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-207010-26035114363587630第九课时
杠杆、力做功与功率
第九课时
杠杆、力做功与功率
-44450166370知识点一 机械能——动能与重力势能的相互转化
知识点一 机械能——动能与重力势能的相互转化
7054851149351、动能
势能
315023560325重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
1016024130
机械能及其转化
（1）机械能:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
说明:A.一个物体可以既有动能,又有势能;
B.物体具有的机械能的大小等于物体具有的动能和势能之和,即机械能=动能+势能。
（2）转化:在一定条件下,动能和势能是可以相互转化的。
（3）机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
-17780261620说明:机械能守恒是有条件的,只有动能和势能相互转化时,机械能是守恒的。机械能内部转化情况可表示如下(物体质量不变):
-5524519050例1
例1
蹦床运动员离开蹦床弹向空中的过程中,运动员的?(　　)
374650026035A.动能减小,势能增加 B.动能增加,势能增加
C.动能减小,势能减小 D.动能增加,势能减小
-457205715例2
例2
如图所示,一小球从光滑斜面上由静止开始滚下,当小球从A处滚至B处的过程中时,有关此小球的说法中正确的是(　　)
2552700108585小球的动能不变
B.小球的重力势能增大
C.小球的机械能不变
D.小球的机械能增大
-552457620例3
例3
如图所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
276860067945A．物体动能增大，机械能不变
B．物体动能不变，机械能减小
C．物体重力势能不变，机械能不变
D．物体重力势能减小，机械能增大
-4572034290练习
练习
1.2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能　　　　,动能　　　　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。?
2.铅球被推出手后,在某一时刻它的动能是200 J,重力势能是120 J,此时它的机械能为　　　????J。 解析　铅球的机械能就是其动能和势能之和。
4362450298453.如图所示,苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的苹果,
哪一个苹果的重力势能最大?(　　)
A.甲　????B.乙　　C.丙　????D.一样大
4.汽车在公路上行驶,往往要被限制最大行驶速度,用物理学的思维来解读,其目的是(　　)
A.限制摩擦力 B.限制势能 C.限制动能 D.限制惯性
5.下列各个过程中,动能不变,机械能增大的是(　　)
4635580010260477025400
6.如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
326453515875A．物体的动能不变，机械能不变
B．物体的重力势能增大，机械能增大
C．物体的重力势能转化为动能
D．物体的动能转化为重力势能
48196501866907.如图所示，滑雪运动员从最高处A点加速下滑到最低处B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小
-45085261620知识点二 杠杆平衡条件应用与杠杆作图
知识点二 杠杆平衡条件应用与杠杆作图
1.杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态。
2.杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂或写为F1l1=F2l2。
题型一 杠杆平衡条件
3409950267970-4572011430例4
例4
如图所示,杠杆挂上钩码时恰好平衡,每个钩码的质量均相等。在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是?(　　)
A.左、右钩码各向支点移一格
B.左、右钩码各减少一个
C.左、右钩码各增加一个
D.左、右钩码各减少一半
-552455715练习
练习
1.杠杆平衡时,动力F1的大小为10 N,动力臂L1为0.1 m,阻力臂L2为0.2 m,则阻力F2的大小是　　　　N。?
38468301936752.如图所示,在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中,要使调好的杠杆重新在水平位置平衡,应在A处悬挂钩码的个数是 个。
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
3.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（ ）
508127085090299085222885165862099060299275550165A.???????????????????????????????????????????B.????? C.???????????????????????????????????????????D.?
题型二 杠杆作图
-4572030480例5
例5
如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L．
89725568580
-4572062865练习
练习
（1）画出图中动力F1的力臂L1.
