1樓：科比
中考專題複習——簡單機械 功和能
複習要求
1、理解力臂的概念
2、理解槓桿的平衡條件
3、理解定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用
4、常識性瞭解輪軸的作用
5、理解做功的兩個必要因素
6、理解機械功的計算公式：w=fs
7、理解功率的概念
8、知道功的原理
9、知道有用功和總功，知道機械效率
10、理解動能、勢能的初步概念，知道彈性勢能，知道動能、勢能可以相互轉化
複習重點與難點
1、理解力臂的概念，正確地在圖上畫出力臂，或根據題目所給條件判斷那一個是力臂。
2、槓桿的平衡條件及應用
3、定滑輪、動滑輪及滑輪組的作用
4、功、功率的概念
5、功的原理
6、機械效率—知道有用功、額外功、總功和機械效率
7、動能、勢能的概念及機械能的概念
8、動能和勢能是可以相互轉化的。
名師指津
1、什麼是槓桿
物理學上定義的槓桿是一根在力作用下能繞固定點轉動的硬棒。所謂硬棒，就是要求在使用時棒不會變形，至於棒的形狀則並非一定要求是直的，比如滑輪、輪軸等都可看作是槓桿。
在生產勞動和日常生活中，常接觸到槓桿，如買菜使用的桿秤，實驗室使用的天平。常用的剪刀、鑷子、羊角錘等實際都是槓桿的變形。
2、正確理解力臂的概念
力臂是指從支點到力的作用線的距離，力對支點的轉動效果不僅與力的大小有關，還與支點到作用線的垂直距離有關。支點到動力作用線的距離叫動力臂，支點到阻力作用線的距離叫做阻力臂。力的大小相同時，力臂是影響槓桿轉動的物理量。
應用中必須留心力臂的畫法。千萬不要把轉動軸到力作用點的連線誤認為是力臂。
圖乙中我們還可以看到，若作用點不變，力的方向發生改變，那麼力臂也會隨著改變，
3、槓桿平衡表示什麼意思：平衡條件是什麼。
當有兩個力或幾個力作用在槓桿上，能使槓桿分別按兩個不同方向（比如順時針或逆時針）轉動，若槓桿保持靜止不動或勻速轉動時，則我們說槓桿平衡了。根據實驗可確定槓桿平衡的條件是：
應該注意所謂動力與阻力並無嚴格區別，比如天平測量物體質量時，被測物對底盤的壓力與砝碼對底盤的壓力根本無需分清哪個是動力，哪個是阻力，它們在這裡的區別僅在於使槓桿轉動的方向不同而已。
4、滑輪的實質是什麼
滑輪實質是變形的，可連續轉動的槓桿。定滑輪的支點是轉動軸，動力臂和阻力臂都等於滑輪的半徑，由槓桿的平衡條件可知，定滑輪是等臂槓桿，故使用定滑輪不能省力；動滑輪的支點是那段上端固定的繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑，由槓桿的平衡條件可知，動滑輪的動力臂是阻力臂的2倍，
5、正確理解「功」的意義
物理學上引入功的概念，並定為：一個物質受到力的作用，並在力的方向上通過一段距離，稱這個力對物體作了功。
功和日常生活中常常講的「工作」很相似，但兩者並不相同。「工作」的含義比較廣泛，它是指用體力勞動或腦力勞動來完成的任何一種活動，物理學中功的含義要狹窄得多，但是比較嚴格。
功是由兩個因素決定的，一個是作用力，一個是作用力方向上物體通過的路程，兩者缺一不可。下列三種情況對物體都沒有做功：
⑴物體移動了一段距離，但沒有受到力的作用。例如物體在光滑水平面做勻速運動，在水平方向沒有受到阻力，也沒有受到動力，物體由於慣性而運動，因而沒有力對物體做功。
⑵物體受到力的作用,但沒有沿力的方向通過距離,例如,用力推車,車沒有推動。推車的力沒有對物體做功。又如，一個人舉著重物不動，他對重物的舉力沒有對重物做功。
⑶物體受到了力的作用,也通過了距離.但物體移動的距離跟物體受到力的方向垂直.例如,手用豎直向上的拉力提水桶,沿水平方向移動距離,水桶沒有在豎直方向上移動距離,這個拉力也沒有對水桶做功。
6、正確理解功率的概念
功率是表示物體做功快慢的物理量。功率和功是兩個不同的概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快不一定做功多。功率大，表示單位時間內做功多。
功率是由物體所做的功和完成這個功所用的時間兩個因素決定的。
