第十章机械与人（沪科版总复习用）课件.ppt

1、第十章机 械 与 人1.1.杠杆杠杆: :(1)(1)定义定义: :在力的作用下能绕着在力的作用下能绕着_转动的硬棒。转动的硬棒。(2)(2)五要素五要素: :如图所示如图所示知识点知识点1 1杠杆与滑轮杠杆与滑轮课标要求课标要求知道简单机械。通过实验知道简单机械。通过实验, ,探究并了解杠杆的探究并了解杠杆的平衡条件平衡条件固定点固定点支点支点: :杠杆绕着转动的杠杆绕着转动的_,_,如图中如图中O O。动力动力: :使杠杆使杠杆_的力的力, ,如图中如图中F F1 1。阻力阻力:_:_杠杆转动的力杠杆转动的力, ,如图中如图中F F2 2。动力臂动力臂:_:_的距离的距离, ,如图中如图中

2、l1 1。阻力臂阻力臂:_:_的距离的距离, ,如图中如图中l2 2。(3)(3)平衡条件。平衡条件。文字表达式文字表达式:_:_。字母表达式字母表达式:_:_。固定点固定点转动转动阻碍阻碍从支点到动力作用线从支点到动力作用线从支点到阻力作用线从支点到阻力作用线动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2(4)(4)三种杠杆三种杠杆: :物理量物理量杠杆杠杆力臂力臂力力特点特点应用举例应用举例省力杠杆省力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_钉锤钉锤费力杠杆费力杠杆l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2_钓鱼竿钓鱼竿等臂杠杆等臂杠杆

3、l1 1_l2 2F F1 1_F_F2 2不省力也不省力也不费力不费力_ = = =省力费距离省力费距离费力省距离费力省距离天平天平2.2.滑轮及其应用滑轮及其应用: :定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮滑轮组滑轮组图形特点图形特点力臂关系力臂关系l1 1= =l2 2l2 2=2=2l1 1动力情况动力情况F F1 1=G=GF F2 2=_=_F F3 3=_(n=_(n是吊着动滑是吊着动滑轮的绳子段数轮的绳子段数) )G2Gn定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮滑轮组滑轮组动力方向动力方向_有可能改变有可能改变, ,有可能不改变有可能不改变绳自由端绳自由端移动距离移动距离(s)(s)s=hs=hs=2hs=

4、2hs=_s=_实质实质_改变改变不改变不改变等臂杠杆等臂杠杆省力杠杆省力杠杆nhnh1.1.功功: :(1)(1)定义定义: :力和物体在力的方向上移动距离的力和物体在力的方向上移动距离的_。(2)(2)做功的两个必要因素。做功的两个必要因素。作用在物体上的作用在物体上的_;_;物体在物体在_上移动的距离。上移动的距离。(3)(3)计算公式计算公式:W=_:W=_。知识点知识点2 2功和功率功和功率课标要求课标要求理解机械功和功率。用生活中的实例说明机械理解机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义功和功率的含义乘积乘积力力力的方向力的方向FsFs2.2.功率功率: :(1)(1)物

5、理意义物理意义: :表示物体表示物体_的物理量。的物理量。(2)(2)定义定义: :一段时间内做的一段时间内做的_与做功所用的这段与做功所用的这段_的比。的比。(3)(3)公式公式:P= :P= 。做功快慢做功快慢功功时间时间Wt1.1.有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功: :(1)(1)有用功有用功:_:_的功的功, ,记作记作W W有有。(2)(2)额外功额外功: :无用的但无用的但_的功的功, ,记作记作W W额额。(3)(3)总功总功:_:_对机械所做的功对机械所做的功, ,记作记作W W总总。(4)(4)关系关系:W:W总总=_=_。知识点知识点3 3机械效率机械效率课标要求课

6、标要求知道机械效率。了解提高机械效率的途径和知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义意义我们需要的、有价值我们需要的、有价值又不得不做又不得不做动力动力W W有有+ W+ W额额2.2.机械效率机械效率: :(1)(1)定义定义:_:_和和_的比值。的比值。(2)(2)公式公式:=:= 。(3)(3)特点特点: :机械效率总机械效率总_1_1。3.3.影响滑轮组机械效率的主要因素影响滑轮组机械效率的主要因素: :(1)_;(1)_;(2)_(2)_。有用功有用功总功总功W100%W有总小于小于提升的物重提升的物重动滑轮的重力动滑轮的重力1.1.能量能量: :如果一个物体能够如果一个物体能够_

