来求，最后可用公式 W=Fs 求出火车在这段距离中所做的功。全解：由 V=S/t 得，S=Vt=20m/s60s=1200m根据：W=FS 得W=FS=fs=9104N1200m=1.08108J点评：本题不仅训练了功的计算，而且训练了由物体的运动状态来确定物体受力情况的思维过程。活动与探究九年级（10）班位于教学楼的三楼，若一位中学生沿楼梯匀速爬上三楼，请你
25、估测一下该学生在该过程中做功大约为多少。思考与练习一、填空题1物理学中的做功包含两个必要的因素：（1） ， （2） 。功的计算公式是 ，国际单位制中功的单位是 。2九年级（5）班的同学学习了功的知识后，他们讨论对物体做功的多少。李壮同学用10N 的水平拉力将重 300N 的箱子沿水平地面移动了 5m，张强同学将这个箱子匀速举高第 3 题图FG学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com2m ,王明同学将这个箱子举起后在空中停留 5s。李壮同学做功是 J，张强同学做功是 J，王明将箱子在空中停留 5s 过程中做功 J。3如图所示，在拉力 F 作用下，重为 120N 的物
26、体竖直向上做匀速直线运动，物体上升的速度为 0.4m/s，则拉力 F 的大小为 N，在 5s 内拉力做功 J。（不计动滑轮的重、绳子的重及各处的摩擦）二、选择题4.如图所示，用水平力 F 拉着重为 100N 的物体在水平地面上向左匀速移动了 5m，物体所受地面的摩擦力大小为 20N，则（ ）A.重力做的功是 500J B.拉力大小为 100N C.拉力大小为 120N D.拉力做的功为 100J5以下事例中，重力做功的是（ ）A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平 静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动三、计算、论述题6一辆重为 20000N 的汽车在
27、水平的公路上匀速行驶，汽车所受阻力为车重的 0.3 倍，汽车在 1 分钟内行驶 1.5Km，问在 1 分钟内牵引力做功多少焦？汽车受的重力做功多少焦？ 相关链接功的原理及应用使用动滑轮能省力，但不能省功，这个结论也适用于其他机械。大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理。 任何复杂的机械都是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律” ，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。下面我们利用功的原理来解释一下使用斜面为什么省力？如图所示，物体所受重力为 G，斜面长为 L、高为 h，F 为沿斜面拉物体的力。根据功的原理，
28、我们知道使用任何机械都不能省功。如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力 F 沿斜面把物体匀速推上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功。据此请你推导出 F 的计算公式。GFhLF第 4 题图学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com四、功率学习要求1.理解功率的概念。了解功率的物理意义。2.知道功率的公式 ，会对有关功率的问题进行简单的计算。FvtWP3.知道功率的单位“瓦特（W） ”，并能在计算中正确应用。4.经历探究人体的输出功率的过程，进一步熟悉科学探究的基本步骤。5.进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会
29、实践的意识。学习指导1.功率是表示物体做功快慢的物理量。功率的定义为单位时间内完成的功。单位时间内完成的功越多，做功就越快，完成相同的功所需的时间就越短。由功率公式可见功率大小是由做功多少与所用的时间共同决定的，做功多，功率不一定大；时间长，功率也不一定小。2.功率的单位 W 是一个导出单位，是从功率的定义中得出来的。1W=1J/S，表示在 1S 的时间完成 1J 的功。由于“W”比较小，在实际应用中常用 kW 作为功率的单位：1Kw=1000W。在学习中应分清功的符号和功率的单位。3.在使用 P=进行计算时，P、W、t 的单位分别为 w、J 和 S，请注意单位的统一性。4.根据 W=FS，得
30、到功率 P= = =F. =Fv 的另一种表达形式，它对解决车、船的速度、tFst功率、牵引力的问题较为方便。曲型范例例 1下列关于功率的说法正确的是（ ）A.功率大的机械比功率小的机械做功一定多B. 功率大的机械比功率小的机械做功一定少C.功率大的机械工作时所用的时间一定少D.功率大的机械工作时做功一定快精析：功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢。A、B、C 中都缺少一个因素，判断是错误的。全解：物理学中用功率表示物体做功的快慢，所以功率大的机械做功一定快，故选D。点评：类比是学习物理常用的方法，例 1 中我们可以将功率与速度作类比，物体运动的
31、路程长，运动的速度不一定大；物体运动的速度小，运动的路程不一定短。我们可以用同样的方法来理解功率。学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com例 2暑假中，明明和爸爸到花果山去游玩，同时他们进行了爬山比赛，已知明明和爸爸的体重之比为 23，从山底分别沿两条不同的路线爬上同一山顶所用的时间之比是34，则明明和爸爸爬山的功率之比为 （ ）A2：3 B1：2 C9：8 D8：9精析：功率 P= = ，所以 = = =tWGh21Pt32498全解：选 D。点评：本题中明明和爸爸沿不同路线爬山，路径不同，但他们在力的方向上（竖直方向上）移动的距离是相同的。例 3.一辆“奥迪”
32、A4 轿车用 3000N 的牵引力以 72Km/h 的速度在高速公路上行驶，这时轿车的功率是多少精析：根据 P= = =F. =Fv，已知力 F 和速度 v 就可以求出功率 P。不过要注意tWFst各量的单位，72Km/h 要化成用 m/s 作单位。全解：v=72Km/h=20m/sP=FV=3000N20m/s=6104w点评：本题能训练学生根据不同的已知条件确定解题思路。活动与探究每台动力机械都有它的额定功率，也就是正常工作时的功率，常标在机械的铭牌上。下表中列出了几种动力机械，请你至少调查其中的两种，把它的型号和额定功率填入表中。机械名称 柴油机 拖拉机 汽车 摩托车 洗衣机型号额定功率
