第十一章 简单机械与功

简单机械和功必备知识点
滑轮组
一、竖直方向滑轮组：
1、绳子和物体移动距离关系的公式；字母意思
2、绳子和物体移动速度关系的公式；字母意思
3、绳子端拉力、物重、动滑轮重关系的公式；
字母意思
G动=40N
二、水平方向滑轮组：
1、绳子和物体移动距离关系的公式；字母意思
2、绳子和物体移动速度关系的公式；字母意思
3、绳子端拉力、摩擦力关系的公式；
字母意思
如图，绳子移动的速度为4m|s，物体移动的距离是3m,
物体受到的摩擦力为20N
（1）物体移动的速度
（2）绳子移动的距离
（3）绳子的拉力
功
一、功的公式；公式字母意思
二、做功的两个必要条件：1、
2、
举出做功的例子：
举出不做功的例子：（有力没距离）
（有距离没力）
（有距离有力）
功率
一、功率定义式；字母意思
功率推导式；字母意思
功率是描述物体物理量；功率大，做功；功率小，做功
机械效率
一、竖直方向滑轮组
有用功公式；字母意思
总功公式；字母意思
机械效率通用公式：1
2
3
没有告诉物体和绳子移动距离时，机械效率的公式
字母意思
不计绳重和摩擦时，机械效率的公式
字母意思
二、水平方向滑轮组
有用功公式；字母意思
总功公式；字母意思
机械效率公式：1
字母意思。

第十一章简单机械和功（培优篇）（Word版含解析）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：次数钩码所受的重力G/N钩码提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 1.00.10.80.431.25%2 1.00.20.80.831.25%3 2.00.1 1.20.441.67%4 3.00.1 1.5(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=_______m，机械效率η=_______；(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N；(5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______A．动滑轮的重力 B．绳子与滑轮之间的摩擦 C．物体上升的高度【答案】缓慢匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。

(2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。

[4]第4次实验时滑轮组做的有用功3N 0.1m 0.3J W Gh ==⨯=有用功滑轮组做的总功1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率0.3J100%100%50%0.6JW W η=⨯=⨯=有用功总功滑轮组的机械效率是50%。

《第十一章 简单机械和功》测试物理试题及答案学校________班级_________姓名_______得分__________（本卷中g=10N/kg ）一、选择题（12分）1、下图所示的用具中，属于费力省距离杠杆的是（ ）2、如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。

她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。

使杆逆时针转动的力是（ ）A.苹果的重力B.桔子的重力C.杆对桔子的支持力D.苹果对杆的压力3．在日常生活中，用10N 的拉力不能提起重15N 的物体的简单机械是（ ）A ．一个定滑轮B ．一个动滑轮C ．杠杆D ．斜面4．如图，手持l0kg 物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定（ ）A ．大于98NB ．小于98NC 、等于98ND 、无法确定。

第4题图 第5题图5．家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。

假设衣服和晾衣架的总重为100N ，则静止时绳子自由端的拉力为（不计动滑轮重及摩擦）（ ）A ．100NB ．50NC ．25ND ．20N6、一个足球运动员用100N 的力踢一个重为5N 的足球，球离脚后在水平草地上向前滚了20m ，在球滚动过程中，运动员对足球做的功为（ ）A ．100JB ．2000JC ．2100JD ．0J7．甲、乙两人分别使用两套滑轮组，将同样重的物体匀速提升相同高度，所用滑轮组的机械效率分别为80%和60%，甲用1 min ，乙用0.5 min ，则两人所做的功之比和功率之比分别为 ( )A ．8：3，4：3B ．3：4，3：8C ．3：8，3：16D ．2：3，1：38．如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB 、AC （AB ＞AC ）以相同的速度，匀速拉到顶点A ,施加的力分别为F 1和F 2 ，拉力做功为W 1和W 2,拉力做功的功率分别为P 1和P 2 ,则（）A ．镊子B ．钳子C ．起子 D．剪子A、F1<F2, W1=W2, P1<P2;B、F1=F2, W1>W2, P1>P2;C、F1<F2, W1<W2, P1<P2,D、F1<F2, W1=W2, P1>P2.9．如图甲，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（）10、重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。

第十一章简单机械和功（提升篇）（Word版含解析）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。

A：“探究杠杆的平衡条件”（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于_____（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将右端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量_____（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为1F，发现1122F L F L≠，其原因是：______B：“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）（3）他将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为1F，测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h，则此次杠杆的机械效率为η=______（用物理量的符号表示）（4）他将2个钩码悬挂在C点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为2h，则弹簧测力计的示数将_______1F，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2112mghF h×100% 大于小于【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。

[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。

(2)[4]图中，拉力1F的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。

上海长岛中学物理第十一章简单机械和功章末训练（Word版含解析）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重0.5N。

(1)实验前，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__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。

(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______个钩码。

(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。

(2)[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F B L B，得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。

(3)[3]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F C L C，得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。

2．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB 可绕O 点旋转，A 端与直杆底端相连，B 端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB 杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。