7、,_,就说这个物体具就说这个物体具有能量有能量, ,简称能。简称能。知识点知识点4 4机械能机械能课标要求课标要求知道动能、势能和机械能。通过实验知道动能、势能和机械能。通过实验, ,了解动能了解动能和势能的相互转化。用实例说明机械能和其他形和势能的相互转化。用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化式能量的相互转化对别的物体做功对别的物体做功2.2.机械能的分类及其影响因素机械能的分类及其影响因素: :3.3.动能与势能的转化动能与势能的转化: :(1)(1)摆球上下运动过程中摆球上下运动过程中, ,动能与动能与_相互转化相互转化; ;(2)(2)玩蹦蹦床过程中玩蹦蹦床过程中, ,动能与动能与

8、_相互转化。相互转化。机机械械能能分类分类定义定义影响因素影响因素动能动能物体由于物体由于_具有的能具有的能_、_势势能能重力重力势能势能物体由于物体由于_所具有所具有的能的能_、_弹性弹性势能势能物体因物体因_而具有而具有的能的能_运动运动高度位置高度位置质量质量速度速度质量质量高度高度弹性形变弹性形变弹性形变的弹性形变的大小大小重力势能重力势能弹性势能弹性势能如图所示如图所示, ,建筑工人用滑轮组提升重为建筑工人用滑轮组提升重为240N240N的的泥桶泥桶, ,动滑轮重为动滑轮重为30N30N。工人在。工人在10s10s内将泥桶匀内将泥桶匀速提升速提升3m3m。( (不计滑轮与轴之间的摩擦

9、及绳重不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重) )(1)(1)工人将绳子向上拉动了工人将绳子向上拉动了m;m;(2)(2)手拉绳子的力为手拉绳子的力为N;N;(3)(3)拉力的功率为拉力的功率为W;W;(4)(4)滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为; ;(5)(5)若将动滑轮重量减轻若将动滑轮重量减轻, ,则机械效率会则机械效率会; ;(6)(6)在泥桶匀速升高的过程中在泥桶匀速升高的过程中, ,它的动能它的动能, ,重力势能重力势能。参考答案：参考答案：(1)9(1)9(2)90(2)90(3)81(3)81(4)88.9%(4)88.9%(5)(5)增大增大(6)(6)不变增大不变增大1.1.杠杆

10、示意图的画法杠杆示意图的画法: :高频考点高频考点1 1杠杆及其平衡条件杠杆及其平衡条件中考题眼中考题眼画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂求动力或阻力的大求动力或阻力的大小小判断杠杆的种类判断杠杆的种类2.2.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件: :(1)(1)平衡状态平衡状态: :是指杠杆在动力和阻力的作用下是指杠杆在动力和阻力的作用下, ,处于静止状态处于静止状态或匀速转动状态。或匀速转动状态。(2)(2)平衡条件的表达式平衡条件的表达式:F:F1 1l1 1=F=F2 2l2 2或或 。(3)(3)应用。应用。定量计算定量计算: :已知其中的三个量已知其中的三个量, ,求第四个量。求第四个量

11、。判断杠杆的种类判断杠杆的种类: :通过比较动力臂和阻力臂的大小通过比较动力臂和阻力臂的大小, ,判断杠杆判断杠杆的类型。的类型。1221FFll判断杠杆的平衡状态。判断杠杆的平衡状态。a.a.若若F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2, ,则杠杆能保持平衡则杠杆能保持平衡; ;b.b.若若F F1 1l1 1FF2 2l2 2, ,则杠杆不能保持平衡则杠杆不能保持平衡, ,杠杆向力与力臂乘积较大杠杆向力与力臂乘积较大的方向转动。的方向转动。分析动力分析动力F F1 1的变化情况的变化情况: :根据平衡条件可得根据平衡条件可得F F1 1= ,= ,据此可分据此可分析杠杆在工作的过程中析杠

12、杆在工作的过程中F F1 1是否变化、如何变化是否变化、如何变化( (增大或减小增大或减小) )。2 21F ll【易错警示【易错警示】(1)(1)动力和阻力都是杠杆受到的力动力和阻力都是杠杆受到的力, ,而不是杠杆对而不是杠杆对其他物体的作用力。其他物体的作用力。(2)(2)力臂是从支点到力的作用线的距离力臂是从支点到力的作用线的距离, ,而不是从支点到力的作而不是从支点到力的作用点的距离。用点的距离。【典例【典例1 1】(2012(2012无锡中考无锡中考) )如图所示是列车上常用的手推车如图所示是列车上常用的手推车, ,车内货物均匀摆放。车前行时车内货物均匀摆放。车前行时, ,需经过障碍

