第4节 简单机械（功率与杠杆） 学案（无答案）

功率及简单机械

【知识梳理】
功率
一辆江西产的“全顺牌”汽车，在昌九高速公路上以30m／s的的速度匀速行驶，受到的阻力是2000N，这辆汽车1min做的功是_________J，发动机的功率是________W．

2、如图15所示，小刚沿着斜坡进行晨跑。已知小刚体重为500N，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。这过程中，求：
(1)小刚的平均速度为多少?
(2)小刚克服重力做的功为多少?
(3)小刚克服重力做功的功率为多少?





3、小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m；所用时间 2s；小宇又将这个箱子匀速提上了 0.4m高的台阶，所用时间1.5s。比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是（ ）
A．W1＞ W2 P1＜ P2 B．W1＞ W2 P1＞ P2
C．W1＜ W2 P1＜P2 D．W1＜ W2 P1＞ P2
4、在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是
①用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率大小；②都爬到杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小；③爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较。( )
A、只有① B、①② C、①③ D、①②③

简单机械--杠杆
（一）杠杆
画图三步法：1、找支点； 2、找力（画出力所在直线）； 3、从支点做到力所在直线的垂线；

1、如图中均匀直棒OA可绕O点转动，请分别画出水平拉力Ｆ和重力G的力臂．
2、在右图中画出力Ｆ对支点O的力臂，并用字母G表示．





3、试在图中画出汽车刹车踏板上动力Ｆ1的力臂G1和阻力Ｆ2的力臂G2．
4、画出图中杠杆所受各力对于支点O的力臂（不计杠杆所受重力）
5、先在图中找到支点的位置，然后根据情况确定动力和阻力，再画出各力臂：






（二）、杠杆平衡
1、杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。即F1l1=F2l2
也可写成：F1 / F2=l2 / l1
2、做杠杆的平衡条件实验时，杠杆要处于水平位置平衡，以便直接从杠杆上读出力臂长。
3、杠杆平衡实验中，只有力与杠杆垂直的时候，读出的刻度长才是力臂长。
4、若F1l1≠F2l2，则杠杆的平衡被破坏，原来静止的杠杆就发生转动，若F1l1＞F2l2，则杠杆向F1的方向转动，反之则向F2的方向转动。
例题：
1.一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g．用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？（如图1所示）


小明的家在农村，暑假期间他会帮家里干一些力所能及的农活。一天傍晚他去晒场把稻谷挑回家。扁担长1.61m,前筐重200N,后筐重150N,问小明要平衡地挑起这担稻谷,他的肩膀距离扁担的前端应该是多少cm





3、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是:（ ）
A．L始终在增加，FL始终在增加; ? B．L始终在增加，FL始终在减小?;
C．L先增加后减小，FL始终在减小; ? ? D．L先减小后增加，FL先减小后增加.
4、甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是（）
A．F甲=F乙? B．F甲>F乙 C．F甲二、判断杠杆在力的作用下能否保持平衡问题
（1）若F1L1= F2L2，则杠杆能保持平衡；
（2）若F1L1 ≠F2L2，则杠杆不能保持平衡，杠杆将向力与力臂的乘积较大的方向转动。
（3）处于平衡状态的杠杆两端同时增大或减少相同相同倍数的力或力臂后杠杆继续保持平衡。
（4）处于平衡状态的等臂杠杆，两端同时增大或减少相同大小的力或力臂后杠杆继续保持平衡。
（5）处于平衡状态的非等臂杠杆，两端同时增大或减少相同大小的力或力臂后杠杆不能继续保持平衡。
①保持力臂不变，若使F1 和 F2增大或减小相同的量，杠杆不能保持平衡（力增加相同的量，杠杆将向力臂大的力的方向转动；反之，向力臂较小的力的方向转动）②若保持力不变，使L1 和 L2增大或减小相同的量，杠杆也不能保持平衡（力臂增加相同的量，杠杆将向力较大的力的方向转动；反之，向力较小的力的方向转动）
例1、如图,轻质杠杆上挂着7个相同的钩码,这时杠杆恰好平衡.若杠杆的两端再同时增挂相同个数的钩码,则杠杆将会( )
A．左端下降 B．右端下降 O
C．杠杆仍然平衡 D．条件不足,无法判断
变式一、原题中，若将杠杆两端同时减挂相同个数的钩码，则杠杆将会（ ）
变式二、原题中，若将杠杆两端钩码同时远离支点向外移动相同距离，则杠杆将会（ ）
变式三、原题中，若将杠杆两端钩码同时向支点移动相同距离，则杠杆将会（ ）


例题2、如图，体积相同的铁块和铝块挂在杠杆的两端，杠杆处于 O
平衡状态，现将铁块和铝块同时浸没到水中，杠杆将（ ）
A．左端下降 B．右端下降
C．杠杆仍然平衡 D．条件不足,无法判断
变式一、上题中，若将铝块换成一个体积较小的铁块，情况会如何？


变式二、上题中，如欲杠杆依然保持平衡，铁块和铝块同时浸入到水中的体积之比是多少？


练习：
1.密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图，则此直尺受到的重力是（ ）
A．2.5N ? ?B．5N ???C．10N ? ? ?D．无法确定
2.如图的杠杆提升重物G（杠杆顺时针方向转动），OB到达水平位置之前的过程中，若力F的方向始终保持与OA垂直，则力F的大小将（ ）
A.?逐渐变大; B.?逐渐减小;?? C.?先变大后变小;??D.?先变小后变大.
3.重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直，现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角，在棒转动的过程中（ ）
A．动力臂逐渐变大;?????? B．阻力臂逐渐变小;
C．动力逐渐变大;?????????? D．动力逐渐减小.
4.杠杆OAA. 杠杆仍然保持平衡;????? B. 杠杆不能平衡,?A端上升;
C. 杠杆不能平衡,?B端上升? D. 杠杆不能平衡, 但不能确定哪端上升.
5.AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，AO=OB，在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2，则（ ）??
A．F1F2?;????C．F1=F2;??????D．无法比较.
6.如图所示，长1m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上，木板左端离桌沿4dm，上边挂一诱饵，一重0.5N的老鼠为偷吃食物沿木板向左端爬去，当老鼠爬到什么位置时，才会使木板失去平衡，而使自己落入桌子下面的一盆水中。



7.如图12所示均匀细杆长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点正上方距离L处固定一定滑轮，细绳通过定滑轮与细杆的另一端B相连，并将细杆从水平位置缓慢向上拉起，已知细杆水平时，绳上的拉力为T1，当细杆与水平面的夹角为30°时，绳上的拉力为T2，则T1：T2是( )
A．：l B．2：l C．：l D．3：l
8.地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300N，抬起B端需用力200N。这条木杆的_________端较粗，整个木杆的重量（所受的重力）为_________N。

9.小华用一根长6m、半径7.5cm的均匀粗木棒为爸爸设计了一架能搬运柴草的简易起重机（如图2所示）。他把支架安在木棒的长处，每捆柴草重1000N，为了使木棒平衡以达到省力的目的，他又在另一端吊一块配重的石头,请你算出这块配重的石头应有多重？（木棒密度0.8103kg/m3，g取10N/kg）


图1

铝

铁