341630111760
在图中画出拉力F对支点O的力臂L。
26670027940

题型三 最小力问题
方法：由F1l1=F2l2可知，力要最小，力臂就要最大，最大力臂：支点到力的作用点的距离
3556008350252581910598170-4572022860例6
例6
在杠杆上的A点挂一重物，在C点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡在图中所示的位置。试画出这个力的示意图和力臂。
-552453175练习
练习
1.在图中，O为支点，力臂最长的力是（????? ）
12763509525A.?F1??????????????????????????
B.?F2???????????????????????????????
C.?F3?????????????????????????????
D.?F4
2368554686302.在图中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图及其力臂．
题型四 杠杆的动态平衡分析 （始终都有F1l1=F2l2）
-4572021590例7
例7
如图所示，在水平力F的作用下，使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向缓慢转动至水平位置，在棒与竖直方向的夹角逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　）
269748021590?重力G不变，G的力臂不变??????????????????????????????????
?拉力F变大，F的力臂变小
C.?拉力F不变，F的力臂变大???????????????????????????????????
?D.?重力G变小，G的力臂变大
-5524531115练习
练习
1478280590550如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F ，将杠杆缓慢地由位置 A 拉倒位置 B ，力 F 在这个过程中（??? ）
A.变小 B.变大 C.不变 D.先变大后变小
37953955092702.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中间虚线所示位置，在转动的过程中（?? ）
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大???
C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小
-5461083185知识点三 力做功与功率
知识点三 力做功与功率
1000125914401.功的计算
-4572015875例8
例8
“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备。“塔吊”将8 000 N的钢材先竖直匀速向上吊起8 m,在此上升过程中,塔吊对钢材所做的功W1= J;然后又沿水平方向移动3 m,在水平移动的过程中,塔吊对钢材做功W2=　　　????J。 答案　6.4×104　0
解析　在上升过程中,塔吊对钢材所做的功W1=Fs=Gh=8 000 N×8 m=6.4×104 J;在水平移动的过程中,在拉力的方向上没有移动距离,不做功,W2=0J。
-4572063500练习
练习
1.马拉着重3 000 N的车在水平公路上匀速前进100 m,已知车受到的阻力是500 N,那么马对车做的功是(　　)
A.5.0×104 J B.3.0×105 J C.3.5×105 J D.2.5×105 J
1663706496052.小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,关于做功大小的下列说法正确的是?(　　)
W甲W乙>W丙 C.W甲=W乙=W丙　????D.W甲=W乙3.一名同学提着重200 N的物体在水平地面上行走了60 m,则他对物体做的功为　　　J,重力做的功为　　　　J。若他从底楼上到五楼(每层楼高为4 m),则他对物体做的功为　　　　J。?
695325514352. 功率
一般采用以下三种方法比较功率大小:
在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;
在做功相同的情况下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大;
false在做功的多少和所用时间都不同的情况下,通过P= ?计算功率大小进行比较。
-5588045720例9
例9
功率是描述物体　　　????的物理量。某小车功率为800瓦,它表示的物理意义是　　　　　　　　　　????。若该小车工作5分钟,则做功　　　????焦。
false解析　功率在数值上等于单位时间内所做的功,所以小车功率为800 W表示的物理意义是:小车在1 s内做的功为800 J;根据P= ?得W=Pt=800 W×5×60 s=2.4×105 J。
-4508577470例10
例10
一个重15 N的物体在水平拉力作用下,在水平面上做匀速直线运动,在3 s内移动了15 m,若拉力的功率为10 W,则该物体所受的摩擦力为?(　　)
A.15 N　　B.10 N　　C.2 N　　D.5 N
-4572027305练习
练习
1.体育课上,小刘同学用500 N的推力,在1.2 s时间内使重40 N的铅球沿推力方向向斜上方移动了1.2 m,而后铅球离手向前继续运动8 m落地。小刘推铅球时的功率是(　　)
A.500 W B.40 W C.50 W D.4 W
2.粗糙水平面上有一个重为150 N的物体,用10 N的水平推力使其在10 s内运动30 m,则推力做的功为　　　　J,推力的功率是　　　　W。?
