1、寒假專題(三)簡單機械 功和功率一. 本周教學內容： 寒假專題(三) 簡單機械 功和功率（一）簡單機械： 1. 杠桿：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。 （1）杠桿的“一點兩力兩臂” 支點：杠桿繞著轉動的點（O） 動力：使杠桿轉動的力（F1） 阻力：阻礙杠桿轉動的力（F2） 動力臂：從支點到動力作用線的距離（l1） 阻力臂：從支點到阻力作用線的距離（l2） （2）杠桿平衡條件： 動力×動力臂阻力×阻力臂 公式：F1l1F2l2 （3）三種杠桿 2. 滑輪 （1）分類：分為定滑輪和動滑輪 （2）滑輪組： 定義：定滑輪和動滑輪組合起來叫滑輪組。 特點

2、：使用由一根繩子組合的滑輪組，用它提升重物時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體的拉力就是重物的幾分之一，拉力作用點，移動的距離就是物體移動距離的幾倍。 （n是吊著物體的繩子段數）（二）功和功率： （1）功：力作用在物體上，物體在這個力的作用方向上通過一段距離，就說這個力對物體做了功。 力對物體做功包含兩個必要因素： 1）作用在物體上的力； 2）物體在力的方向上通過的距離。 力對物體沒有做功的三種情況： 1）有作用力，但沒有距離。例如：推而不動 2）有通過的距離，但沒有力的作用。 例如：慣性運動 3）作用在物體上的力與物體通過的距離相互垂直。 例如：水推物水平行走 功的計算：功等于力與物體在力

3、的方向上通過的距離的乘積。 即WF·S 功的單位：國際單位制：焦耳（J） 1焦耳（J）1牛頓·米 （2）功率： 功率：表示物體做功快慢的物理量，單位時間里完成的功 單位：國際單位制中：瓦特（瓦） 1瓦1焦耳/秒 常用單位：毫瓦，千瓦 1毫瓦(mW)10-3瓦（W） 1千瓦(kW)103瓦（W） （3）機械效率： 有用功和額外功 i 有用功：使用機械時，機械對物體做的功是人們需要的，叫有用功，用W有表示。 ii 額外功：克服機械本身重力和摩擦力所做的功不是人們需要的，而是不得不額外增加的，叫額外功，用W額表示。 iii 總功：有用功和額外功的總和，就是動力對機械做的功。（用W

4、總表示） W總W有W額 機械效率：（） i 有用功與總功的比叫機械效率。 ii 機械效率總小于1。 （4）機械能： 能：一個物體能夠做功，在物理學中就說這個物體具有能。 動能和勢能： 物體由于運動而具有的能叫動能，決定動能大小的因素是m（質量），v（速度）。 物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。決定因素m（質量），h（高度） 機械能： i 動能和勢能的和叫機械能 ii 物體的動能和勢能可以相互轉化。二. 重點、難點： 1. 理解力臂的概念，會畫出力臂，理解力臂的大小對杠桿的作用。 2. 理解杠桿的平衡條件，計算有關問題。 3. 理解定滑輪和動滑輪是杠桿的變形，掌握它們及滑輪組在有關問題中的應用

5、。 4. 理解功的概念，做功的兩個必要因素，會運用功的計算公式做有關功的簡單計算。 5. 理解功率的定義，功率是描述做功快慢的物理量，運用功率公式簡單計算。 6. 理解有用功（W有G·h） 總功（W總F·SW有W額），額外功，機械效率， 7. 了解動能、勢能的初步概念，理解決定動能、重力勢能大小的因素，理解動能、勢能可以相互轉化。【典型例題】 例1. 在一根輕質杠桿的一端掛一合金塊，在另一端離支點L120厘米處掛重物，杠桿平衡。若將合金塊全部浸沒在水中，則重物應向支點移動2厘米，杠桿又能平衡，求合金的密度。 分析與解答：當合金塊在空中時，合金塊對杠桿A端作用力F2G2Vg，

6、重物對杠桿B點的作用力F1G1，由于F1L1F2L2，得G1L1VgL2 （1） 當合金塊浸沒在水中后，合金塊對A端作用力 F2'G2F浮gV水gV(水)gV，重物對杠桿C點作用力F1G1，由F1L1'F2'L2 得：G1L1'(水)gVL2 （2） 例2. 在空中勻速提起質量為240克的石塊時，彈簧測力計示數是0.72牛，將石塊浸沒在水中勻速提起時，彈簧測力計示數是0.52牛。若已知動滑輪總質量為120克，不計摩擦。g=10N/kg， 求：（1）滑輪組在空中提起石塊時的機械效率； （2）求石塊密度。 分析與解答： （1）在空中提起石塊時機械效率。 （2）當石塊

7、浸沒在水中時，石塊要受浮力作用，此時作用于動滑輪框架鉤上的拉力G'=GF浮，繩端拉力為F'。 F浮=G石G' 即 水gV石=m石gG' 例3. 如圖所示，利用一個動滑輪用80牛的力勻速提升重120牛的口袋，在10秒內把口袋提升了1米，（不計摩擦） （1）依據這些數據，可以求出哪些物理量。（至少5個） （2）若用此動滑輪提升一個重為200N的重物，求此時的拉力和機械效率。 分析解答： （1）口袋在10秒內被勻速提升了1米，（不計摩擦），可以求出口袋的運動速度 利用動滑輪勻速提升口袋，（不計摩擦），可以求出繩子的運動速度。 120牛重口袋被勻速提升了1米，可以求出此動滑輪所做的有用功W有 W有=G·h=120牛×1米=120焦耳 利用動滑輪，80牛頓的力來使口袋升高了1米，可以求所做的總功是多少 W總=F·S=F·2h=80牛×2×1米=160焦耳 動滑輪所做的有用功、總功都知道了，可以求出該動滑輪的機械效率 用80牛的拉力拉起了口袋和動滑輪， G滑=2F拉G袋=2