苏教版九年级物理《简单机械和功》知识点.pdf

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1、1 学腾教育物理学科教案 学生姓名：班主任姓名：授课教师：授课日期： 课题简单机械和功知识点汇总 教学内容 杠杆 题型一、杠杆中力或力臂的作图 画力臂的步骤： 1、找支点； 2、画力的作用线，虚线延长； 3、从支点 O 向力的作用线做垂线（虚线） ，画出垂足； 4、画括号，标符号。 画力的步骤： 1、找力臂； 2、过力臂的端点（非支点）画垂线，延长与杠杆相交； 3、判断力的方向，标符号； 例题： 1、在下图中，画出各力的力臂. 2、如图 1212 所示，杠杆的B 端挂一重物，在A点施加一个最小的力，使杠杆平衡在图中所示的位置上，试画出这 个力的示意图 . 3、如图甲是一种常见的活塞式抽水机示意

2、图，请在图中画出手柄所受动力F1 的力臂及阻力F2。 4、在乙图中，画出动力的力臂l1 和阻力的力臂l2 示意图 5、如图丙所示，杠杆AO 在力 F1、F2 的作用下处于静止状态L2 是力 F2 的力臂，在图中画出力F2。 6、如图丁所示，曲杆AOBC 自重不计， B 为支点， AO=60cm ，OB=40cm ，BC=30cm ，要使曲杆在图示位置平衡，请 作出最小的力F 的示意图及其力臂L。 图甲图乙图丙图丁 2 题型二、探究杠杆的平衡条件的实验 （1） 杠杆平衡：静止或匀速转动叫做杠杆平衡； （2） 支点处于杠杆的中间：消除自重对实验的影响； （3） 调节平衡螺母的目的：方便读取力臂大小

3、； （4） 如何让调节平衡螺母：左高左调，右高右调； （5） 多次实验的目的：为了获得较多的数据，从中归纳总结出一般可靠的规律。 （6） 做实验时，若弹簧测力计由竖直方向拉杠杆变成倾斜拉，那么会使测力计示数变大； （7） 实验的结论：动力动力臂=阻力阻力臂 例题： 1、在“探究杠杆的平衡条件”实验中： 先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在位置平衡， 这样做是为了； 如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向调节。 实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是： _ 。 2、如图中，杠杆刚好平衡，若要使A 端下降， B 端上升，可采用的办法是： （

4、每个钩码的质量 相同） ( ) A两边各减少一个钩码 B两边各增加一个钩码 C两边都向左移动相同距离 D两边都向内侧移动相同距离 3、如图所示，甲、乙、丙三个相同的杠杆，所挂的物体受到的重力均为G，它们分别在方向如图所示的力F1、F2、 F3作用下处于平衡状态，那么 ( ) AF1=F2=F3 BF1F2F3 DF2F3F1 4、某同学做探究杠杆平衡条件的实验 实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在位置平衡；通过多次实验，该同学得到 了杠杆的平衡条件。 实验中， 在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N 的钩码， 用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平 平衡，如图

5、所示，测力计的示数是 N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计 的示数将（选填“变大”/ “不变” / “变小”） 。 题型三、三类杠杆 1 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，平衡时，动力小于阻力。 使用省力杠杆时，可以省力，但要费距离。 2费力杠杆：动力臂小于阻力臂，平衡时，动力大于阻力。 3 使用费力杠杆时，费力，但可以省距离。 3等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，平衡时，动力等于阻力。 使用等臂杠杆时，不省力，省距离。 例题： 1、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是 A羊角锤B筷子C开瓶器D 独轮车 2、筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时，筷子属于(

6、 ) A费力杠杆，但省距离 B省力杠杆，且省距离 C省力杠杆，但费距离 D等臂杠杆，即不省力也不费力 题型四、最小力和动态分析 （1）平衡条件： F 1l1=F2 l 2 （2）画最小力步骤 找支点和力的作用点（杠杆上离支点最远的点）； 连接支点和作用点（虚线）为最大力臂； 过作用点作最大力臂的垂线，该线为最小力； 判断力的方向，标符号 例题： 1、如图所示，轻质杠杆支点为O，在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码，每一个钩码的质量相等，杠杆恰好在水平 位置平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将（） A仍保持平衡并静止 B不平衡，向顺时针方向转动 C不平衡，向逆时针方向转动 D仍保持平衡，但要转动