-207010-26035114363587630第九课时
杠杆、力做功与功率
第九课时
杠杆、力做功与功率
-44450166370知识点一 机械能——动能与重力势能的相互转化
知识点一 机械能——动能与重力势能的相互转化
7054851149351、动能
势能
315023560325重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
1016024130
机械能及其转化
（1）机械能:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
说明:A.一个物体可以既有动能,又有势能;
B.物体具有的机械能的大小等于物体具有的动能和势能之和,即机械能=动能+势能。
（2）转化:在一定条件下,动能和势能是可以相互转化的。
（3）机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
-17780261620说明:机械能守恒是有条件的,只有动能和势能相互转化时,机械能是守恒的。机械能内部转化情况可表示如下(物体质量不变):
-5524519050例1
例1
蹦床运动员离开蹦床弹向空中的过程中,运动员的?(　　)
374650026035A.动能减小,势能增加 B.动能增加,势能增加
C.动能减小,势能减小 D.动能增加,势能减小
答案????A 点拨　分析判断物体具有的动能、重力势能
和弹性势能大小的变化时,要注意明确研究对象,然后
分析影响物体动能、重力势能和弹性势能大小的因
素的变化情况,从而做出判断。
-457205715例2
例2
如图所示,一小球从光滑斜面上由静止开始滚下,当小球从A处滚至B处的过程中时,有关此小球的说法中正确的是(　　)
2552700108585小球的动能不变
B.小球的重力势能增大
C.小球的机械能不变
D.小球的机械能增大
答案　C　当小球从A处滚至B处的过程中,重力势能减小,动能增大,故A、B错误;小球从光滑斜面上滚下,小球的重力势能转化为动能,小球的机械能不变,故C正确,D错误。
-552457620例3
例3
如图所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
276860067945A．物体动能增大，机械能不变
B．物体动能不变，机械能减小
C．物体重力势能不变，机械能不变
D．物体重力势能减小，机械能增大
【答案】B 解：物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，物体的质量不变，速度不变，高度降低，故动能不变，重力势能减小；因为动能和势能统称为机械能，所以机械能减小；故ACD错误，B正确。
-4572034290练习
练习
1.2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能　　　　,动能　　　　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。?
答案　变大　变大 解析　卫星质量不变,“升空”说明高度在增加,故重力势能变大;“加速”说明速度在变大,动能也就变大。
2.铅球被推出手后,在某一时刻它的动能是200 J,重力势能是120 J,此时它的机械能为　320　　????J。 解析　铅球的机械能就是其动能和势能之和。
4362450298453.如图所示,苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的苹果,
哪一个苹果的重力势能最大?(　　)
A.甲　????B.乙　　C.丙　????D.一样大
答案 C 解析　甲、乙、丙三个苹果的质量相等,从图上可以看出丙所处的位置最高,所以丙的重力势能最大。
4.汽车在公路上行驶,往往要被限制最大行驶速度,用物理学的思维来解读,其目的是(　　)
A.限制摩擦力 B.限制势能 C.限制动能 D.限制惯性
答案　C　车的速度越大,动能就越大,在刹车时不容易停下来,为了防止交通事故,所以要限制汽车行驶的最大速度,从而限制动能。
5.下列各个过程中,动能不变,机械能增大的是(　　)
4635580010260477025400
答案　C　热气球匀速上升过程中,其质量不变,速度不变,即动能不变;其高度增加,故其重力势能变大,机械能增大,所以C选项符合题意。
6.如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（　B　）
326453515875A．物体的动能不变，机械能不变
B．物体的重力势能增大，机械能增大
C．物体的重力势能转化为动能
D．物体的动能转化为重力势能
48196501866907.如图所示，滑雪运动员从最高处A点加速下滑到最低处B点的过程中，下列说法正确的是（　D　）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小
-45085261620知识点二 杠杆平衡条件应用与杠杆作图
知识点二 杠杆平衡条件应用与杠杆作图
1.杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态。
2.杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂或写为F1l1=F2l2。
题型一 杠杆平衡条件
3409950267970-4572011430例4
例4
如图所示,杠杆挂上钩码时恰好平衡,每个钩码的质量均相等。在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是?(　D　)
A.左、右钩码各向支点移一格
B.左、右钩码各减少一个
C.左、右钩码各增加一个
D.左、右钩码各减少一半
-552455715练习
练习
1.杠杆平衡时,动力F1的大小为10 N,动力臂L1为0.1 m,阻力臂L2为0.2 m,则阻力F2的大小是　　5　　N。?