13、物。当手推车的前需经过障碍物。当手推车的前轮遇到障碍物轮遇到障碍物A A时时, ,售货员向下按扶把售货员向下按扶把, ,这时手推车可以视为杠这时手推车可以视为杠杆杆, ,若手推车和货物总重若手推车和货物总重200N,200N,动力臂和阻力臂之比为动力臂和阻力臂之比为23,23,则则售货员作用在扶把上的动力为售货员作用在扶把上的动力为N N。当后轮遇到障碍物。当后轮遇到障碍物A A时时, ,售货员竖直向上提扶把售货员竖直向上提扶把, ,这时支点是这时支点是( (选填选填“A”“B”A”“B”或或“C”)C”)点点, ,这种情况下这种情况下, ,手推车可以视为手推车可以视为( (选填选填“省力省力

14、”或或“费力费力”) )杠杆。杠杆。【思路导引【思路导引】解答本题有三个关键点解答本题有三个关键点: :【精讲精析【精讲精析】本题考查杠杆的有关计算及分类。当手推车的前本题考查杠杆的有关计算及分类。当手推车的前轮遇到障碍物轮遇到障碍物A A时时, ,售货员向下按扶把售货员向下按扶把, ,此时此时C C点为杠杆的支点点为杠杆的支点, ,根据杠杆平衡条件根据杠杆平衡条件F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2得得F F1 1= F= F2 2= = 200N=300N;200N=300N;当后轮遇当后轮遇到障碍物到障碍物A A时时, ,售货员竖直向上提扶把售货员竖直向上提扶把, ,此时此时B B

15、点为杠杆的支点点为杠杆的支点, ,动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂, ,手推车可以视为省力杠杆。手推车可以视为省力杠杆。答案：答案：300300B B省力省力21ll32【方法归纳【方法归纳】求解最小动力的方法求解最小动力的方法(1)(1)动力作用点要选在杠杆上距支点最远处动力作用点要选在杠杆上距支点最远处; ;(2)(2)连接动力作用点和支点连接动力作用点和支点( (用虚线用虚线););(3)(3)以动力作用点为垂足以动力作用点为垂足, ,作动力作用点与支点连线的垂线作动力作用点与支点连线的垂线, ,则则此垂线即为动力作用线此垂线即为动力作用线; ;(4)(4)根据动力和阻力使杠杆转动的方向

16、相反根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反, ,确定动力的方向。确定动力的方向。【变式训练【变式训练】(2013(2013德州中考德州中考) )如图所示如图所示, ,请画出杠杆请画出杠杆ABAB在图在图示位置静止时作用在示位置静止时作用在B B点的最小力点的最小力F F及其力臂及其力臂l。【解析【解析】本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知本题考查力臂作图。根据杠杆平衡条件知, ,要使作用要使作用在在B B点的力点的力F F最小最小, ,力臂力臂l应最长应最长;O;O为杠杆的支点为杠杆的支点, ,则最长的力臂则最长的力臂应为应为OBOB。杠杆静止时。杠杆静止时, ,作用在作用在B B点的力点的力F

17、F与重物与重物G G对杠杆的作用力对杠杆的作用力使杠杆的转动方向相反使杠杆的转动方向相反, ,故力故力F F的方向应垂直杠杆向下。的方向应垂直杠杆向下。答案：答案：如图所示如图所示1.1.定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮: :(1)(1)判断判断: :提升重物时提升重物时, ,转轴固定不动的是定滑轮转轴固定不动的是定滑轮, ,转轴随重物一转轴随重物一起移动的是动滑轮。起移动的是动滑轮。(2)(2)实质及特点。实质及特点。定滑轮实质上是一个等臂杠杆定滑轮实质上是一个等臂杠杆, ,不能省力不能省力, ,但可以改变力的方但可以改变力的方向向; ;动滑轮实质上是一个动力臂等于阻力臂动滑轮实质上是一个动力臂

18、等于阻力臂2 2倍的杠杆倍的杠杆, ,可以省一可以省一半力半力, ,但不能改变动力的方向。但不能改变动力的方向。高频考点高频考点2 2滑轮及滑轮组滑轮及滑轮组中考题眼中考题眼定滑轮和动滑轮的特点定滑轮和动滑轮的特点计算加在绳自由计算加在绳自由端的拉力大小端的拉力大小滑轮组绳子的绕法滑轮组绳子的绕法2.2.滑轮组滑轮组: :(1)(1)承担物重的绳子段数承担物重的绳子段数n n的判断的判断: :与动滑轮直接相连的绳子是与动滑轮直接相连的绳子是几段几段, ,则承担物重的绳子段数则承担物重的绳子段数n n就是几。若绳子自由端最后跟定就是几。若绳子自由端最后跟定滑轮相连滑轮相连, ,则此段绳子不承担物