7、2、如下右图所示，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) 5、如图所示， O为杠杆 AC的支点，在B处挂一小球， AO OB BC ，为使杠杆在水平位置平 衡， （ 1 ）画出施加在杠杆A点上最小动力FA的力臂 LA，并标出FA的方向 （ 2）画出施加在杠杆B点上最小动力FB的力臂 LB，并标出FB的方向 （ 3）画出施加在杠杆C点上最小动力FC的力臂 LC，并标出FC的方向 （ 4）FA 、 FB 、FC 中哪个最小？ 6、如图所示是列车上常用的手推手，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物

8、，当车的前轮遇到障碍物A 时， 售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆。若手推车和货物总重为200 N，动力臂和阻力臂之比为2：3，则售货 员作用在把手上的动力为_N；当后轮遇到障碍物A 时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是_(A/B/C) B C A O 4 点，这种情况下，手推车可以视为_杠杆（省力费力） 。 7、如图所示，轻质杠杆OA 中点悬挂重为60 N 的物体，在A 端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力 F 的大小是 _。保持 F 的方向不变，将杠杆从A 位置匀速提升到B 位置的过程中，力F 将_（变大变小 不变）。 滑轮 题型一、定滑轮、动滑轮和滑轮组省力情况的判断

9、定滑轮的实质是等臂杠杆，动滑轮的实质是省力杠杆； （1）绳子自由端移动的距离S与物体上升的高度h 之间的关系：S=nh （2）绳子自由端移动的速度V与物体上升的速度V物之间的关系：V=nV物 例题： 1、如图是用定滑轮匀速提起重物的三种拉法，所用的拉力分别以F1、F2、F3表示，下列说法中正确 的是（） A. 拉力 F1最小 B. 拉力 F2最小 C. 拉力 F3最小 D. 三种拉法所用拉力一样大 2、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆 形钢管的截面） 。其中最省力的方案是（） 3、工人通过如图所示的装置将物体A 匀速从水中提起

10、，已知物体A 重为 140 N，工人自 重 600 N，此时他对地面的压力是550 N不计水对物体的阻力、绳与滑轮之间的摩擦，以 及滑轮和绳子的重力，则物体A 所受水的浮力为_N 4、如图所示装置中，A 物体重 100 N，B 物体重 10 N，在 B 物体作用下， A 物体在水平面 上做匀速直线运动（不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦）问： (1)A 物体受到的摩擦力多大？ (2)如果在 A 物体上加一个水平向左的拉力，使 B 物体以 0.5 m/s 的速度匀速上升，求 拉力的大小和4s 内 A 物运动的距离 题型二、滑轮竖直和水平方向上拉动物体的问题 滑轮 -竖直方向上提升问题 1、如下左图所示

11、，物体A重20N，滑轮重 1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为 _N。地面对物体 A 的支持力 _N. 5 2、如下右图所示，已知物重为G，则各图中的拉力F 各为多少？（滑轮组及摩擦不计） 滑轮 -水平方向上拉动物体 1、在下左图中，物体A 的重力为 G，拉力 F 的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为 f,则人对绳的拉力F 的大小等于（） A、0.5G B.2G C. 0.5f D.2f 2、如上右图所示，若拉力F 900 牛顿，物体A 重 1500 牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3 米，则沿水平方向匀速拉动物体A 前进时，物体A 与

12、地面间摩擦力是_牛顿，物体A 移动 _米。 题型三、滑轮组的应用及绕绳方法 确定绕绳的有效段数。用 拉 物 动 F GG 计算后取整数值n 为绳子的有效段数； 确定动力方向：题中有方向规定、没有方向就按照“奇动偶定”的原则绕绳。 确定滑轮个数： 若不需要改变施力方向，则需要（n-1 ）个滑轮， n 为偶数时需要动滑轮比定滑轮多一个，n 为奇数时，动。定各一半。 若需要改变施力方向，则需要n 个滑轮， n 为偶数时，动、定滑轮各一半，n 为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。 例题： 1、由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，站在地面上的人用力向下拉绳子，提起重为1000 N 的物体 (1)请你画出滑

