《初三物理杠杆,滑轮及功,机械效率经典例题附答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初三物理杠杆,滑轮及功,机械效率经典例题附答案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、杠杆与滑轮杠杆与滑轮 教学目的教学目的: 1、巩固杠杆五要素，掌握杠杆平衡条件、巩固杠杆五要素，掌握杠杆平衡条件 2、定滑轮、动滑轮的特点、定滑轮、动滑轮的特点 教学难点：教学难点：1、运用杠杆平衡条件进行相关的计算、运用杠杆平衡条件进行相关的计算 2、理解吊起动滑轮的绳、理解吊起动滑轮的绳 n 的物理意义的物理意义 知识点总结：知识点总结： 1、杠杆五要素：杠杆五要素：支点：杠杆绕着转动的点 动力：使杠杆转动的力 阻力：阻碍杠杆转动的力 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离 2、 杠杆平衡条件杠杆平衡条件(杠杆平衡原理杠杆平衡原理)：动力动力臂=阻力阻力
2、臂，用代数式表示 为 F1 L1=F2L2。式中，F1 表示动力，L1 表示动力臂，F2 表示阻力，L2 表示 阻力臂。 3 3、定定滑滑轮轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（实质是等臂杠杆） 特点：特点： 不能省力，但能改变力方向 动滑轮：动滑轮：工作时，轴随中午一起移动的滑轮叫动滑轮。 （实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆） 特点：特点：可以省力，但不改变力的方向 滑滑轮轮组组：由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起 典型例题解析典型例题解析 杠杆与滑轮：杠杆与滑轮： 例例 1：如图 161（a）所示的杠杆重；不计，O为支点，AO0.2m，当在A点悬 吊一重 6N的物体，绳子的拉力F3N
3、时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力 臂l2，力臂l2为_m （a） （b） 图 161 如图 161（b），画出杠杆OAB示意图，找到支点O，BC为力的作用线，画出 力臂l2 根据杠杆的平衡条件：GOAFl2 代入数值：6N0.2m3Nl2 l220.2 m0.4 m 答案答案 力臂l2如图 161（b），l2为 0.4m 例例 2：杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平静止状态，如图 165（a）杠杆 的自重不计，O为杠杆的支点，FB的方向与OA垂直，则下列关系式中一定正确的是 （ ） AFAOAFBOB BFAOAFBOB C DFA B A F F OB OA OA OBFB
4、（a） （b） 图 162 如图 162（b），画出力FA的力臂为lA，FA和OA的夹角为。根据杠杆的平 衡条件：FAlAFBOB FAOA sinFBOB 从图中看出：090 sin1 要保持杠杆平衡：FAOAFBOB，推得FA OA OBFB 答案答案 D 例例 3：如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的 拉力分别是 F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ） A、F1F2F3 B、F1F2F3 C、F2F1F3 D、 F2 F1 F3 例例 4：如图 169 所示，物体 M 放在水平桌面上，现通过一动滑轮（质量和摩擦不计） 拉着 M 向左匀速运动，此时弹
5、簧测力计（质量可忽略）示数为 10N若在 M 上加放一物 F1 F2 F3 块 m 可保持 M 向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力，则 F （ ） 图 169 AM运动时受到向左的摩擦力 B加放m前，M受到 10N的摩擦力 C加放m前，M受到 20N的摩擦力 D加放m后，力F，保持 10N不变 未加m之前，拉力F与弹簧测力计的示数相同，也为 10 N 用动滑轮匀速拉重物，F，f2F20Nf方向向右C选项是正确的 2 f 加放m后，F ，由于M对地面压力增大，所以摩擦力增大，F也增 2 f 大，F10N 答案答案 C 功与功率功与功率 教学目的教学目的:1.:1.理解功、功率的
6、定义；理解功、功率的定义； 2.2.理解机械效率的定义；理解机械效率的定义； 3.3.掌握增加有用功、提高机械效率的方法；掌握增加有用功、提高机械效率的方法； 教学难点教学难点: :掌握对一个过程做功的计算，做功过程中的机械效率计算掌握对一个过程做功的计算，做功过程中的机械效率计算 知识点总结：知识点总结： 1 1、功功的的定定义义：力与物体在力的方向上通过的距离，公式：w=f*l，单位 J 2 2、功功率率：单位时间内所做的功，公式：P=w/t，单位：瓦特，符号w 3 3、功功：有用功：有目的而做的功 无用功：并非我们的目的但是不 得不做的功 4 4、机机械械效效率率： 有用功与总功的比值
7、例例 5：在下述情况中，若物体重 100N，则力对物体做了多功? （1）物体沿着光滑的水平面匀速前进了 1 m，求推力对物体做的功 （2）物体沿水平面匀速前进了 10m，摩擦力是 20N，求拉力做的功 （3）物体沿光滑斜面滑下，斜面高 1 m，长 2m，如图l610 所示，求重力对物体 做的功 （4）如图 1610，物体从斜面上滑下，求支持力对物体做的功 图 1610 精析精析 初中阶段研究力做功，主要指下列几种情况： 第一种：力和物体运动方向一致，称为力对物体做功 第二种：力和物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功如向上抛出某个物体， 重力方向向下，物体运动方向向上，可以称为克服重力做了功
