一周强化

一、一周知识概述

　　本周我们复习简单机械、功和能共三章的内容。通过复习，①进一步了解常见的机械：杠杆、滑轮、斜面各自的平衡条件，做功特点；②掌握功的原理；③会计算机械效率；④知道能量的各种形式，机械能是一种能量的表现形式，机械能包括动能和势能；⑤了解功和能的关系；⑥掌握功和功率概念的计算。

二、重难点知识讲解与解析

（一）常见的杠杆及其分类：

1、常见的杠杆：

　　①写字的笔；②钓鱼杆；③剪刀；④起子；⑤天平；⑥撬石头用的钢铁，等等。

2、杠杆的分类：

　　①省力杠杆：L1>L2，F1<F2，如起子。

　　②费力杠杆：L1<L2，F1>F2，如钓鱼杆。

　　③等臂杠杆：L1=L2，F1=F2，如天平。

3、滑轮和滑轮组

（1）定滑轮的特点

　　在图乙的实验中，滑轮不动，物体运动的方向与拉力的方向相反，弹簧测力计的示数G′与G相同．像这样滑轮工作时，中间的轴固定不动，这样的滑轮叫定滑轮．定滑轮不能省力但能够改变用力方向．

（2）定滑轮不省力的原因

　　定滑轮之所以不省力，是因为定滑轮实质是动力臂=阻力臂的等臂杠杆(其原理如图所示)．

（3）动滑轮的特点

　　在图中，物体随滑轮一起移动；物体、滑轮、弹簧测力计运动的方向相同，弹簧测力计的示数略大于G．像这样轴和重物一起移动的滑轮叫动滑轮，动滑轮省力一半，但不能改变用力的方向．

（4）动滑轮省力一半的原因

　　动滑轮之所以能省力一半，是因为动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆(原理如图所示)．

（5）滑轮组

　　①由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的装置叫滑轮组．

　　②滑轮组的特点：

　　1°可以省力，也可以改变力的方向．使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体（含动滑轮），提起物体所用的力就是物重的几分之一，即F=G物．

　　2°动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系：使用滑轮组时滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh．（n表示绳子悬挂动滑轮的段数）．

　　③滑轮组的组装

　　1°确定滑轮组承重的绳子段数n的方法：a．采用“分离法”：在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，只查出动滑轮相联系的绳子的段数．b．根据题目给出的已知条件，由公式的关系求得n，有时n的值是一位小数，这时n要取比这个小数稍大且最接近的整数．

　　2°滑轮组的组装方法：按照“奇动偶定”原则：a．当承重绳数n为奇数时，绳子固定端应拴在动滑轮上（即“奇动”）．若不改变力的方向，则需要的动滑轮数=定滑轮数=，若要改变力的方向，则再添加一个定滑轮．b．当承重绳数为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上（即“偶定”）．如不改变用力方向则动滑轮数为个，定滑轮比动滑轮少一个；若要改变力的方向，则定滑轮数应等于动滑轮数．

例1、在棉产区，每年秋天拔去地里的棉秆是农民的一项繁重体力劳动，王刚仿照钳子的结构改制成的一种农具解决了这一问题，如图所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉秆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了．该农具整体可视为杠杆，其支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（ ）

A．转轴、虎口、套管

B．小铲、套管、虎口

C．小铲、虎口、套管

D．虎口、转轴、套管

解析：

　　根据实际情况，小铲应为杠杆固定不动的点，即为支点，虎口是夹住棉杆的点，应为阻力作用点，而套管是人的动力作用点，所以正确的答案选B．

答案：B

例2、如图，滑轮自身重力和摩擦不计，请按题中所给的F与G的关系要求，在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好．

解析：

　　滑轮组的组装方法：按照“奇动偶定”原则：①当承重绳数n为奇数时，绳子固定端应拴在动滑轮上(即“奇动”)．若不改变力的方向，则需要的动滑轮数=定滑轮数=，若要改变力的方向，则再添加一个定滑轮．②当承重绳数为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上(即“偶定”)，如不改变用力方向则动滑轮数为个，定滑轮比动滑轮少一个，若要改变力的方向，则定滑轮数应等于动滑轮数．

答案：如图所示．

（二）使用机械时的机械效率问题

　　机械效率

　　其中W有用：是对人们有用的功（也就是人们要达到的目的）

　　W总：使用机械自由端做的功，等于有用功和额外功之和。

　　W额：使用机械时，不得不做，但对人们没有用的功。它是由机械自身重力和机械间的摩擦引起的。

例3、（2003年呼和浩特市中考试题）用一个动滑轮把重100N的砂子提到9m高的脚手架上，所用的拉力是60N，求：

　　（1）有用功；

　　（2）总功；

　　（3）机械效率。

解析：

　　使用动滑轮提升砂子时，对砂子所做的功是有用功，人所做的功是总功，而有用功与总功的比值是机械效率，同时应注意使用动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的两倍。

　　已知：G=100Nh=9mF=60N

　　求：W有用　　W总　　η

　　解：（1）W有用=Gh=100N×9m=900J

　　　　（2）S=2h=2×9m=18m

　　W总=FS=60N×18m=1080J

　　　　（3）

答案：900J　　1080J　　83.3%

（三）综合功、功率、运动学的机械效率计算

例4、（2004年山西省中考试题）用如图所示滑轮组，将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重）。

求：（1）滑轮组的机械效率；

　　（2）拉力的功率；

　　（3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做的功。

解：（1）动滑轮上绳子股数n=3

　　　　

　　（2）拉力的功率

　　　　

　　（3）由题意nF=G＋G动，则G动=nF－G=3×200N－480N=120N

　　　　提起600N的物体时的拉力

　　　　

　　　　拉力F′做的功W′=F′nh′=240N×3×2m=1440J

（四）能的表现形式

例5、（2004年江西省中考题）2003年10月16日，“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天”梦。当飞船减速着陆时，“航天英雄”杨利伟的（ ）

A．动能增加，重力势能减少

B．动能减少，重力势能减少

C．动能减少，重力势能不变

D．动能不变，重力势能减少

解析：

　　“神舟五号”令中国人骄傲。当飞船减速着陆时，杨利伟的速度减小，高度减小，其质量不变，故动能减小，重力势能也减小，机械能也减少。答案B正确。

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