38468301936752.如图所示,在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中,要使调好的杠杆重新在水平位置平衡,应在A处悬挂钩码的个数是 2 个。
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
3.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（ A? ）
508127085090299085222885165862099060299275550165A.???????????????????????????????????????????B.????? C.???????????????????????????????????????????D.?
题型二 杠杆作图
2847975161925-4572030480例5
例5
如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L．
89725568580
答案：
-4572062865练习
练习
（1）画出图中动力F1的力臂L1.
3416301117602819400104140
答案：
365760062230在图中画出拉力F对支点O的力臂L。
26670027940
答案：
题型三 最小力问题
方法：由F1l1=F2l2可知，力要最小，力臂就要最大，最大力臂：支点到力的作用点的距离
3556008350252581910598170-4572022860例6
例6
在杠杆上的A点挂一重物，在C点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡在图中所示的位置。试画出这个力的示意图和力臂。

【解析】由杠杆的平衡条件可知，当用力最小时，也就是力臂最大时，最大的力臂就是支点到力和作用点的距离，所以正确的作法是连接支点和力的作用点，通过力的作用点作力臂的垂线就行了.
-552453175练习
练习
1.在图中，O为支点，力臂最长的力是（??C??? ）
12763509525A.?F1??????????????????????????
B.?F2???????????????????????????????
C.?F3?????????????????????????????
D.?F4
【解析】【解答】解：由图可知，结合画力臂的要求可知，最长的力臂应为支点与力的作用点的连线，与力臂垂直的力是F3 ．
24047455746752368554686302.在图中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图及其力臂．
【答案】解：根据杠杆的平衡条件可知，力臂越大，所用的力越小，连接OA，然后过A点作垂直于OA、方向斜向上的最小作用力F，如图所示.
题型四 杠杆的动态平衡分析 （始终都有F1l1=F2l2）
-4572021590例7
例7
如图所示，在水平力F的作用下，使重为G的木棒绕固定点沿逆时针方向缓慢转动至水平位置，在棒与竖直方向的夹角逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　B　）
269748021590?重力G不变，G的力臂不变??????????????????????????????????
?拉力F变大，F的力臂变小
C.?拉力F不变，F的力臂变大???????????????????????????????????
?D.?重力G变小，G的力臂变大
【解析】因为重力G不会变。由图可知,在木棒转动过程中,拉力F的力臂L1在减小,重力G的力臂L2在增大，选项B符合题意，A. D不符合题意；
由根据杠杆的平衡条件,得FL1＝GL2,在G不变的情况下,L1减小,L2增大，所以拉力F增大，所以选项C不符合题意。
-5524531115练习
练习
1478280590550如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F ，将杠杆缓慢地由位置 A 拉倒位置 B ，力 F 在这个过程中（??B? ）
A.变小 B.变大 C.不变 D.先变大后变小
【解析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力臂不变，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力变大。A、C、D不符合题意，B符合题意。
【分析】杠杆平衡时，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，阻力臂增大时，动力臂不变，动力增大.
37953955092702.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中间虚线所示位置，在转动的过程中（??B ）
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大???
