第4节 简单机械 复习（课件 30张ppt）

(共30张PPT)
九上科学复习课件
简单机械
第三章 能量的转化与守恒
考点一：杠杆
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
平衡条件：_________
费力杠杆：动力臂_____阻力臂
省力杠杆：动力臂_____阻力臂
等臂杠杆：动力臂_____阻力臂
F1l1＝F2l2
小于
大于
等于
第三章 能量的转化与守恒
例题1：
中国人是使用筷子的专家，如图所示，将AB这支筷子作为杠杆分析。O点为支点，食指指头对筷子上的M点压力FM(垂直于筷子)是动力，食物对筷子上N点挤压力FN(垂直于筷子)是阻力，动力FM力臂是(　　)
OA B．OB
C．OM D．ON
C
第三章 能量的转化与守恒
例题2：
如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC，OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，杠杆ABC的支点是(　　)
A. A点 B．E点 C．C点 D．O点

C
第三章 能量的转化与守恒
例题3：
如图所示用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1 800 N，且AB＝1.8 m，BD＝0.6 m，CD＝0.4 m，则要撬动该石块所用的最小的力为(　　)
600 N B．400 N
C．200 N D．150 N
C
第三章 能量的转化与守恒
例题4：
B
如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是(　　)
A. l1 B．l2 C．l3 D．l4
第三章 能量的转化与守恒
例题5：
水平
如下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到　 　位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　 　（选“左”或“右”）端调节。
（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂　 　个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。
右
4
第三章 能量的转化与守恒
例题5：
（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm，钩码每个重0.5N，请将弹簧测力计的示数填入下表。
上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是　 　。

3.8
弹簧测力计没有竖直向下拉
第三章 能量的转化与守恒
例题6：
如图所示重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3 m，均匀正方体甲的边长为10 cm，物体乙的质量为5.6 kg。当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3 000 Pa，支点O距A点1.6 m。求：
(1)物体乙受到的重力；
(2)物体甲受到的支持力；
(3)物体甲的密度。
56N
30N
7.9×103 kg/m3
第三章 能量的转化与守恒
考点二：滑轮
定滑轮：
特点： _____省力、 _____省距离、 _____改变用力的方向
不
不
可以
动滑轮：
特点： _____力、 _____距离、 _____改变用力的方向
省
费
不可以
滑轮组：
特点： _____力、 _____距离、有的 _____改变用力的方向
省
费
可以
省力的机械费距离，费力的机械省距离。
第三章 能量的转化与守恒
考点二：滑轮
滑轮组：
使用滑轮组时，重物和动滑轮被几股绳子吊
起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一。
F =
n

1
=
n

1
（G物+G动滑轮）
G总
G总


















































F
G
n = 4


















































F
G
n = 5

F =

4
1
F =
G总

5
1
第三章 能量的转化与守恒
例题1：
如图所示，当在绳子的自由端挂上70N的物体B静止时，物体A浸没在容器内的水中。当在B下面再挂上20N的物体静止时，物体A有二分之一的体积浸在容器内的水中。已知物体A的质量为20kg，g取10N/kg。不计绳重和摩擦，则下列计算结果不正确的是（ ）
A.物体A的体积是8×10-3m3
B.物体A的密度是2.5×103kg/m3
C.物体A浸没在水中时受到的浮力是80N
D.动滑轮的质量是4kg

C
























A
B
?

第三章 能量的转化与守恒
例题2：
如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为 200N。动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。则下列计算结果中，正确的是（ ）
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.01m/s

B




















A
?
第三章 能量的转化与守恒
例题3：
重为40N的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以2m/s 的速度做匀速直线运动，拉力F的大小是2N并保持水平，绳子的伸长及滑轮的摩擦不计。则 （ ）
A．拉力F移动的速度是4m/s B．A受到桌面的滑动摩擦力是40N
C．1s内拉力F做的功是4J D．拉力做功的功率是4W

A
第三章 能量的转化与守恒
例题4：
如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦则下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到的摩擦力为10N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J