物體在拉力f的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動,則拉力做功的功率等於力與物體速度的乘積。
在功率p一定時，力f與速度v成反比。當汽車上坡時，司機採取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。
7、機械效率等於有用功跟總功的比值，它與機械是否省力和機械功率大小，做功多少是無關的，一般情況下，省力的機械效率低。
8、測滑輪組的機械效率，在這分組實驗中，應把根據原理圖裝配器材，為培養學生實驗能力，老師應讓學生知道本實驗的原理，按排實驗步驟，裝配器材，設計**，以達到逐步發展學生實驗能力的目的。
10、能是物理學中的重要概念，比較抽象，不易理解，只要求學生知道物體做功的本領叫做能（或能量），物體能夠做多少功，它就具有多少能。
11、用生活例項共同**動能和勢能的大小與哪些因素有關，在生活例項及課本中提出的一系列問題的討論中歸納出有關的結論。
13、「機械能轉化和守恆定律」可以分兩個層次進行。
（1）通過觀察實驗與例項分析，得出機械能可以相互轉化的結論。
（2）說明機械能可以相互轉化後再考慮到「守恆」的概念，事例應由簡到較複雜的先後順序考慮進行分析歸納，儘量應用貼近學生生活的事例，及簡單明瞭的實驗進行講解。
例題精講
⑴人的肩頭應在什麼位置,扁擔才平衡?⑵若扁擔兩端同時增加g=100n的重力,肩頭應在什麼位置?
例2、有一個結構不明的滑輪組，只知道拉力f向下拉繩子時，每拉下12m，重物就上升3m，拉力f=400n，重物為多大，試畫出滑輪的結構圖。
解：對於滑輪組的問題，要弄清：(1)繩端移動的距離s與重物上升的距離h，繩子的段數n之間的關係是s=nh; (2)判斷滑輪組繞繩的段數的方法，用一條虛線把動滑輪組和定滑輪「切割」開，再數直接與動滑輪組相連的「繩子段」有幾(n)個，就有幾(n)段繩; (3)滑輪組上的繩的繞法有兩種：
一是將繩的一端固定在動滑輪的鉤上，拉力方向向上。二是將繩的一端固定在定滑輪的鉤上，拉力方向向下。
例3、用100n水平拉力，將質量為100kg的物體沿水平地面勻速拉動10m，則拉力對物體做多少功？重力對物體做多少功？物體受到的阻力是多少？
解：物體在水平面上作勻速直線運動，共受四個力作用，水平方向有拉力f和磨擦力f，豎直方向有重力g和支援力n，物體受力情況如圖所示，物體沿拉力f方向移動10m，拉力f做功：
例5、在100m深的礦井裡，每分鐘積水9立方米，要想不讓水留在礦井裡，應該用至少多大功率的水泵抽水？
例6、某人用如圖所示的滑輪組（不計磨擦）提升某一重物，所用拉力f為200n，若滑輪組的機械效率為80%。求（1）被提升的物重？（2）動滑輪重？
例7、如圖是一個豎直放置的半圓軌道半徑r=1米,g=1牛的小球從a點由靜止滾下,(1)小球滾到最低點o時重力做功w多大。
（2）小球滾到與a點等高的b點後還能上升嗎？
解：（1）小球由a運動到o，豎直方向移動的距離h=r=1米，
故重力做功w=gh=1×1焦=1焦
(2)由b點與a點等高,小球在b點的勢能與a點的勢能相等，由機械能守恆定律可知，小球到b點後不能再上升。
例8、射箭時，能的轉化關係是怎樣的，為什麼拉滿弓時射出的箭速度更快？
解：拉弓時，使弓形變，人對弓做功轉化為弓的彈性勢能。放手後，弓對箭 做功，弓的彈性勢能轉化為箭的動能使箭以很大速度射出，弓弦拉得越開（即拉滿弓）弓的形變越厲害，弓所儲藏的彈性勢能越多，箭射出時的動能更大，速度也更快。
例9、判斷下列幾種情況下物體的動能、勢能是否變化？是增大還是減小？
（1）汽車沿著斜坡勻速上行
（2）電梯上升得越來越快
（3）皮球在空中下落
（4）汽車在平直馬路上勻速前進
答（1）汽車沿斜坡勻速上行的過程中，汽車的高度越來越高，所以它的勢能增大，由於汽車速度保持不變，所以它的動能不變。
（2）電梯上升，高度增加，所以電梯的勢能增加，電梯速度越來越快，所以它的動能不斷增加。
（3）皮球從空中下落，高度越來越小，速度越來越大，所以皮球的勢能減小，動能增大。
