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1、初中物理功与机械知识点及检测题一、杠杆1、 定义： 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、 五要素组成杠杆示意图。l 1l2O支点： 杠杆绕着转动的点 。用字母 O 表示。动力： 使杠杆转动的力 。用字母 F1 表示。F1F2阻力： 阻碍杠杆转动的力。用字母F2 表示。说明动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上 。动力、阻力的方向不一定相反 ，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂： 从支点到动力作用线的距离。用字母l1 表示。阻力臂： 从支点到阻力作用线的距离。用字母l2 表示。3、画力臂方
2、法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 找支点O；延长力的作用线（虚线）；画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）；标力臂研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指： 杠杆水平静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂阻力×阻力臂 。写成公式F1l 1=F 2l2也可写成： F 1 / F 2=l2 / l1解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小， 必须使动力臂最大 ，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点
3、到支点的距离最远； 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用：名称结 构应用举例特 点特 征动力臂省力、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角省力大于费距离锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀杠杆阻力臂动力臂费力、缝纫机踏板、起重臂费力小于省距离人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆杠杆阻力臂动力臂不省力等臂天平，定滑轮等于阻不费力杠杆力臂说明： 应根据实际来选择杠杆， 当需要较大的力才能解决问题时，应选择 省力杠杆 ，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆 。二、滑轮1、定滑轮：定义： 中间的轴固定不动的滑轮 。实质：定滑轮的实质是：等臂杠l2l1杆特点：使用定滑轮 不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定F
4、2F1滑轮 (不计轮轴间摩擦 ）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度 vF) = 重物移动的距离 SG(或速度 vG )2、 动滑轮：F1定义： 和重物一起移动的滑轮 。（可上下移动，也可左右移动）l 1实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。l2F2特点：使用动滑轮能 省一半的力，但不能改变动力的方向。a) 理想的动滑轮（ 不计轴间摩擦和动滑轮重力 ）则：b)F=G/ 2 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F=c)绳子自由端移动距离是2 倍重物移动的距离(G 物+G 动 )/2;S(或 vF)=2 h( 或vG)3、 滑轮组定义： 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点： 使用滑轮组既能省
5、力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/ n。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G 物 +G 动)/n 绳子自由端移动距离是n 倍的重物移动的距离SF( 或vF)=nh G (或 vG )组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物 +G 动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。二、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：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。2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固： 某同学踢足球，球离脚后飞出10m 远，足球飞出 10m 的过程中 人不做功
6、。（ 原因是足球靠惯性飞出）。3、力学里规定： 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式： W=FS4、功的单位： 焦耳， 1J= 1N · m 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦”（牛·米= 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。三、功率：1、定义： 单位时间里完成的功2、物理意义： 表示做功快慢的物理量。P=Wt3、公式：=Fv4、单位：主单位W常用单位 kW mW马力换算： 1kW=
7、10 3W1mW=10 6 W1 马力 =735W某小轿车功率66kW，它表示： 小轿车 s 内做功 66000J5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。五、功的原理：1、内容： 使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2、说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离 ，要省距离必须 费力 ，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，
8、但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力 、或者可以省距离 、也可以 改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械 （忽略摩擦和机械本身的重力） 理想机械： 使用机械时，人们所做的功（ FS） = 直接用手对重物所做的功 （ Gh）3、应用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理 ；理想斜面公式：FL=Gh其中： F：沿斜面方向的推力；L ：斜面长 ；G：物重 ； h：斜面高度 。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则： FL=fL+Gh ；这样 F 做功就大于直接对物体做功Gh 。六、机械效率：、有用功：定义：对人们有用的功。公式： W 有用 Gh（提升重物）=W 总 W
9、 额 =W 总斜面： W 有用 = Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式： W 额 = W 总 W 有用 =G 动 h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面： W 额 =f L3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式： W 总=W 有用 W 额 =FS= W 有用 斜面： W 总= fL+Gh=FL4、机械效率：定义： 有用功跟总功的比值 。公式：W 有用斜 面： =W 总定滑轮： =GhFLGhGhG动滑轮：=FSFhF =Gh=Gh=GFSF2h滑轮组2F =Gh=Gh=GFSFnhnF 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率
10、为60%表示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量：WGh=有用原理：W 总 =FS应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力 F、绳的自由端移动的距离S器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B 提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法 和重物提升高度不影响滑轮机械效率。1机械效率是 _功跟 _功的比值，公式 =_由于 _
11、总是存在的，所以机械效率总_12用一个动滑轮把重为1000 N 的物体提高2 m，所用的力是550 N，则有用功为_J，总功为 _J，这个滑轮组的机械效率为_，动滑轮的重力_N（不计绳重及摩擦）3如图 1 所示，用此装置拉一重为100 N 的重物 ，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦，所需拉力为8 N，则物体与地面间的摩擦力为_N。实际此装置的机械效率为80%，欲使物体以0.6 m/s 的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_N，拉力在5 s内做的功 为 _J。图 14关于机械效率，下列说法正确的是AB 使用机械可以省力C 没有摩擦时，机械效率一定等于100%D5用动滑轮、定滑轮、滑
12、轮组分别提升一重物，在不计摩擦的情况下，机械效率最高的机械是 A. 动滑轮B.C.定滑轮D.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较A. 总功不变，有用功增加了B.C.有用功不变，总功减小了D.7用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是A.80N，80JB.80 N ， 160JC.40 N ， 160 JD.40 N ， 80J8起重机在 1 min 内能把 5.0 × 104N 的物体匀速提高30 m，它的机械效率是60%，在1 min 内，起重机所做的有用功为多少 J？所做的总功为多少J？总功率是多少W？9如图 2 所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40 kg，袋子和动滑轮共重 100 N求：工人匀速拉动绳子时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此图 2图 310如图 3 所示，用力 F 拉 400 N 的物 体在水平地面上做匀速直线运动，重物以 10 cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2 倍，若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，则（1）弹簧秤的示数为多大？拉力的功率为多大？（ 2）若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32 N，则滑轮组的机械效率为多大？