D
第三章 能量的转化与守恒
考点三：斜面
一种可以省力的简单机械




h


F



A
C
B



L



G
FL
W动力 =
W克服重力=
Gh
W克服摩擦=
fL

f
第三章 能量的转化与守恒
例题1：
某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3 m，木板长5 m，瓷砖重500 N，沿斜面所用拉力为400 N，则拉力做的功是______，克服重力做的功是______，克服摩擦阻力做功________。
2000J
1500J
500J
第三章 能量的转化与守恒
考点四：有用功、额外功、总功
1.有用功（W有用）：
2.额外功（W额外）：
3.总功（W总）：
即必须要做的功。
即不需要但又不得不做的功。
机械克服摩擦等额外阻力所做的功。
机械克服有用阻力所做的功。
有用功加额外功是总共做的功。
W总 = W有用 ＋ W额外
第三章 能量的转化与守恒
例题1：
建筑工人利用如图所示装置，将质量为100kg的沙袋沿竖直方向从地面匀速提到3m高的二楼楼面，用时30s。已知动滑轮的质量为8kg，不计绳子重力和摩擦。求：
（1）拉力的大小。
（2）这段时间内人拉绳子做的功。
（3）这段时间内人对沙袋做的功。
（4）这段时间内人对动滑轮做的功。
540N
3240J
3000J
240J
第三章 能量的转化与守恒
例题2：
如图所示，用100N的力F将重为150N物体匀速拉到斜面顶部，斜面高h=1m，长S=2m,则人做的有用功是_________，总功是_________。
150J
200J
第三章 能量的转化与守恒
考点五：机械效率
有用功跟总功的比值
1.表达式：
2.η的特点:
（1）无单位
（2）总小于1
（3）一般用百分比表示
η
=
W有用
W总
×100% =
W有用
W有用+W额外
×100%
第三章 能量的转化与守恒
如图所示的滑轮组，用250牛的力提升重为400牛的重物，动滑轮重80牛，要使重物上升3米，求：该滑轮组的机械效率？（摩擦及绳的重力不计）
例题1：
F






























G



总功 即拉力所做的功是：
W总 = Fs = 250牛×6米 = 1500焦
有用功 即提升重物所做的功是：
W有 = G物h = 400牛×3米 = 1200焦
η
=
W有用
W总
×100%
=
1200焦
1500焦
×100%=80％
拉力移动距离为 s = 2h = 6米
第三章 能量的转化与守恒
当摩擦及绳的重力不计时：
例题1：
F






























G



W总 = Fs = 1/2（G+G滑）×2h=（G+G滑）h
W有用 = Gh
η
=
W有用
W总
×100%
=
Gh
（G+G滑）h
×100%=
G
G+G滑
×100%
第三章 能量的转化与守恒
例题2：
如图所示，用100N的力F将重为150N物体匀速拉到斜面顶部，斜面高h=1m，长S=2m,则机械效率是_________。
75%
如果斜面光滑：FL=Gh
η=100%

如果斜面粗糙：FL=Gh+fL
η=Gh/FL=Gh/（Gh+fL）
第三章 能量的转化与守恒
例题3：
图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s
B．滑轮组的机械效率为87.5%
C．天花板对滑轮组的拉力为10N
D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W

B
F
第三章 能量的转化与守恒
例题4：
利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大　 C．甲和乙滑轮组的机械效率相同 D．甲滑轮组做的总功较大

D
乙











F2




G
甲
F1


















G
第三章 能量的转化与守恒
例题5：
如图工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为0.1m3、密度为2.7×103kg/m3的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底深度为12m（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）金属块受到的浮力大小；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力为多大？
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？

1.2×105Pa
1000N
850N
85%
第三章 能量的转化与守恒
例题5：
（1）水池底部受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×12m＝1.2×105Pa；

（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积：V排＝V＝0.1m3，
金属块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；
第三章 能量的转化与守恒
例题5：
（3）由ρ＝m/V得金属块的质量：m＝ρ铝V＝2.7×103kg/m3×0.1m3＝270kg，金属块的重力：G＝mg＝270kg×10N/kg＝2700N；由图可知，n＝2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力：F＝1/2（G﹣F浮）＝1/2（2700N﹣1000N）＝850N；
（4）由图知，n＝2，绳端移动距离s＝2h′＝2×0.5m＝1m，若实际所用拉力为1000N，则总功为：W总＝Fs＝1000N×1m＝1000J，使用滑轮组所做的有用功：W有用＝（G﹣F浮）h＝（2700N﹣1000N）×0.5m＝850J，
此时该滑轮组的机械效率：η＝ W有用/ W总＝ 850J/ 1000J×100%＝85%。

第三章 能量的转化与守恒
考点五：机械效率
提高机械效率的方法：
（1）减小摩擦，经常润滑，定时保养。
（2）减小机械本身的重力。
1、在使用机械时，尽可能减小额外功。
影响滑轮组的机械效率的主要因素有：动滑轮重、摩擦、物重。
影响斜面的机械效率的主要因素有：倾斜角度、接触面粗糙程度。
2、在额外功一定时,增大有用功.