别样解题举例（功和简单机械）
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(共29张PPT)
（别样解题举例）
功的定义：
作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
做功的两个必要因素：
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。
功的计算公式：W＝Fs
功的单位：焦耳（J）
克服摩擦做功：W=fs
克服重力做功：W=GH
两种常见的做功：
功率的定义：单位时间内所做的功。
物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
功率的计算公式：P＝
单位：瓦特（W）
P＝Fv
杠杆
1. 定义
一根硬棒，在力的作用下能绕着
固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
2.五要素：
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距离。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
杠杆平衡条件 ：
动力x动力臂=阻力x阻力臂 或 F1·L1=F2·L2
或 F1 / F2 = L2 / L1
3. 杠杆的平衡条件
杠杆的种类
（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。
例如：起子、扳子。
（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。
例如：镊子、钓杆。
（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。
例如：天平。
省力杠杆省力，但费距离，费力杠杆费力，
但省距离。
机械效率的定义：有用功和总功的比值。
机械效率的计算公式： ＝
一、功率的特殊计算(P＝Fv)
例题： 如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600 N的物体A，物体上升的速度为0.1 m/s，人拉绳的力为250 N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为________，动滑轮重________N。
[答案] 75 80% 150
跟踪练习：
1．用动滑轮将400 N的货物以0.5 m/s的速度匀速提高了2 m，绳端的作用力是250 N，则有用功的功率是________W。
[答案] 200
[解析] 货物匀速直线运动，因此可以直接根据公式P＝Fv计算，且有用功为克服重力做功，所以P有用＝Gv＝400 N×0.5 m/s＝200 W。
2．一台拖拉机耕地时，在25 min内匀速前进3000 m，如果拖拉机发动机的功率是2.94×104 kW，这台拖拉机耕地时的速度多大？牵引力多大？受到的阻力多大？
[答案] 2 m/s 14700 N 14700 N
二、滑轮组机械效率比较与计算
例题：用如图所示的滑轮组来提起重物。
(1)当被提重物为150 N时，滑轮组的机械效率为60%，求绳端拉力；
(2)若被提重物为250 N时，当重物被提升2 m时，绳端拉力所做的功。
跟踪练习：
1．如图T7－3所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则( )
A．W1＝W2 η1＝η2
B．W1＝W2 η1<η2
C．W1η2
D．W1>W2 η1<η2
[解析] C 把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，因题目中不计绳重与摩擦，造成额外功的因素就是动滑轮的重力，乙图有额外功，甲图是理想的没有额外功的情形，所以，W1η2。
2．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180 N的面粉，所用的拉力为100 N，则动滑轮的机械效率为________。如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25 kg的大米，当拉绳子的速度为________m/s时，拉力的功率为54 W。(绳重与摩擦不计，g取10 N/kg)
[答案] 90% 0.4
[点评] 不计绳重的摩擦时，提起动滑轮所做的功全部为额外功。当匀速提起25 kg的大米，做功对像变化了，有用功在总功中的比例改变了，所以该滑轮组的机械效率将会发生改变。
1、室内垃圾桶平时桶盖关闭防止垃圾散发出异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启；如图为室内垃圾桶的机构示意图，使用时有两个杠杆ABC和A/B/C/在起作用，则（ ）
A、ABC和A/B/C/都是省力杠杆
B、ABC和A/B/C/都是费力杠杆
C、ABC是省力杠杆，A/B/C/都是费力杠杆
D、ABC是费力杠杆，A/B/C/是省力杠杆
D
2、如图所示，O为杠杆的支点，在杠杆的右端B点处挂一重物。MN是以A为圆心的弧线导轨，绳的一端系在杠杆的A点，另一端E可以在弧线形导轨上自由滑动，当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中，杠杆始终水平，绳AE对杠杆拉力的变化情况是 （ ）
O
M
N
E
B
A
A、先变大后变小
B、先变小后变大
C、一直变小
D、一直变大
B
3、黔林动物园上演了一幕“曹冲称象”。一位教师用一借来的杆秤称出了大象的质量；如图，杆的O点用绳吊起，杆秤在杆的另一端（OA=6m,OB=5cm）。当杆处于水平位置时，秤的读数为25kg，大象的质量为多少？（g=10N/kg）
O
B
A
解：由F1L1=F2L2