8、 第三种：当某个力和运动方向垂直，则这个力对物体做的功为零 解解 （1）水平面光滑，认为摩擦力为零物体匀速前进，推力也为零这时W0 （2）物体匀速直线运动，推力Ff（摩擦力）20N，s10m，所以： W20N10m200J （3）物体沿重力方向移动的距离为h，重力做的功WGh100N1m100J （4）如图 1410，物体沿斜面运动，支持力方向与运动方向垂直，物体沿支持力 方向没有移动，W0 答案答案 （1）W0 （2）W200 J （3）W100 J （4）W0 例例 6：利用图 163 中的滑轮组提升重物A（物体A重 1600 N），滑轮组的机械效 率为 80%，当物体匀速提升时，作用在绳
9、端的拉力F为_N，如果增大物重，此滑 轮组的机械效率（选填“变大”、“变小”或“不变”） 图 163 精析精析 考查力、功和机械效率之间的关系 解解 已知：G1600N，机械效率80% 设提升时，物体上升h 根据图，拉力上升高度为 S4h F500N 总 有 W W hF Gh 44 G 8 . 04 1600 N 分析物重对机械效率的影响 总 有 W W 额有 有 WW W 有 额 W W 1 1 Gh W额 1 1 若h、W额不变，G增大，提高 答案答案 500N，变大 例例 7：图 164 所示滑轮组匀速提升物体已知物重G240N，拉力F100N，该 滑轮组的机械效率是_ 图 164 精
10、析精析 此题主要考查是否会计算滑轮组的有用功、总功和机械效率 解解 有用功：W有Gh240Nh h为物体被提升的高度 总功：W总FsF3h100N3h s为拉力移动的距离 注意：有 3 根绳子连在动滑轮上，则s3h 机械效率：80% 总 有 W W hN hN 3100 240 300 240 错解错解 有的学生忽略了距离关系，认为总功：W总Fh100Nh按照这个分析， 求得100%，结果与实际情况不符 W总W有W额，由于额处功的存在，W有一定小于W总，一定100% 答案答案 80% 例例 8：用动滑轮将 400N的货物以 0.5m/s的速度匀速提高了 2m，绳端的作用力是 250N，则有用功
11、的功率是_W 解解 有用功率的概念：P有Gv其中G为物体重，v为物体上升速 t W有 t Gh 度 P有Gv400N0.5m/s200W 扩展：如果求总功率，则有： P总Fv t W总 t Fs v为拉力F提升速度 在此题中，一个动滑轮：s2h，所以v2v1m/s P总Fv250N1m/s250W 通过P有和P总，还可以求出这个动滑轮的机械效率 答案答案 200W 例例 9：如图 165，均匀杠杆下面分别挂有若干个相同的铁块，每小格距离相等，支 点在O，此时杠杆已处于平衡状态问：当下面几种情况发生后，杠杆能否再次平衡? （1）两边各减去一个铁块； （2）将两侧铁块向支点方向移一个格； （3）将
12、两边各一个铁块浸没于水中； （4）将两侧所有铁块分别浸没于水中； （5）左侧有两个铁块浸没于煤油中，右侧有一个铁块浸没于水中(煤油密度 油 0.8103kg/m3) 图 165 精析精析 对于一个已经平衡的杠杆来说，当某个力或力臂发生变化时，若变化的力变 化的力臂仍相等，则杠杆仍保持平否则，就失去平衡 解解 （1）设一个铁块重G，一个格长度为l，当两侧各减去一个铁块时，对于左端， 力力臂的变化G3l，对于右端，力力臂的变化G4l，可见右端“力力臂”减 少的多，因而杠杆右端上升，左端下沉，杠杆不再平衡 （2）所设与（1）相同， 左侧：力力臂的变化4Gl 右侧：力力臂的变化3Gl 左端力力臂的变化
13、大，减少的力力臂大，因此杠杆左端上升，右端下沉，杠杆不 再平衡 （3）当两边各有一个铁块浸没于水中时，设一个铁块受的浮力为 F浮，两侧的铁块 受的浮力是相同的 对于左端：“力力臂”的变化F浮3l 对于右端：“力力臂”的变化F浮4l 比较两端变化，右端变化大，因为所受浮力方向是向上的，因而杠杆右端上升，左端 下沉 （4）题目所设与（3）相同， 对于左端：“力力臂”的变化4F浮3l12F浮l 对于右端：“力力臂”的变化3F浮4l12F浮l 比较两端变化是一样的，因而杠杆仍保持平衡 （5）左侧两个铁块浸没于煤油中，设一个铁块体积为 V，则两个铁块受的浮力为： F1 油g2V2油gV，右侧一个铁块浸没
14、于水中，铁块受的浮力F2水g V 左侧：“力力臂”的变化Fl3l6 油gVl 右侧：“力力臂”的变化F24l4 油gVl 将 油、水代入比较得： 左侧“力力臂”的变化大，因为所受浮力方向是向上的，因而杠杆左端上升，右端 下沉 答案答案 （1）杠杆失去平衡，左端下沉； （2）杠杆失去平衡，右端下沉； （3）杠杆失去平衡，左端下沉； （4）杠杆仍保持平衡 （5）杠杆失去平衡，右端下沉 例例 10：如图 166，在一轻杆AB的B处挂一重为 89N的物体，把物体浸没在水中， 在A点作用 19.75N的向下的力，杠杆可以平衡，已知：OAOB41，求物体的密 度（g 取 10N/kg） 精析精析 在杠杆知
15、识和浮力知识结合，仍以杠杆平衡条件列出方程，只是在分析B端受 力时，考虑到浮力就可以了 解解 已知重力G89N 以O为支点，杠杆平衡时有： FAOAFBOB FBFA19.75N79N OB OA 1 4 物体所受浮力F浮GFB89N79N10N V排1103m3 g F 水 浮 kg/N10m/kg100 . 1 N10 33 V物V排 m8.9kg g G kg/N10 N89 物体密度： 8.9103kg/m3 物 V m 33m 101 kg9 . 8 答案答案 8.9103kg/m3 图 166 例例 11：一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点挂一重物G，在杆的另一端施加 一个方向