33、思考与练习一、填空题1如图为某举重运动员在 0.5s 内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为 100kg，则杠铃重为 N若这个过程中运动员将杠铃举高约 0.5m，则该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为 W （g 取 10N/kg）2.某人在水平地面上用 100N 的水平推力推动重为 500N 的物体，使物体以 02ms 的速度匀速移动了 3m，此人做的功是 J，功率是 W3.小刚要锯开厚度均匀的木板，每拉一次，据条移动的距离为 0.3m，所用的力为 180N，连续拉锯 50 次用了 1min，这个过程中小刚做功为_ J，功率是_W二、选择题4李明同学快速地由一楼跑到
34、三楼的过程中，他的功率与下列哪个值最相近( )A.5W B.50W C.500W D.5000W5在中考体育测试的跳绳项目中，某同学取得了每分钟跳 150 次的好成绩。假设他每跳一次所用时间相等，每次跳离地面的平均高度为 6cm。则他跳绳时的功率最接近于：（ ）学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. comA7.5W B75W C4500W D7500W6.实验中学举行首届跑楼梯比赛，共有 20 名选手进入决赛。若要测量参赛者的功率大小，需测出的物理量是（ ）A.登楼所用的时间B.参赛者的体重，所登楼层的高度C.参赛者的体重，所登楼层的高度以及登楼所用的时间D.参赛者的
35、体重，所登楼层的高度，登楼所用的时间以及参赛者通过的路程三、计算、论述题7.起重机把一个质量为 0.5t 的工件在 15s 内提升了 6m，取 g10N/kg。求：(1)起重机对工件所做的功；(2)起重机提升工件的功率。8.一块水田面积为 2400m2 ，要灌平均 0.1m 深的水。不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的体积。 （2）所灌水的质量。 （3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田 2m 深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为 2. 4kw，抽这些水要用多长时间？（ 水 1.0 x10 3kg/m3,g=10N/kg)相关链接瓦特和蒸汽机瓦特（17361819）是英
36、国发明家。一个寒冷的冬天，瓦特和老奶奶围着火炉取暖的时候，发现烧开水的茶壶盖“扑扑”地发出响声，于是就留神地观察起来，想弄清楚是谁在推动壶盖；一会儿打开看看，一会儿又盖上看看。当他把茶壶嘴堵上时，蒸汽便顶开了壶盖。他想这一定是蒸汽的力量。瓦特长大后一直记着这件事。17 岁时瓦特当了修理机械的学徒。后来他到格拉斯哥大学负责修理教学仪器，正巧学校里的一台蒸汽机模型坏了。瓦特在修理过程中，发现蒸汽机的大部分热量都浪费了，他决心改进蒸汽机。经过一年的努力，在多次失败后，他终于造出了新型的蒸汽机，大大地提高了蒸汽机的效率。后来蒸汽机被广泛应用在冶金、采矿等行业。1807 年美国的福尔顿把蒸汽机装在船上发
37、明了轮船，1814 年英国的斯蒂芬把蒸汽机装在车上发明了火车。人们为了纪念他，就用“瓦特”来命名功率的单位。五、机械效率学习要求1 经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com2 理解什么是机械效率。学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。3 了解常用机械的效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。4 通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。5 了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。学习指导1有用功、额外功、总功。正确认识机械效率，关键是弄清有
38、用功、额外功和总功的含义。有用功是对人们有用的功，无论采用什么机械，有用功的数量是不变的。若使用机械的目的是提升物体，那么克服物体的重力所做的功就是有用功，即 W 有用 =Gh；若目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力所做的功就是有用功，即 W 有用 =fs。额外功是指由于使用机械而额外多做的功，机械的摩擦和机械的自重往往是产生额外功的原因。2机械效率总小于 1。使用不同的机械做功，需要做的额外功是各不相同的，额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。机械效率是有用功跟总功的比例，即=W 有用 /W 总功 。由于 W 额外 是不可避免的，因此
39、W 有功 W 总 ，机械效率总小于 1。曲型范例例 1用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物 G，如图所示。已知物重 G=600N，拉力 F=250N，求重物升高 0.5m 时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。精析：竖直方向提升物体过程中，有用功 W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下，克服动滑轮重所做的功就等于额外功，既 W 额外 =G 动 h全解：（1）W 有用 =Gh=600N0.5m=300J.(2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N1.5m=375J.(3)W 额外 =W 总 -W 有 =375J-300J=75J,= 100= 1
