第五章簡單機械與功回歸教材復習CONTRACTEDPUREANDFRESH答辯人：XXX核心概念回顧與基礎梳理01杠桿定義三要素力臂作圖技巧平衡條件公式省力費力杠桿杠桿定義三要素包含支點、動力和阻力。支點是杠桿繞著轉動的固定點；動力是使杠桿轉動的力；阻力是阻礙杠桿轉動的力，三者缺一不可。力臂作圖時，首先要明確支點位置，再確定力的作用線，然后從支點向力的作用線作垂線，垂線段的長度就是力臂，力的作用線過支點時力臂為0。杠桿的平衡條件公式為動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。當杠桿處于靜止或勻速轉動狀態(tài)時，此公式可用于計算力或力臂。省力杠桿的動力臂大于阻力臂，特點是省力但費距離，如撬棒、開瓶器；費力杠桿的動力臂小于阻力臂，費力卻省距離，像筷子、釣魚竿。杠桿原理及應用定滑輪本質定滑輪的本質是等臂杠桿，其支點是滑輪的軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。它能改變力的方向，但不能省力，如旗桿上的滑輪。動滑輪特點動滑輪工作時中心軸隨物體移動，其實質是動力臂為阻力臂兩倍的杠桿。使用動滑輪能省力，拉力F=1/2（G動+G物），但費距離，SF=2h物。滑輪組應用滑輪組由定滑輪和動滑輪組裝而成，兼具二者特點，既能省力又可改變力的方向。省力程度由繩子股數(shù)決定，重物和動滑輪總重由n股繩子承擔，拉力就是總重的1/n?；喗M繞線動滑輪和定滑輪個數(shù)相同時，承重繩子段數(shù)n為奇數(shù)，繩子固定端在動滑輪上；n為偶數(shù)，固定端在定滑輪，即“奇動偶定”。個數(shù)不同時，從個數(shù)少的滑輪開始繞線最省力?；喒ぷ魈攸c01斜面省力原理斜面是省力、費距離的簡單機械，如盤山公路、螺絲釘。其省力原理與坡度相關，在提升相同重物時，斜面越長越省力，因為可減小沿斜面的拉力。020304坡度影響因素斜面坡度受斜面長度和高度影響，在高度一定時，斜面越長坡度越小越省力；斜面越短坡度越大越費力。同時，斜面表面粗糙程度也會影響實際使用效果。斜面公式應用斜面公式在物理學中有重要應用。理想斜面公式為FL=Gh，其中F是沿斜面方向的推力，L是斜面長，G是物重，h是斜面高度。若考慮摩擦，公式變?yōu)镕L=fL+Gh，可據(jù)此解決相關力學問題。斜面效率計算計算斜面效率時，有用功W有=Gh，總功W總=FS（F是拉力，S是斜面長），效率η=W有/W總。通過測量相關物理量，能準確算出斜面的機械效率，分析斜面性能。斜面原理分析功與功率概念深化02做功兩個條件功的計算公式功的單位換算正功與負功做功需滿足兩個必要條件，一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。若有力無距離、有距離無力或力與移動方向垂直，都不滿足做功條件。功（W）等于力（F）跟物體在力的方向上通過的距離（s）的乘積，公式為W=Fs。該公式是計算功的基本依據(jù)，能幫助我們解決很多與功相關的實際問題。功的單位是焦耳，簡稱焦，符號為J。在實際應用中，還會遇到其他單位。1焦=1?！っ祝覀円莆蘸脝挝粨Q算，以便準確進行功的計算和表達。正功和負功是功的兩種類型，當力的方向與物體運動方向夾角小于90°時，力對物體做正功，為物體提供能量；夾角大于90°時做負功，消耗物體能量。功的定義要素功率定義公式功率是描述做功快慢的物理量，定義為單位時間內完成的功。其計算公式為P=W/t，其中P表示功率，W是功，t為時間。功率單位換算功率的國際單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。常用單位還有千瓦（kW），1千瓦=1000瓦。了解單位換算有助于準確計算和比較功率大小。功率應用實例功率在生活和生產中有廣泛應用，如汽車發(fā)動機功率影響其動力性能，起重機功率決定其工作效率，電器功率體現(xiàn)其耗電情況。功率測量方法測量功率可先測功和時間，再用公式P=W/t計算。測功可根據(jù)不同情況用相應方法，如拉力做功測拉力和距離；時間用計時器測量。