授课教师： 主备教师：胡伟 备课时间：2011.10.30 no:12 教学目标：1、认识杠杆的要素和符号，会画力臂，辨析三种杠杆。
2、知道杠杆的平衡条件，能根据杠杆平衡条件进行简单计算。 3、认识定滑轮、动滑轮的特点及其实质，会分析滑轮组问题。
4、了解功的原理，理解机械效率，会测量某种简单机械的机械效率。 5、识别有用功、额外功和总功。 重点：机械效率的计算、杠杆平衡条件的应用 难点：力臂作图、滑轮组的绕线
一、知识网络
二、基础诊测 （一）杠杆
1．定义：在力的作用下能绕 转动的硬棒称作杠杆。 2．杠杆的五要素是： 、 、 、 、 。
3．杠杆的平衡条件：⑴杠杆的平衡是指杠杆处于 状态。
⑵实验前应调节 ，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是： 。 ⑶杠杆的平衡条件： 。用公式可写成： 。 4．杠杆可分为 杠杆、 杠杆和 杠杆。 （二）滑轮 1．定滑轮：①特点： 。 ②实质： 。
③F移动的距离S和G移动的距离h的关系 。
2．动滑轮：①特点： 。 ②实质： 。
③F移动的距离S是G移动的距离h的 。
3．滑轮组：①特点：即可以 ，又可以改变 。
②省力情况：若不计摩擦和绳重，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是物重的 。 （三）功（W）
1．定义： 。 2．公式：W= 。
3．单位： ，符号是 ，1J＝1N·m
4．做功的两个必要因素：① ② （四）功率（P）
1．意义：引入功率是表示 的物理量。 2．定义： 。 3．公式：p= = 。
4．单位： ，符号是 ，1W =1J/s （五）机械效率（η）
1．有用功： 。额外功： 。总功： 。 2． 和 的比值叫机械效率。
3．计算公式是： 。注意：任何机械的效率都 1。 4．影响机械效率大小的因素有：机械自重及 。
5．滑轮组机械效率的公式是： ；斜面机械效率的公式是 。 （六）功的原理
使用机械时，人们所做的功都不会 不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不 。
三、典例解析
1．杠杆平衡条件的应用 例1 如图1所示，曲杆AOBC自重不记，O为支点，AO=60cm，OD=50cm，OB=30cm，BC=40cm，要使曲杆在水平位置平衡，请作出最小力F的示意图及其力臂，并求出最小力的大小。
2．探究机械的机械效率
例2 如图2所示，小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？”针对这个问题，他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下表：
（1）第三次实验填入表格中的数据：有用功为_______J，总功为________J，机械效率是__________。
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越___________。 （3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：__________。 （4）如果小明还想探究机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变？ 答：_________________________________________ 3．机械效率功率的综合计算
例3 如图3所示，小明同学在“测滑轮组机械效率”的实验中用10s的时间将重6N的物体匀速提升了0．3m，所测拉力F为2．5N，求：（1）有用功为多少？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）拉力F做功的功率是多少。
四、针对练习
1．人们常用的镊子是一种杠杆。如图4所示，用镊子夹取物体时，手压在B处，则支点在 处，它是 杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。
3．学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能改变力的方向，但 （选填“能”或“不能”）省力。
4．起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104
J，额外功是1．6
×104
J，则起重机的总功率是________W，机械效率是________。
2．如图5所示的杠杆中，属于费力杠杆的有 ，属于省力杠杆的有 。
5．一物体质量为18kg，其所受重力为 N。如图6所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N。此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 ，拉力的功率是 W。（取g＝10N/kg）
6．如图7所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到同一高度，使用 滑轮能够省力,使用 滑轮机械效率较高。
7．2008年北京奥运会的宗旨是“绿色”和“人文”。在所有的比赛场馆都为残疾人（特别是乘坐轮椅的）建立了专用通道，为残疾人上下台阶提供了方便。它实际上也就是一种我们所学过的简单机械──斜面；使用它的好处是 。
8．如图8所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上，以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力f=G/10,则物体的重力为 N；在2s内物体移动的距离为 m；拉力F为 N；在2s内物体移动的距离为 m；拉力F为______N；拉力F的功率为 W。（g=10N/kg）
9．一座高达40米的大桥，总长为8350米，其中正桥只有850米，而两侧引桥却长达7500米。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后，他明白了引桥相当于一个斜面。 （1）小明用如图9所示的斜面进行模拟实验，在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度，发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到 （“省力”或“省功”）的作用。
A．杠杆仍保持平衡 B．杠杆的A端向下倾斜 C．杠杆的B端向下倾斜 D．无法判断
（2）一辆总质量为2000千克的汽车以10米／秒的速度匀速通过一侧引桥（长3750米），需要的时间为______秒，所做的有用功为______焦。（g取10牛／千克）
10．在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是（ ） A．铅球出手后，水平方向移动7m，手对铅球做了功B．用30N的水平推力，将重为180N的物体推动9米，推力对物体做了功 C．关闭发动机后，火车仍向前滑行50m，火车的惯性对它做了功 D．小球在光滑的水平面上滚动，支持力对它做了功 11．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的效率越高，做功越多 B．机械的效率越高，做功越快 C．机械的功率越大，做功越多 D．机械的功率越大，做功越快
12．小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W，则他骑车时所受阻力约为（ ） A．2000N B．200N C．20N D．2N 13．处于平衡状态的杠杆，如再加一个力F后，杠杆仍处于平衡，则力F（ ） A．一定在阻力一边 B．一定在动力一边 C．作用线通过支点 D．无法判断
14．张强要抬起一根粗细均匀、重为800N的树干的一端，另一端不离地，他至少用力（ ） A．800N B．600N C．400N D．200N
15．如图10所示的轻质杠杆，AO小于BO。在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（ ）
A．杠杆仍保持平衡 B．杠杆的A端向下倾
斜 C．杠杆的B端向下倾斜 D．无法判断
16．在不计机械自重和摩擦的情况上，用10N的拉力不能提起重20N的物体的简单机械是（ ） A．一个动滑轮 B．一个定滑轮
C．杠杆 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
17．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3：2，则甲与乙（ ）
A．牵引力做功之比为2：3 B．牵引力做功之比为3：2
C．牵引力的功率之比为1：1 D．汽车所受的阻力之比为3：2
19．如图12所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一端拴在地面上，用力F使滑轮匀速上升2m的过程中（滑轮自重不计），则有（ ）
A．重物上1m B．F为40N C．重物上升2m D．F为10N
20．甲、乙两台机器，它们做功之比是4：5，完成这些功所用时间之比是4：3，则甲、乙两台机器功率之比是（ ）
A．3：5 B．5：3 C．4：5 D．4：1
18．在不计绳重和摩擦的情况下，利用如图11所示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做
的功，则（ ）
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙 C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
21．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图13甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验 物重 物体上升的测力计的测力计移动次数 G/N 高度h/cm 示数F/N 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：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ,应改为 ； ②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ；
③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13乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变 ；
②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： 。
22．如图14所示，用滑轮匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端的上升速度为2m/s，（不计绳重和摩擦）求：
（1）作用在绳自由端的拉力多大？
（2）滑轮组的机械效率为多大？
（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？
23．如图15所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0．1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0．5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：
（1）人做的有用功为多大？ （2）人的拉力为多大？ （3）人拉力的功率为多大？
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