19、重则此段绳子不承担物重, ,只是起到改变力的方向的作只是起到改变力的方向的作用。用。(2)(2)省力情况。省力情况。不计摩擦和机械本身的重力时不计摩擦和机械本身的重力时, ,加在绳自由端的拉力加在绳自由端的拉力F= GF= G物物; ;只考虑动滑轮的重力只考虑动滑轮的重力, ,不计摩擦和绳重时不计摩擦和绳重时, ,加在绳自由端的拉加在绳自由端的拉力力F= (GF= (G物物+G+G动动););1n1n(3)(3)滑轮组的组装。滑轮组的组装。首先确定承担物重的绳子段数首先确定承担物重的绳子段数n,n,有两种方法有两种方法: :a.a.已知物重已知物重G G和动力和动力F F且不计摩擦和绳重时且不

20、计摩擦和绳重时, ,则则n= ;n= ;b.b.已知绳子自由端移动的距离已知绳子自由端移动的距离s s和重物移动的距离和重物移动的距离h,h,则则n= n= 。然后根据承担物重的绳子段数然后根据承担物重的绳子段数n n的奇偶性确定绳子固定端的的奇偶性确定绳子固定端的位置位置, ,即即“奇动偶定奇动偶定”: :a.na.n为奇数为奇数, ,绳子的固定端在动滑轮上绳子的固定端在动滑轮上; ;b.nb.n为偶数为偶数, ,绳子的固定端在定滑轮上。绳子的固定端在定滑轮上。FGsh【典例【典例2 2】(2013(2013日照中考日照中考) )如图所示如图所示, ,用滑轮组提升重物用滑轮组提升重物, ,用

21、用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。【思路导引思路导引】解答本题时按照以下思路分析解答本题时按照以下思路分析: :【精讲精析【精讲精析】本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点本题考查滑轮组的组装。滑轮组的省力特点: :滑滑轮组由几段绳子承担物重轮组由几段绳子承担物重, ,提起绳子的力就是物重的几分之一提起绳子的力就是物重的几分之一, ,承担物重的绳子段数越多承担物重的绳子段数越多, ,越省力。题目中有一个定滑轮越省力。题目中有一个定滑轮, ,一个一个动滑轮动滑轮, ,可由可由3 3段绳子提着动滑轮段绳子提着动滑轮, ,起始端从动滑轮开始。起始端从动

22、滑轮开始。答案：答案：如图所示如图所示【方法归纳【方法归纳】滑轮组组装的方法滑轮组组装的方法(1)(1)绕绳时绕绳时, ,先固定绳子的固定端先固定绳子的固定端, ,然后按照从动滑轮到定滑轮然后按照从动滑轮到定滑轮( (或从定滑轮到动滑轮或从定滑轮到动滑轮) )、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳、从小轮到大轮、从内到外的顺序绕绳; ;(2)(2)用笔画线表示绳子时用笔画线表示绳子时, ,注意所画的线要直注意所画的线要直, ,并且要与滑轮的并且要与滑轮的边缘相切边缘相切; ;(3)(3)若要求最省力若要求最省力, ,则承担物重的绳子段数应最多则承担物重的绳子段数应最多; ;若要求比较若要求比较方便

23、地提升重物方便地提升重物, ,绳子的自由端要向下拉。绳子的自由端要向下拉。【变式训练【变式训练】(2012(2012德州中考德州中考) )用如图所示的滑轮组提升重物用如图所示的滑轮组提升重物, ,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2 2倍倍, ,请在图上画请在图上画出绕线的方法。出绕线的方法。【解析【解析】本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度是物体上升速度的是物体上升速度的2 2倍倍, ,则相同时间内绳子自由端移动的距离等则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升距离的于重物上升距离的2 2

24、倍倍, ,可知有可知有2 2段绳子承担物重段绳子承担物重, ,即连在动滑轮即连在动滑轮上的绳子段数为上的绳子段数为2 2段。段。答案：答案：如图所示如图所示1.1.正确理解做功的两个必要因素正确理解做功的两个必要因素: :(1)(1)做功必须同时具备两个必要因素。做功必须同时具备两个必要因素。作用在物体上的力作用在物体上的力; ;物体在力的方向上移动的距离。物体在力的方向上移动的距离。高频考点高频考点3 3功和功率功和功率中考题眼中考题眼判断力是否做功判断力是否做功功和功率的计算功和功率的计算(2)(2)几种常见的不做功的情况。几种常见的不做功的情况。缺力无功缺力无功: :物体靠惯性通过一段距