功率物理意義機械效率深度解析0301有用功定義有用功指利用機械做功時，對人們達成目的有幫助且必須要做的功。勻速提升物體時，W有用=Gh；水平移動時，W有用=Fs。020304額外功來源額外功是為實現(xiàn)目的，雖不需要但不得不做的功。其源于克服機械自重做功，如滑輪組中動滑輪自重；還有克服摩擦做功?？偣τ嬎憧偣κ怯杏霉εc額外功之和，可表示為W總=W有+W額。也等于作用在機械上的動力與動力作用點移動距離乘積，即W總=Fs。效率公式機械效率是衡量機械性能的指標，其定義為有用功跟總功的比值，計算公式為η=W有/W總×100%，由于有用功小于總功，所以機械效率總小于1。效率核心概念杠桿效率滑輪組效率斜面效率提高效率途徑杠桿效率即杠桿有用功與總功的比值。有用功是克服重物重力做功，額外功主要是克服杠桿自重及摩擦做功，可通過實驗測量并計算得出?；喗M效率是衡量其工作性能的關鍵指標。有用功為提升重物所做的功，即W有用=Gh；總功是拉力做的功，W總=Fs。其效率公式為η=(W有用/W總)×100％，也可表示為η=(G/nF)×100％（不計繩重和摩擦），分析時需考慮動滑輪重等因素。斜面效率反映了斜面在做功過程中的有效程度。有用功同樣是W有用=Gh，總功W總=Fl，額外功主要源于摩擦力，為W額=fl。其效率公式為斜面的機械效率等于有用功與總功的比值，斜面的坡度、粗糙程度等會影響效率大小。提高機械效率可從多方面入手。對于滑輪組，可減小動滑輪重、減少繩重和摩擦；對于斜面，可減小斜面的粗糙程度、增大斜面的坡度。通過降低額外功占比，增加有用功在總功中的比例，進而提高機械的工作效率。典型機械效率實驗探究專題突破04實驗裝置搭建搭建杠桿平衡驗證實驗裝置時，需準備帶刻度的杠桿、支架、鉤碼等器材。將杠桿安裝在支架上，使其能靈活轉動，調節(jié)平衡螺母讓杠桿在水平位置平衡，再在杠桿兩側合適位置懸掛鉤碼，確保裝置穩(wěn)定且便于操作。力臂測量方法測量力臂時，首先明確支點位置。對于動力臂和阻力臂，要從支點作力的作用線的垂線，垂線段的長度即為力臂?？墒褂每潭瘸邷蚀_測量，測量時要保證刻度尺與力臂重合，多次測量取平均值以減小誤差。數(shù)據(jù)記錄表格數(shù)據(jù)記錄表格應包含杠桿平衡實驗中的關鍵數(shù)據(jù)，如動力、動力臂、阻力、阻力臂等?？稍O置多組實驗次數(shù)，記錄每次實驗的相關數(shù)據(jù)，方便后續(xù)分析驗證杠桿平衡條件。結論分析要點結論分析要點在于判斷實驗數(shù)據(jù)是否符合杠桿平衡條件公式。需關注動力與動力臂乘積和阻力與阻力臂乘積的關系，分析誤差產生原因，如測量誤差、杠桿自重影響等。杠桿平衡驗證01實驗器材準備實驗器材準備需有彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、細線、鉤碼。要檢查彈簧測力計的量程和分度值，確保器材完好且能正常使用，以保證實驗順利進行。020304拉力測量技巧拉力測量技巧是在豎直向上勻速拉動彈簧測力計時讀數(shù)。勻速拉動可保證系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，讀數(shù)時視線要與彈簧測力計刻度盤垂直，減小讀數(shù)誤差。效率計算步驟效率計算步驟為先測量鉤碼重力、鉤碼上升高度、拉力、繩子自由端移動距離。再根據(jù)公式計算有用功、總功，最后用有用功除以總功得出滑輪組的機械效率。影響效率因素滑輪組的效率會受到多個因素的影響。動滑輪的重力是關鍵因素，動滑輪越重，額外功占比越大，效率越低；同時，繩子與滑輪間的摩擦力也會增加額外功，降低效率；此外，被提升物體的重力也有影響，物重越大，有用功占比相對越大，效率越高?；喗M效率測定教材經典例題精講05平衡條件應用最小力求解動態(tài)平衡分析生活應用實例杠桿平衡條件即動力×動力臂=阻力×阻力臂，在實際中有廣泛應用。比如撬重物時，利用撬棒作為杠桿，通過調整動力臂和阻力臂的長度，用較小的力就能撬起較重的物體；天平也是依據(jù)此原理來測量物體質量。解決杠桿平衡時動力最小問題，需明確阻力×阻力臂為定值。