40、00=80总有 J3750（4）W 额外 =G 动 h，G 动 = = =150N额 外 mJ.0点评:对动滑轮重的求解还可用 3F=G 物 +G 动 ,故 G 动 =3250N-600N=150N.例 2如图所示，用一滑轮组将重为 400N 的物体 A 沿水平方向匀速拉动 10m，物体 A 与地面间的摩擦力是 240N，水平拉力 F 为 100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。精析：水平方向拉动物体过程中，克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功 W 有用 =fAs,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。全解：绳子自由端移动距离 S=3SA=310m=30m,W 有用 =fAs=2
41、40N10m=2400J,W 额外 =W 总 -W 有 =3000J-2400J=600J,= 100= 100=80总有 J3024A学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com点评：以上两题均为求滑轮组的机械效率，做题的关键在于分析有用功，第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功，所以 W 有用 =Gh：第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功，所以 W 有用 =fAs。同学们一定要注意区分。思考与练习一、填空题1如图所示，用一个动滑轮把重 200N 的物体提高了 1m，所用的拉力为 125N，则动滑轮所做的有用功 W 有用 =_J，它的机械
42、效率 =_。若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将_（选填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 2如图所示，在 50N 的水平拉力 F 作用下, 重 800的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间的滑动摩擦力为 120，则滑轮组的机械效率为 _ ；若物体的速度为0.2m/s,则 1min 内拉力做的功为 _ J 3小红同学在利用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重 3N 的物体，物体升高了 0.2m，弹簧测力计的示数是_N，在实验过程中对物体所做的有用功是_J，滑轮组的机械效率是_二、选择题4用如图所示的滑轮组匀速提升 600N 的重物
43、时，人手实际需提供的拉力应该是（ ）A小于 200NB等于 200N C大于 200N D大于 300N5.利用如图所示的滑轮组，工人师傅用 500N 的力，在 100s 内把 800N 的重物匀速提升10m.在此过程中（ ）A.他做的有用功是 8000W B.他做的总功是 1000JC.他做功的功率是 80W D.滑轮组的机械效率是 80%6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )A.有用功减少，总功减少 B有用功增加，总功增加C.有用功不变，总功不变 D有用功不变，总功减少第 2 题图 第 3 题图1 122第 1 题图第 4 题图学而
44、思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com三、实验题7在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：钩码重/N弹簧测力计读数/N钩码移动的距离/m弹簧测力计移动的距离/m有用功/J 总功 /J机械效率3 1.2 0.1 0.3（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；（3）实验时，应使弹簧测力计做 运动。小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比 。（选填“偏小” 、 “偏大”或“相等” ） 。四、计算、论述题8张明同学用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕
45、法如图所示。钩码重为 2N，将钩码匀速向上提升 20cm，弹簧测力计移动的距离为 60cm，弹簧测力计的示数为 1N，问：在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？滑轮组的机械效率是多少？为什么总功总是大于有用功？相关链接你知道起重机的构造吗?在建筑工地上我们经常看到,那巨大的起重机吊起上吨重物,你知道它们的结构吗?钢丝绳是起重机的重要零件之一,用于提升机构、变幅机构、牵引机构，有时也用于旋转机构。起重机系扎物品也采用钢丝绳。此外，钢丝绳还用作桅杆起重张紧绳，缆索起重机与架空索道的支承绳。在起重机的提升机构中，滑轮起着省力和支承钢丝绳并为其导向的作用。滑轮的材料采用灰铸铁、铸钢等。卷筒在提升机构或
46、牵引机构中用来卷绕钢丝绳。将旋转运动转换为所需要的直线运行。卷筒有单层卷绕与多层卷绕之分。一般起重机大多采用单层卷绕的卷筒。单层卷绕筒的表面通常切出螺旋槽，以增加钢丝绳的接触面积，并防止相邻钢丝绳互相摩擦，从而提高钢丝绳的使用寿命。本章检测 一、选择题1.下列器具中，属于省力杠杆的是( )A.定滑轮 B.食品夹 C.镊子 D.铡刀2.放学后，某同学背着重 40N 的书包沿水平路面走了 200m，又登上大约 10m 高的四楼才回学而思教育学习改变命运！ 南京中考网 nj.zhongkao. com到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为（ ）A.0J B.400J C.2000J D.2400J3登楼梯比赛时，某同学从底楼匀速登上五楼，共用了 12s，该同学登楼时克服重力的功率最接近于( )A500W B100W C50W D10W4.如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆 ABC、OBD 和 OED 组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法中正确的是 ( )A三个杠杆都是省力杠杆 B三个杠杆都是费力杠杆cABC 是省力杠杆，OBD、OED 是费力杠杆 DABC 是费力杠杆，OBD、OED 是省力杠杆5.“五一”假期，小林和爸爸一起去登花果山，小林用了 15min 登上了山顶，爸爸用