25、离物体靠惯性通过一段距离, ,此情况有距离无力。此情况有距离无力。缺距离无功缺距离无功: :有力作用在物体上有力作用在物体上, ,但物体没有移动距离。但物体没有移动距离。垂直无功垂直无功: :有力作用在物体上有力作用在物体上, ,物体也移动了一段距离物体也移动了一段距离, ,但力但力的方向与物体移动方向垂直。的方向与物体移动方向垂直。2.2.计算公式计算公式: :(1)(1)功功:W=Fs=Pt;:W=Fs=Pt;(2)(2)功率功率:P= =Fv(:P= =Fv(以恒定的力做匀速直线运动以恒定的力做匀速直线运动) )。【易错警示【易错警示】(1)(1)利用公式进行计算时利用公式进行计算时,

26、,各物理量是一一对应的各物理量是一一对应的, ,并且各物理量的单位都取国际单位。并且各物理量的单位都取国际单位。(2)(2)做功的多少是由功率和时间共同决定的做功的多少是由功率和时间共同决定的, ,功率大的物体不一功率大的物体不一定做功多。定做功多。Wt【拓展延伸【拓展延伸】功的原理功的原理: :使用任何机械都不省功。省力的机械使用任何机械都不省功。省力的机械必定费距离必定费距离, ,省距离的机械必定费力省距离的机械必定费力, ,省力又省距离的机械是不省力又省距离的机械是不存在的存在的, ,但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离但是使用机械可以省力、改变动力的方向或者省距离, ,给人们

27、带来方便。这是人们使用机械的目的。功的原理适用于给人们带来方便。这是人们使用机械的目的。功的原理适用于任何机械。任何机械。【典例【典例3 3】(2013(2013无锡中考无锡中考) )木块在大小为木块在大小为5N5N的水平拉力作用的水平拉力作用下下,10s,10s内在水平面上沿拉力方向前进内在水平面上沿拉力方向前进2m,2m,拉力做功为拉力做功为J,J,功率为功率为W,W,若木块重若木块重15N,15N,在此过程中重力对木块做功为在此过程中重力对木块做功为J J。【思路导引思路导引】解答本题要注意以下两个关键点解答本题要注意以下两个关键点: :【精讲精析【精讲精析】本题考查功和功率的计算。在水

28、平方向上木块受本题考查功和功率的计算。在水平方向上木块受到了拉力并且移动了一段距离到了拉力并且移动了一段距离, ,水平拉力做功水平拉力做功W=Fs=5NW=Fs=5N2m=10J,2m=10J,其功率其功率P= =1WP= =1W。重力的方向竖直向下。重力的方向竖直向下, ,木块在竖直方向木块在竖直方向上没有移动距离上没有移动距离, ,故重力做功为故重力做功为0 0。答案：答案：10101 10 0W10 Jt10 s【方法归纳【方法归纳】判断是否做功的三个步骤判断是否做功的三个步骤(1)(1)物体是否受到力的作用物体是否受到力的作用, ,不受力的物体不做功。不受力的物体不做功。(2)(2)物

29、体是否运动物体是否运动, ,不运动的物体也不做功。不运动的物体也不做功。(3)(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系判断物体受力的方向和运动方向的关系, ,若二者方向垂直若二者方向垂直, ,则不做功则不做功; ;若二者方向不垂直若二者方向不垂直, ,则做功。则做功。【变式训练【变式训练】(2012(2012内江中考内江中考) )如图所示如图所示, ,以下所列举的几个以下所列举的几个力中力中, ,没有对物体做功的是没有对物体做功的是( () )【解析【解析】选选D D。本题考查判断力是否做功的方法。物理学中的。本题考查判断力是否做功的方法。物理学中的功包含两个必要因素功包含两个必要因素, ,一

30、是作用在物体上的力一是作用在物体上的力; ;二是物体在力的二是物体在力的方向上运动一段距离。由题图可知方向上运动一段距离。由题图可知, ,杠铃静止时受到了运动员杠铃静止时受到了运动员的支持力的支持力, ,但在支持力的方向上没有移动距离但在支持力的方向上没有移动距离, ,故故D D选项中支持选项中支持力没有对杠铃做功。力没有对杠铃做功。1.1.物理意义物理意义: :机械效率是有用功在总功中所占比例的多少机械效率是有用功在总功中所占比例的多少, ,是一是一个比值个比值, ,是一个无单位的物理量是一个无单位的物理量, ,描述机械的工作性能。描述机械的工作性能。高频考点高频考点4 4正确理解机械效率正