要使動力最小，應使動力臂最大，可在杠桿上找離支點最遠的點，讓動力方向過該點且與該點和支點的連線垂直。分析杠桿動態(tài)平衡，要先確定支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂這些要素。當杠桿水平且動力臂最長時動力最小，力的方向改變會影響力臂和力的大小，需依據(jù)杠桿平衡條件具體分析。生活中杠桿應用廣泛，省力杠桿如撬棒、羊角錘，能以較小動力克服較大阻力；費力杠桿像釣魚竿、掃帚，雖費力但可省距離；等臂杠桿如天平，不省力也不費力，用于精確測量物體質量。杠桿典型例題繞線方式判斷判斷滑輪組繞線方式時，需明確繩子起始端位置，若從定滑輪開始繞，動滑輪上繩子段數(shù)為偶數(shù)；從動滑輪開始繞，段數(shù)為奇數(shù)，同時要結合省力需求和力的方向要求來確定。拉力計算計算滑輪組拉力時，若不計繩重和摩擦，拉力F等于（物重G加動滑輪重G動）除以繩子段數(shù)n；若考慮這些因素，則要依據(jù)實際情況通過總功、有用功等關系來準確計算拉力大小。距離關系滑輪組中，繩子自由端移動距離s和物體上升高度h存在特定關系，即s等于繩子段數(shù)n乘以h。明確這一關系，能在已知其一的情況下求出另一個距離值，為解題提供便利。效率計算題滑輪組效率計算，有用功W有用等于物重G乘以物體上升高度h，總功W總等于拉力F乘以繩子自由端移動距離s，機械效率η等于（W有用/W總）×100％，要結合具體條件準確計算?；喗M綜合題01做功判斷判斷力是否做功，需看是否滿足兩個條件，一是作用在物體上有力，二是物體在力的方向上移動了距離。若力與移動方向垂直則不做功，要依據(jù)此準確判斷各種情境下力是否做功。020304總功計算總功計算常見方法有公式法和功率法。公式法利用功的定義式\(W=Fs\)，功率法可根據(jù)\(W=Pt\)。要明確F是恒力，s是F方向上的位移，應用時仔細審題找對量。功率求解功率求解需明確是哪個力對哪個物體做功?？筛鶕?jù)定義式\(P=\frac{W}{t}\)，也可根據(jù)\(P=Fv\)。要注意F大小和方向不變，與v同時且同向，解題先確定研究對象。綜合應用題綜合應用題常結合功、功率和簡單機械知識。解題要認真審題，標記已知條件，畫出必要信息，算出簡單結論，分清不同情況進行受力分析，再合理運用公式。功與功率計算中考考點與綜合訓練06作圖題考點計算題考點實驗題考點概念辨析題作圖題考點包括杠桿力臂、滑輪組繞線等。畫力臂要先找支點，再作力的作用線，最后過支點作垂線；滑輪組繞線要根據(jù)省力情況確定繩子起始端和繞法。計算題考點有杠桿平衡條件、滑輪組拉力和效率、功和功率計算等。要準確區(qū)分有用功、額外功、總功，根據(jù)題目條件，合理運用相關公式進行計算。實驗題考點主要聚焦于杠桿平衡驗證和滑輪組效率測定。杠桿平衡驗證需掌握裝置搭建、力臂測量及數(shù)據(jù)記錄分析；滑輪組效率測定要熟悉器材準備、拉力測量和效率計算，還需關注影響效率的因素。概念辨析題常涉及簡單機械與功的核心概念。如杠桿的省力、費力判斷；滑輪定、動的特點區(qū)分；功的做功條件及正、負功辨別；功率與效率概念差異等，考查對知識的精準理解。高頻考點歸納力臂理解力臂理解關鍵在于明確其是支點到力的作用線的垂直距離。易出錯點是將支點到力的作用點距離誤當力臂，要通過多畫圖分析，結合杠桿平衡條件加深對力臂概念的掌握?；喪×喪×栴}中，定滑輪不省力但可改變力的方向，動滑輪能省力但費距離。錯誤多在滑輪組省力判斷，要準確數(shù)出繞在動滑輪上繩子的股數(shù)，依據(jù)股數(shù)確定省力情況。功的判斷功的判斷需緊扣做功的兩個必要條件，即有力作用在物體上且物體在力的方向上移動距離。常錯在對條件理解不深，如有力無距離、有距離無力或力與距離方向垂直等情況判斷失誤。效率混淆同學們易混淆有用功、額外功和總功的概念，導致計算機械效率出錯。如滑輪組中，忽略動滑輪重算有用功，或斜面問題里沒考慮摩擦力等額外因素。易錯點警示01知識結構本單元知識圍繞簡單機械與功展開。簡單機械含杠桿、滑輪、斜面；功和功率涉及定義、計算；機械效率是有用功與總功比值，各部