第十一章简单机械和功汇编之杠杆作图1.如图所示，铡刀工作时的动力F1，O为支点。

请在图中作出动力臂L1和铡刀受到的阻力F2的示意图。

2.画出F1和F2的力臂3.如图，是用瓶起子起瓶盖的示意图，O为支点，请在图中画出动力F1的力臂L1。

4.如图所示，画出力F的力臂L1和物体所受到5N的重力示意图。

5.在如图所示中，O是杠杆的支点，画出力F的力臂并用字母L标明。

6.画出图中力F的力臂和物体所受重力的示意图。

7.两位同学利用图乙所示的可以绕O点自由转动的健身器材进行锻炼，甲同学竖直向下用力F1将另一端的乙同学拉起．请画出拉力F1的力臂L1．8.图中轻质杠杆OA在重物和绳AB的共同作用下，保持水平静止，请画出动力F1和它的力臂L1。

9.如图所示，杠杆OAB在力F作用下静止，O为支点，请画出F的力臂L。

10.如图所示，杠杆中O为支点，请画出：①F1的力臂；②F2的力臂。

11.图是利用杠杆吊起重物的情景，O是支点，请画出F1的力臂，并用字母L1表示。

12.如图所示，O点为杠杆的支点，请画出力F的力臂，并用字母L表示。

13.请作出图中力F的力臂L。

答案和解析1.【答案】解：沿F1作出动力的作用线，从O点向力动力F1的作用线引垂线，即为动力臂L1，如图：铡刀受到的阻力F2的作用点在物体与铡刀接触处，方向垂直铡刀斜向上，所以阻力F2的示意图如图：如图：【解析】动力臂是支点到动力作用线的距离，阻力是弹力，应垂直于接触面。

力的示意图要按力的三要素去作，力臂按力臂的定义：支点到力的作用线的距离，按数学方法作出，再用大括号标出。

2.【答案】解：已知支点为O，首先反向延长画出动力、阻力的作用线（用虚线）；过点O作力F1的垂线段L1，作力F2的垂线段L2，那么L1、L2即为F1和F2的力臂。

如图所示：【解析】力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂。

第十一章简单机械和功知识归纳1. 简单机械简单机械是指由简单的部件组成的机械系统，它们能够通过应用力来改变力的大小、方向或者作用点位置。

常见的简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮、斜面、楔子和螺旋。

1.1 杠杆杠杆是由一个支点和两个力臂组成的一个刚性物体。

根据力的作用点不同，杠杆分为一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆。

杠杆的力臂比例（力臂1 / 力臂2）决定了力的放大或缩小程度。

1.2 轮轴和滑轮轮轴是由一个固定的轴和一个绕轴旋转的圆环组成的简单机械。

滑轮是固定在轮轴上的圆环，通过绳索或链条与其他物体相连。

滑轮可以改变力的方向，并减小所需的力量。

1.3 斜面和楔子斜面是一个倾斜的平面，可以用来减小需要施加的力来移动物体。

楔子是一个用来分离物体的斜面，例如刀子和斧头。

楔子的倾斜角度决定了分离物体所需要的力量。

1.4 螺旋螺旋是由一个螺纹线和一个固定点组成的简单机械。

螺旋可以用来改变力的大小和方向。

常见的螺旋包括螺钉和螺母。

2. 功功是对力在物体上所做的实际功率的度量。

功可以用来衡量力的效果，以及完成工作所需的能量转化。

2.1 功的公式功可以通过以下公式计算：功 = 力 × 距离× cos(θ)其中，力是作用在物体上的力，距离是力在物体上移动的距离，θ是力和物体移动方向之间的夹角。

2.2 单位国际单位制中，功的单位是焦耳（J）。

1焦耳等于1牛顿米（N·m）。

除了焦耳，常用的功的单位还有千瓦时（kWh）和卡路里（cal）。

2.3 正功和负功当力的方向和物体的移动方向一致时，所做的功为正功。

当力的方向和物体的移动方向相反时，所做的功为负功。

2.4 功率功率是指单位时间内完成工作或转移能量的速率。

功率可以通过以下公式计算：功率 = 功 / 时间功率的单位是瓦特（W）。

1瓦特等于1焦耳/秒（J/s）。

3. 简单机械和功的应用3.1 杠杆的应用杠杆在很多日常生活和工作中都有应用，例如撬棍、梯子、剪刀等。

九年级第十一章简单机械和功（篇）（Word版含解析）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．在探究”杠杆平衡条件”的实验中：(1)先把杠杆的中点支在支架上，停在图甲的位置，此时杠杆处于______（填“平衡”或“不平衡”）状态。

为了消除杠杆______对实验的影响，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

然后在支点两侧挂钩码，移动钩码位置，让杠杆再一次在水平位置平衡，其目的是______；(2)探究过程中，在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。

根据多次测量的力和力臂，画出F和1L的图象如图乙（注意看清两个坐标的含义），由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。

【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中，杠杆处于静止状态，即是平衡状态。

[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响，应让杠杆在水平位置平衡，而图甲中，杠杆左端下沉，所以应向右移动平衡螺母。

[4]杠杆挂上钩码后，移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是：让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂。

(2)[5]由图乙知，当杠杆右端受到的拉力F=3N时，其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL，2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m 2．某同学在河边玩耍时捡到一块石头：(1)将木杆的中点O 悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响；(2)将左端A 与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA 的中点C ，弹簧测力计竖直向上提起A 端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为_____N ；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N ； (3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为_____N ，石头的密度为_____kg/m 3（已知ρ水＝1.0×103kg/m 3）；(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。