31、确理解机械效率中考题眼中考题眼计算机械效率计算机械效率求有用功、总功求有用功、总功影响机械效率的因素影响机械效率的因素2.2.滑轮组与斜面的机械效率滑轮组与斜面的机械效率: :机械机械有用功有用功总功总功机械效率机械效率用滑轮组提用滑轮组提升物体升物体W W有有=Gh=GhG G是物重是物重,h,h是物是物体上升的高度体上升的高度W W总总=Fs=FsF F是拉力是拉力, ,s s是绳子移动是绳子移动的距离的距离= = 100%100%= = 100%(n100%(n为绳子段数为绳子段数) )用滑轮组在用滑轮组在水平面上拉水平面上拉物体物体W W有有=f=fs sf f是摩擦力是摩擦力,s,s

32、是物体移动的距是物体移动的距离离W W总总=Fs=FsF F是拉力是拉力,s,s是是绳子移动的距绳子移动的距离离= = 100%100%= = 100%100%斜面斜面W W有有=Gh=GhG G是物重是物重,h,h是斜是斜面的高度面的高度W W总总=F=FlF F是拉力是拉力, ,l是是斜面的长度斜面的长度= = 100%100%= = 100%100%WW有总GFnWW有总fFnWW有总GhFl3.3.提高机械效率的方法提高机械效率的方法: :根据公式根据公式= = 100%= 100%= 100%100%分析利用滑轮组提升分析利用滑轮组提升重物时重物时, ,如何提高滑轮组的机械效率如何提

33、高滑轮组的机械效率: :(1)(1)当有用功当有用功(W(W有有) )一定时一定时, ,额外功额外功(W(W额外额外) )越小越小, ,则机械效率则机械效率()()越大。因此越大。因此, ,设法减小额外功可以提高机械效率设法减小额外功可以提高机械效率, ,如减轻动滑轮如减轻动滑轮重重, ,加润滑油以减小摩擦加润滑油以减小摩擦, ,用轻质材料制作机械用轻质材料制作机械, ,都可以不同程都可以不同程度地减小额外功。度地减小额外功。(2)(2)当额外功当额外功(W(W额外额外) )一定时一定时, ,有用功有用功(W(W有有) )越大越大, ,机械效率机械效率()()越越大。因此大。因此, ,增大有用

34、功可以提高机械效率增大有用功可以提高机械效率, ,如增加提升的物重。如增加提升的物重。WW有总WWW有有额外【易错警示【易错警示】(1)(1)使用机械时使用机械时, ,机械效率与所做有用功或者总功机械效率与所做有用功或者总功的多少无关的多少无关, ,它表示有用功占总功的百分比它表示有用功占总功的百分比; ;(2)(2)机械效率与机械是否省力无关机械效率与机械是否省力无关; ;(3)(3)机械效率与功率无关机械效率与功率无关, ,其中一个发生变化时其中一个发生变化时, ,另一个不一定另一个不一定改变。改变。【典例【典例4 4】(2013(2013梅州中考梅州中考) )小林用如图所示的滑轮组在小林

35、用如图所示的滑轮组在20s20s的的时间内把重为时间内把重为120N120N的重物匀速提升了的重物匀速提升了6m,6m,拉力所做的功为拉力所做的功为960J960J。求求: :(1)(1)小林所做的有用功功率小林所做的有用功功率; ;(2)(2)滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率; ;(3)(3)拉力的大小。拉力的大小。【思路导引思路导引】解答本题需明确以下关系式和公式解答本题需明确以下关系式和公式: :(1)(1)绳端移动距离绳端移动距离s s与重物上升高度与重物上升高度h h的关系的关系:s=2h:s=2h。(2)(2)功率功率:P= :P= 。(3)(3)有用功有用功:W:W有有=Gh=G

36、h; ;总功总功:W:W总总=Fs=Fs。(4)(4)机械效率机械效率:= := 100%100%。WtWW有总【精讲精析【精讲精析】(1)(1)小林所做的有用功小林所做的有用功W W有有=Gh=Gh=120N=120N6m=720J6m=720J有用功功率有用功功率P P有有= =36W= =36W(2)(2)滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率=(3)(3)绳端移动的距离绳端移动的距离s=2h=2s=2h=26m=12m6m=12m由由W=FsW=Fs得拉力得拉力F=F=答案：答案：(1)36W(1)36W(2)75%(2)75%(3)80N(3)80NW720 Jt20 s有W720 J10