（4）汽車在平直馬路上勻速前進，它的高度不變，速度也不變，所以汽車的動能和勢能都沒有發生變化。
例10、動能和勢能相互轉化時，有什麼規律
答：物體具有的勢能和動能是可以相互轉化的。在勢能和動能相互轉化中，機械能的總量保持不變，這就是物理學中的機械能轉化和守恆定律。
定滑輪的原理及定義
定滑輪實質是個等臂槓桿，動力臂l1、阻力臂l2都等於滑輪半徑。根據槓桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力或不省力的結論。
像旗杆頂部的滑輪那樣，固定在一個位置轉動而不移動的的滑輪叫定滑輪。
定義：使用滑輪時，軸的位置固定不動的滑輪，稱為定滑輪。
使用定滑輪可以改變用力的方向 。但是使用定滑輪不能省力。
動滑輪定義
軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪，稱為動滑輪。它是變形的不等臂槓桿，能省一半力(不考慮物體的重力與摩擦力的情況下)，但不改變用力的方向。
動滑輪的特點：使用動滑輪能省一半力，費距離。這是因為使用動滑輪時，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔鉤碼重的一半。
使用動滑輪雖然省了力，但是動力移動的距離是鉤碼升高的距離的2倍，即費了距離。
滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定於滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔，即每根繩承擔物體和動滑輪。
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
原則是：n為奇數時，繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔，其後每增加一個動滑輪增加二段繩子。
如：n=5，則需兩個動滑輪（3+2）。n為偶數時，繩子從定滑輪為起始，這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。
如：n=4，則需兩個動滑輪（2+2）。
其次，按要求確定定滑輪個數，原則是：一般的：兩股繩子配一個動滑輪，一個動滑輪一般配一個定滑輪。
力作用方向不要求改變時，偶數段繩子可減少一個定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個定滑輪。
綜上所說，滑輪組設計原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數減一定，變向加一定。
例一，用輪軸（轆轤）從井中提水，加在輪上的動力做的功是總功，它等於f·2πr·n，式中f為動力，r為輪半徑，n為輪轉過的圈數。水被提上來，對水做的功是有用功，它等於g·h，式中g為水重，h是提水的高度。為了把水提上來，要用水桶，就要對水桶做功，使用輪軸還要克服摩擦力做功，這兩部分功為了達到提水目的而不得不額外做的無用功，所以叫額外功。
有用功是指對人們有用的功。而有用功的定義在不同的情況下，有著不同的解釋。
如在機械中：任何機械本身都受到力的作用，相對運動的零件間又存在摩擦，所以使用任何機械，除了做有用功外，都不可避免地要做額外功。這時動力所做的總功等於有用功加額外功。
有用功跟總功的比值叫機械效率。
如在電機學中：總電工必須減去各種各樣的損耗，例如銅耗、機械損耗等的額外功。最終才等於有用功。
舉個例子：
如要把物體勻速舉高h，由於舉力等於重力g，必須對物體做gh的功,這個功是有用的。
如果要使用其他機械完成此舉，由於機械自身的重和機械的自身的摩擦等，所用的動力做的功要大於gh，此時動力做的功就是總功。
所以有用功必然小於等於總功。
總功=w有+w外=f拉.n.h
打字不易，如滿意，望採納。
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