13、轮组的绕线 (2)不计摩擦和滑轮的重，所用的拉力F 是多大？ (3)若实际所用拉力为260 N，则动滑轮的总重为多少？ (4)物体升高1m 时，绳子自由端移动的距离是多少？ 2、站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮组绳子 的绕法 。 6 题型四、探究动滑轮和滑轮组的特点 例题： 1、如图是小海“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持 测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示： 请你分析： （1）比较测力计示数大小可知：使用动滑轮的好处是； （2）比较测力计拉力的方向可知：使用定滑轮的好处是； （3）把钩码升高相同高度，比较乙和丙测力计移动的距离可知

14、：使用动滑轮； （4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择。 2、如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C 的示数分别为FA、FB、FC，如果FC 2 N，则 FA、 FB 的示数是( ) AFA6 N、FB6 N BFA4 N、FB4 N CFA4 N、FB6 N DFA6 N、FB4 N 功 题型一、做功的两个必要条件的理解 一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离 判断一个力是否对物体做功，关键看在物体是否在该力的方向上通过一段距离。 例题： 1、如图所示的四种情景中，人对物体做功的是：（） 2、以下几种情况中，力对物体做功的有

15、( ) A人用力提杠铃，没有提起来 B沿着斜面把汽油桶推上车厢 C用力提着水桶水平移动2m，水桶离地面高度不变 D物体在光滑水平面上匀速前进2 m 钩码重 G/N 钩码升高 高度 h/m 测力计示 数 F/N 测力计移动 距离 S/m 甲0.98 0.2 0.98 0.2 乙0.98 0.2 1.02 0.2 丙0.98 0.2 0.55 0.4 把箱子搬起来 司机推车未动 背着书包在水平 路面匀速行走 足球离开脚，在草 地上滚动的过程中 A B C D 7 题型二、有关功的计算 运用公式W=Fs 计算力的功时，力F 和距离 s必须符合同体、同时、同向、且都是国际单位。功的单位是J。 例题：

16、1、物体在相同的力F 的作用下沿力的方向移动了距离s，试比较在如图所示的三种情况中力F对物体做功的多少 （） AW1=W2=W3BW1W2W3CW1 W2 P 1P2 CW1 W2P 1=P2DW1 W2P 1P2 题型三、功率的计算 公式 P= t W ，P=Fv，单位是 W ； 例题： 1、小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N，上学路上他骑车以5m/ s 的速度匀速通 过了一段长100m 的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0. 05 倍，则通过该段公路时，小敏同学 蹬车的功率约为（） A150WB300WC1500WD3000W 2、山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆

17、沿着盘山公路向上行驶时可以（） A省力B省功C省时间D省距离 3、假期里小林和爸爸一起去登山，小林用了15min 登上了山顶，爸爸用了20min 登上了山顶，爸爸的体重是小林的 1. 5 倍，则小林与爸爸的登山功率之比为（） A98B89C1 2D2 1 4、做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑 起，肩部上升 0. 4m。某次测试中，他1min内完成 30次俯卧撑。求： （1）俯卧撑中的动力臂、阻力臂。 （2）将身体匀速撑起，双手对地面的压力。 （3）将身体撑起一次所做的功。 （4）该同学在 lmin 内的功率。 机械效率 题型一、机械效率的理解

18、9 有用功：目的做的功；额外功：不得不做的功；总功：动力做的功 例题： 1、下列有关机械效率的概念的叙述中，正确的是（） A做功越多的机械，机械效率一定越高 B 做功快的机械，机械效率一定高 C省力多的机械，机械效率一定高 D 机械效率越大，有用功占总功的比值越大 2、值日时，小明将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（） A对桶做的功是有用功 B对水做的功是有用功 C对水做的功是额外功 D克服自身重力做的功是总功 题型二、探究机械效率的实验 例题： 1、小明在“测滑轮组机械效率”实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实 验，实验数据如下表： 实验 次数 物重 G/N 物体上

19、升的 高度h/cm 测力计的 示数F/N 测力计移动 的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 17 3 6 8 2.5 24 （1）分析表中数据，回答以下问题： 表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是； 第 3 次实验中滑轮组的机械效率是； 滑轮组的机械效率与无关。 （2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。 小红多使用一个滑轮，目的是为了改变； 当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率（选填 “相同”或“不相同” ） ，理由是：。 2、如图是小明 “ 探究斜面的机械效率与倾斜程度关系” 的实验装置， 他在实