37、0%100%75%W960 J有总W960 J80 Ns12 m总(2012(2012广安中考广安中考) )如图所示如图所示, ,将质量为将质量为100kg100kg的木箱的木箱, ,用一平行用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5m5m、高、高1.6m,1.6m,在此过程斜面的机械效率为在此过程斜面的机械效率为80%80%。则拉力做的功为。则拉力做的功为J J。拉力所做的额外功为拉力所做的额外功为J J。(g=10N/kg)(g=10N/kg)【解析【解析】本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量本题考查斜面机械效率的有关计算。

38、根据木箱的质量可以求出木箱的重力可以求出木箱的重力G=mg=100kgG=mg=100kg10N/kg=1 000N;10N/kg=1 000N;克服木箱重克服木箱重力所做的功就是有用功力所做的功就是有用功,W,W有有=Gh=Gh=1 000N=1 000N1.6m=1 600J;1.6m=1 600J;拉力拉力F F所所做的总功是做的总功是W W总总= =2 000J,= =2 000J,所以拉力所做的额外功是所以拉力所做的额外功是W W额额=W=W总总-W-W有有=2 000J-1 600J=400J=2 000J-1 600J=400J。答案：答案：2 0002 000400400W1

39、600 J80%有1.1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转化时转化时, ,关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。具体转化过程如下具体转化过程如下: :高频考点高频考点5 5机械能及其转化机械能及其转化中考题眼中考题眼动能、势能大小的变化动能、势能大小的变化动能与势能的转化动能与势能的转化2.2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如, ,划过夜划过夜空的流星克服空气摩擦做功空的流星克服空气摩擦做功, ,机械能转化成内能

40、机械能转化成内能; ;内燃机在做功内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。冲程中将内能转化为机械能。3.3.机械能守恒机械能守恒: :物体的动能和势能在相互转化过程中物体的动能和势能在相互转化过程中, ,如果机械如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化能没有与其他形式的能之间发生转化, ,即只有动能和势能的转即只有动能和势能的转化化, ,机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等, ,机械能的总量机械能的总量变小变小, ,这是因为部分机械能转化成其他形式的能。这是因为部分机械能转化成其他形式的能。【拓展延伸【拓展延伸】功与能的关系功与能的关系: :具有能量的物体

41、有做功的本领具有能量的物体有做功的本领, ,但但物体不一定做功。功是一个过程量物体不一定做功。功是一个过程量, ,物体对外做功物体对外做功, ,它的能量会它的能量会减少减少; ;外界对物体做功外界对物体做功, ,它的能量会增加。物体只有通过做功才它的能量会增加。物体只有通过做功才能实现能量的转化能实现能量的转化, ,功是能量转化多少的量度。功是能量转化多少的量度。【典例【典例5 5】( (多选多选)(2013)(2013潍坊中考潍坊中考) )如图所示是某建筑工地用如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向

42、匀速上升向匀速上升, ,再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力, ,则货物在匀速上升过程中则货物在匀速上升过程中( () )A.A.重力势能增加重力势能增加, ,动能减少动能减少B.B.重力势能增加重力势能增加, ,机械能增加机械能增加C.C.动能不变动能不变, ,机械能增加机械能增加D.D.动能减少动能减少, ,机械能减少机械能减少【思路导引【思路导引】解答本题的思路如下解答本题的思路如下: :【精讲精析【精讲精析】选选B B、C C。本题考查动能、重力势能以及机械能大。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大小变化的判断。质量越

43、大, ,速度越大速度越大, ,物体的动能就越大物体的动能就越大; ;质量质量越大越大, ,高度越高高度越高, ,物体的重力势能就越大。本题中物体的重力势能就越大。本题中, ,货物的质量货物的质量不变不变, ,在匀速上升过程中在匀速上升过程中, ,货物的速度不变货物的速度不变, ,所以动能不变所以动能不变, ,而高而高度增加度增加, ,所以货物的重力势能在增加所以货物的重力势能在增加, ,又因为机械能为动能和重又因为机械能为动能和重力势能之和力势能之和, ,所以机械能增加所以机械能增加, ,故故B B、C C选项正确。选项正确。1.1.实验器材实验器材: :杠杆、支架、钩码。杠杆、支架、钩码。2

44、.2.实验设计实验设计: :(1)(1)调平调平: :在挂钩码前在挂钩码前, ,调节杠杆两端的调节杠杆两端的_,_,使杠杆在使杠杆在_位置平衡。位置平衡。(2)(2)在杠杆上悬挂钩码在杠杆上悬挂钩码, ,改变钩码的个数及其位置改变钩码的个数及其位置, ,使杠杆在水使杠杆在水平位置平衡平位置平衡, ,多做几次实验多做几次实验, ,记录动力、动力臂、阻力、阻力臂。记录动力、动力臂、阻力、阻力臂。实验探究实验探究1 1杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件考查角度考查角度调节杠杆平衡的方法及原因调节杠杆平衡的方法及原因分析数据得出结分析数据得出结论论对实验过程的评估对实验过程的评估平衡螺母平衡螺母水平水平3.