有G0.05m=250N×6m
m=3t
G=30000N
（别样解题举例）
功的定义：
作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
做功的两个必要因素：
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。
功的计算公式：W＝Fs
功的单位：焦耳（J）
克服摩擦做功：W=fs
克服重力做功：W=GH
两种常见的做功：
功率的定义：单位时间内所做的功。
物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
功率的计算公式：P＝
单位：瓦特（W）
P＝Fv
杠杆
1. 定义
一根硬棒，在力的作用下能绕着
固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
2.五要素：
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距离。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
杠杆平衡条件 ：
动力x动力臂=阻力x阻力臂 或 F1·L1=F2·L2
或 F1 / F2 = L2 / L1
3. 杠杆的平衡条件
杠杆的种类
（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。
例如：起子、扳子。
（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。
例如：镊子、钓杆。
（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。
例如：天平。
省力杠杆省力，但费距离，费力杠杆费力，
但省距离。
机械效率的定义：有用功和总功的比值。
机械效率的计算公式： ＝
一、功率的特殊计算(P＝Fv)
例题： 如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600 N的物体A，物体上升的速度为0.1 m/s，人拉绳的力为250 N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为______W，滑轮组的机械效率为________，动滑轮重________N。
[答案] 75 80% 150
跟踪练习：
1．用动滑轮将400 N的货物以0.5 m/s的速度匀速提高了2 m，绳端的作用力是250 N，则有用功的功率是________W。
[答案] 200
[解析] 货物匀速直线运动，因此可以直接根据公式P＝Fv计算，且有用功为克服重力做功，所以P有用＝Gv＝400 N×0.5 m/s＝200 W。
2．一台拖拉机耕地时，在25 min内匀速前进3000 m，如果拖拉机发动机的功率是2.94×104 kW，这台拖拉机耕地时的速度多大？牵引力多大？受到的阻力多大？
[答案] 2 m/s 14700 N 14700 N
二、滑轮组机械效率比较与计算
例题：用如图所示的滑轮组来提起重物。
(1)当被提重物为150 N时，滑轮组的机械效率为60%，求绳端拉力；
(2)若被提重物为250 N时，当重物被提升2 m时，绳端拉力所做的功。
跟踪练习：
1．如图T7－3所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则( )
A．W1＝W2 η1＝η2
B．W1＝W2 η1<η2
C．W1
D．W1>W2 η1<η2
[解析] C 把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，因题目中不计绳重与摩擦，造成额外功的因素就是动滑轮的重力，乙图有额外功，甲图是理想的没有额外功的情形，所以，W1
2．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180 N的面粉，所用的拉力为100 N，则动滑轮的机械效率为________。如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25 kg的大米，当拉绳子的速度为________m/s时，拉力的功率为54 W。(绳重与摩擦不计，g取10 N/kg)
[答案] 90% 0.4
[点评] 不计绳重的摩擦时，提起动滑轮所做的功全部为额外功。当匀速提起25 kg的大米，做功对像变化了，有用功在总功中的比例改变了，所以该滑轮组的机械效率将会发生改变。
1、室内垃圾桶平时桶盖关闭防止垃圾散发出异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启；如图为室内垃圾桶的机构示意图，使用时有两个杠杆ABC和A/B/C/在起作用，则（ ）
A、ABC和A/B/C/都是省力杠杆
B、ABC和A/B/C/都是费力杠杆
C、ABC是省力杠杆，A/B/C/都是费力杠杆
D、ABC是费力杠杆，A/B/C/是省力杠杆
D
2、如图所示，O为杠杆的支点，在杠杆的右端B点处挂一重物。MN是以A为圆心的弧线导轨，绳的一端系在杠杆的A点，另一端E可以在弧线形导轨上自由滑动，当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中，杠杆始终水平，绳AE对杠杆拉力的变化情况是 （ ）
O
M
N
E
B
A
A、先变大后变小
B、先变小后变大
C、一直变小
D、一直变大
B
3、黔林动物园上演了一幕“曹冲称象”。一位教师用一借来的杆秤称出了大象的质量；如图，杆的O点用绳吊起，杆秤在杆的另一端（OA=6m,OB=5cm）。当杆处于水平位置时，秤的读数为25kg，大象的质量为多少？（g=10N/kg）
O
B
A
解：由F1L1=F2L2
有G0.05m=250N×6m
m=3t
G=30000N