C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小
-5461083185知识点三 力做功与功率
知识点三 力做功与功率
1000125914401.功的计算
-4572015875例8
例8
“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备。“塔吊”将8 000 N的钢材先竖直匀速向上吊起8 m,在此上升过程中,塔吊对钢材所做的功W1= J;然后又沿水平方向移动3 m,在水平移动的过程中,塔吊对钢材做功W2=　　　????J。 答案　6.4×104　0
解析　在上升过程中,塔吊对钢材所做的功W1=Fs=Gh=8 000 N×8 m=6.4×104 J;在水平移动的过程中,在拉力的方向上没有移动距离,不做功,W2=0J。
-4572063500练习
练习
1.马拉着重3 000 N的车在水平公路上匀速前进100 m,已知车受到的阻力是500 N,那么马对车做的功是(　　)
A.5.0×104 J B.3.0×105 J C.3.5×105 J D.2.5×105 J
答案　A　马对车做的功W=Fs=fs=500 N×100 m=5.0×104 J。
1663706496052.小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,关于做功大小的下列说法正确的是?(　　)
W甲W乙>W丙 C.W甲=W乙=W丙　????D.W甲=W乙答案????C　用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s,三个过程中所做功的大小都等于Fs。
3.一名同学提着重200 N的物体在水平地面上行走了60 m,则他对物体做的功为　　　J,重力做的功为　　　　J。若他从底楼上到五楼(每层楼高为4 m),则他对物体做的功为　　　　J。? 答案　0　0　3 200
解析　该同学提着重200 N的物体在水平地面上行走了60 m,提力的方向是竖直向上的,重力方向竖直向下,而行走的距离是在水平方向上,没有在力的方向上移动距离,所以他对物体做的功为0 J,重力做的功为0 J。该同学从底楼上到五楼,他对物体做的功:W=Gh=200 N×4×4 m=3 200 J。
695325514352. 功率
一般采用以下三种方法比较功率大小:
在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;
在做功相同的情况下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大;
false在做功的多少和所用时间都不同的情况下,通过P= ?计算功率大小进行比较。
-5588045720例9
例9
功率是描述物体　　　????的物理量。某小车功率为800瓦,它表示的物理意义是　　　　　　　　　　????。若该小车工作5分钟,则做功　　　????焦。
false解析　功率在数值上等于单位时间内所做的功,所以小车功率为800 W表示的物理意义是:小车在1 s内做的功为800 J;根据P= ?得W=Pt=800 W×5×60 s=2.4×105 J。
答案　做功快慢　小车在1 s内做的功为800 J　2.4×105
-4508577470例10
例10
一个重15 N的物体在水平拉力作用下,在水平面上做匀速直线运动,在3 s内移动了15 m,若拉力的功率为10 W,则该物体所受的摩擦力为?(　　)
A.15 N　　B.10 N　　C.2 N　　D.5 N
falsefalsefalsefalse
答案????C　物体的运动速度v= =? =5 m/s,拉力的大小F= = ? =2 N。因为物体在水平面上做匀速直线运动,所以物体受到的摩擦力等于拉力,等于2 N。
-4572027305练习
练习
1.体育课上,小刘同学用500 N的推力,在1.2 s时间内使重40 N的铅球沿推力方向向斜上方移动了1.2 m,而后铅球离手向前继续运动8 m落地。小刘推铅球时的功率是(　　)
A.500 W B.40 W C.50 W D.4 W
答案　A　推力对铅球做的功W=Fs=500 N×1.2 m=600 J,当铅球离手后,小刘对铅球没有力的作用,铅球由于惯性向前继续运动8 m落地,小刘对铅球不做功,则小刘推铅球时的功率P=Wt=600J1.2 s=500 W。
2.粗糙水平面上有一个重为150 N的物体,用10 N的水平推力使其在10 s内运动30 m,则推力做的功为　　　　J,推力的功率是　　　　W。?
答案　300　30 解析　推力做的功为:W=Fs=10 N×30 m=300 J;功率:P=Wt=300J10 s=30 W。

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