专题37 机械和功（知识梳理+练习）-上海市2024年中考复习资料汇编（培优专用）【解析版】.docxVIP

专题37机械和功

思维导图第四章机械和功

思维导图

第四章机械和功

功

功率

机械能

杠杆

①定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，

②五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

动力与阻力对杠杆转动的效果是相反的。

③平衡条件：动力×阻力=动力臂×阻力臂,即F1L1＝F2L2。

①省力杠杆：动力臂大于阻力臂（L动＞L阻），动力小于阻力

（F动＜F阻），省力费距离；如撬棍、钢丝钳、起子等。

②费力杠杆：动力臂小于阻力臂（L动＜L阻），动力大于阻力

（F动＞F阻），费力省距离；如钓鱼竿、筷子、镊子等。

③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂（L动=L阻），动力等于阻力

（F动=F阻），不省力也不省距离；如天平，定滑轮等。

①定滑轮的使用特点：能改变力的方向，不省力也不省距离。

实质是一个等臂杠杆。

②动滑轮的使用特点：a.能省力，其拉力F=1/2（G物+G轮）；

b.费距离：拉力移动的距离s为物体升高距离h的2倍，s=2h。

c.不能改变力的方向。实质为动力臂是阻力臂2倍的杠杆。

①做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；

二是物体沿力的方向移动一段距离。

②功的计算公式：W=Fs

③功的单位：焦，符号J。1J＝1N·m

①物理意义：表示物体做功的快慢。

②定义：物体单位时间里完成的功叫功率。

③计算公式：P=W/t

④国际单位：瓦特，符号W。1瓦特=1J/s

其他单位：千瓦（kW），1kW=1000W

①物体由于运动而具有的能量叫做动能。

物体的质量越大，速度越大，其动能越大。

②物体处于某一高度时所具有的能量叫做重力势能。

物体的质量越大，高度越大，其重力势能越大。

③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

物体的弹性形变越大，弹性势能越大。

④动能与势能可以相互转化，不计摩擦阻力时，总和不变。

杠杆分类

滑轮

二、基础知识梳理

一、杠杆

1．完整的杠杆结构

组成：硬棒；五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

促使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力，从支点到力的作用线的距离叫做力臂，力臂必须垂直于力，即l⊥F。

动力与阻力对杠杆的转动效果是相反的。

2．杠杆平衡状态：杠杆处于静止或匀速转动状态即为平衡状态。

注意：不一定是要在水平位置静止才是平衡状态，在任意位置静止都算是杠杆平衡。

3．杠杆平衡的条件：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。

4．实验：“探究杠杆平衡条件”，

①实验前，将杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡，这样做的好处是便于直接在杠杆上读出力臂。

②在使用弹簧测力计时，对杠杆施加的力必须沿竖直方向方向，否则无法直接读出力臂。

③为了得出具有普遍意义的规律（实验结论），需要多次改变杠杆所受作用力的大小（增减钩码个数）、作用点的位置（改变力臂），测多组动力、动力臂、阻力（钩码重力）、阻力臂。实验时必须尊重实验数据，实验结果应符合杠杆平衡条件。

5．杠杆的分类

名称

力臂关系

动力与阻力关系

特点

应用举例

省力杠杆

动力臂大于阻力臂

动力小于阻力

省力、费距离

起子、指甲钳、撬棒、动滑轮、羊角锤、手推车、扳手

费力杠杆

动力臂小于阻力臂

动力大于阻力

费力、省距离

镊子、筷子、吊车臂、钓鱼杆

人的前臂、理发剪刀

等臂杠杆

动力臂等于阻力臂

动力等于阻力

不省力不费力

天平、定滑轮

【例题l】（2023嘉定区二模）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）

A．开瓶器B．钢丝钳C．撬棒 D．镊子

【答案】D

【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；

C．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；

D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。

故选D。

【例题2】（2023虹口二模）如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点施加一个力并使该力最小，该力应沿（）

A．BM方向B．BN方向C．BP方向D．BQ方向

【答案】A

【分析】由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小．所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长．支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力．

【详解】由图可知，O为支点，A点挂一重物，阻力方向向下，为使杠杆在水平位置平衡，在B