20、验时用弹簧测力计拉着重为6 N 的木块分别 沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表。 (1)在第 2 次实验中，拉力所做的额外功是_J，机械效率是_。 (2)小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。你觉得他的结论 _（可靠不可靠） ，理由是 _。 (3)斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是_、 _ 3、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表所示： 10 (1)在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。

21、 (2)第 1 次实验测得的机械效率为_。 （结果保留两位有效数字） (3)分析表中数据可知：第2 次实验是用 _图做的；第4 次实验是用 _图做的。 (a)(b)(c) (4)分析第1、2 次实验数据可知：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3 次实验数据可 知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_。 (5)分析第 3、4 次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_。 4、用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧 测力计。使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 (1)实验中，将杠杆拉至图中

22、虚线位置，测力计的示数F 为_N，钩码总重G 为 10 N，钩码上升高度h 为 01 m，测力计移动距离s 为 03 m，则杠杆的机 械 效 率 为 _ 。 请 写 出 使 用 该 杠 杆 做 额 外 功 的 一 个 原 因 ： _ _； (2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置， 先后将钩码挂在A、 B 两点，测量并计算得到如表所示的两组数据： 次数 钩码 悬挂点 钩码总量 G/N 钩码移动距离 h/m 拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 机械效率 % 1 A 点1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B 点2.0 0.15 1.2 0.30 83.

23、3 根 据表 中数据，能 否得出“杠 杆的机械效 率与所挂钩 码的重有关 ，钩码越重 其效率越高 ”的结论 ? 答 ： _； 请简要说明理由： （1） _ ； （2）。 题型三、机械效率的计算 用滑轮组提升重物时机械效率的计算 1. 提升重物的目的是克服重力做功，则W有用=G物h 人的拉力为动力，则W总=Fs 2. 相关知识点链接： （1）不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦时：F=(G物+G动)/n W 额外=W总W有用= G动h （2）不计滑轮重、绳重和绳与滑轮之间的摩擦时：F=G物/n W额外=W总W有用 （3）绳子自由端移动的距离s 与物体上升的高度h 的关系： s=nh 绳子自由端移动的速度

24、v 与物体移动的速度v物的关系： v=nv物 例题： 1、在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20 s 的时间把重为120 N 的土从井 中匀速提升5m，拉力做的功W 随时间 t 的变化图象如图乙所示。求： 11 (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的大小； (4)拉力的功率。 斜面问题机械效率的计算 不计物体与斜面之间的摩擦时：FL=G物h 考虑物体与斜面之间的摩擦时：W额外=W总W有用=FL-Gh=fL 例题： 1、如图所示，有一斜面长为L，高为 h，现用力 F 沿斜面把物重为G 的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受 到斜面的摩擦力为f，则下列关于

25、斜面机械效率的表达式正确的是( ) A100% Gh fL B100% () Gh Ff L C100% () Gh Ff L D100% Gh GhfL 杠杆问题机械效率的计算 1. 不考虑杠杆本身的重力时：FL1=FL2 考虑杠杆本身的重力时：W额外=W总W有用 2. 动力下降的距离s 与物体上升的高度h 的关系： s=nh 动力下降的速度v 与物体上升的速度v物的关系： v=nv物 其中： n=L1/L2（L1为动力臂， L2为阻力臂） 例题： 1、用一个杠杆来提升重物，已知动力臂是阻力臂的3 倍，物重为600 牛，手向下压杠杆的动力是210 牛，物体被提升 了 20cm ，求： （1）

26、手压杠杆下降的高度； （2）杠杆的机械效率； （3）人做了多少额外功？ 机器问题机械效率的计算 应用机器将物体提高的目的是克服重力做功，则W有用=G物h 电动机的动力做的功，则W总=P（功率） *t （时间） 电动机所做的额外功为W额外=W总W有用 例题： 1、质量为8t 的某载重汽车，额定功率为240 kW，车上装有12 t 的砂石，汽车先以36 km/h 的速度、 200 kW 的功率， 在平直的路面上匀速行驶了5 min ；然后又以额定功率、用了2 min 的时间，把砂石从山坡脚下送到了60 m 高的坡顶 施工场地，求： (1)汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力； (2)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率