45、3.分析与论证分析与论证: :杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:_:_。4.4.问题探究问题探究: :(1)(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡为什么要调节杠杆在水平位置平衡? ?提示：提示：为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小为了便于直接从杠杆上测出力臂的大小, ,如图所示如图所示; ;同时同时可以使杠杆的重心落在支点处可以使杠杆的重心落在支点处, ,避免杠杆的重力对平衡产生影避免杠杆的重力对平衡产生影响。响。动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力阻力臂臂(2)(2)实验时为什么要做多次实验、收集多组数据实验时为什么要做多次实验、收集多组数据? ?提示：提示：只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶

46、然性只根据一组实验数据分析得出的结论具有偶然性, ,为了为了得到普遍性结论得到普遍性结论, ,使结论更具有说服力使结论更具有说服力, ,应测量多组数据进行分应测量多组数据进行分析总结。析总结。【易错警示【易错警示】(1)(1)该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的该杠杆的动力和阻力是可以任意规定的, ,力的力的大小等于钩码的重力。大小等于钩码的重力。(2)(2)平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用平衡螺母只能在悬挂钩码前调节杠杆平衡时使用, ,在悬挂钩在悬挂钩码后不可移动平衡螺母。码后不可移动平衡螺母。【典例【典例1 1】(2012(2012南京中考南京中考) )物理实验小组的同学物理实验小

47、组的同学, ,利用如图所利用如图所示的装置示的装置, ,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。条件。(1)(1)如图甲所示如图甲所示, ,为使杠杆在水平位置平衡为使杠杆在水平位置平衡, ,应将右端的平衡螺应将右端的平衡螺母向母向( (选填选填“左左”或或“右右”) )移动。将杠杆调在水平移动。将杠杆调在水平位置平衡是为了方便测量位置平衡是为了方便测量。(2)(2)实验中测得的数据如表所示实验中测得的数据如表所示, ,表格中漏填的数据为表格中漏填的数据为N N。测量测量序号序号动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂l1 1/cm/cm阻力

48、阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂l2 2/cm/cm1 120202 210102 215151.51.520203 35 51515(3)(3)有的同学按现有方案得出如下结论有的同学按现有方案得出如下结论:“:“动力动力支点到动力作支点到动力作用点的距离用点的距离= =阻力阻力支点到阻力作用点的距离支点到阻力作用点的距离”。这个结论与。这个结论与杠杆平衡条件不符杠杆平衡条件不符, ,原因是实验过程中原因是实验过程中( (填字母填字母) )。A.A.没有改变力的大小没有改变力的大小B.B.没有改变力的方向没有改变力的方向C.C.没有改变力的作用点没有改变力的作用点D.D.实验次数较少实验次

49、数较少, ,结论具有偶然性结论具有偶然性【解析【解析】本题考查了杠杆的平衡条件。本题考查了杠杆的平衡条件。(1)(1)由题图可知由题图可知, ,左边重左边重, ,所以应将右端的平衡螺母向右移动。所以应将右端的平衡螺母向右移动。当杠杆水平时当杠杆水平时, ,杠杆与重力的方向垂直杠杆与重力的方向垂直, ,力臂在杠杆上力臂在杠杆上, ,这样容这样容易测量力臂的大小。易测量力臂的大小。(2)(2)由实验由实验可知可知, ,动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂, ,所以空格处所以空格处的数据应为的数据应为1 1。(3)(3)在实验中在实验中, ,既改变了力的大小既改变了力的大小, ,又改变了力

50、臂的大小又改变了力臂的大小, ,并测量并测量了多次了多次, ,所以所以A A、C C、D D错误。力臂的大小与支点到力的作用点的错误。力臂的大小与支点到力的作用点的距离并不一定相等距离并不一定相等, ,力臂的大小是由支点及力的方向决定的力臂的大小是由支点及力的方向决定的, ,当当力的方向发生变化时力的方向发生变化时, ,力臂也会变化力臂也会变化, ,故故B B正确。正确。答案：答案：(1)(1)右力臂右力臂(2)1(2)1(3)B(3)B【延伸探究【延伸探究】结合典例思考以下问题结合典例思考以下问题: :(1)(1)在做完上述实验后在做完上述实验后, ,小强又拿来一个弹簧测力计继续研究。小强又