发布时间 : 星期四 文章江苏省启东中学初中部中考物理专题复习：简单机械、功和能更新完毕开始阅读
新世纪教育网 www.xsjjyw.com 精品资料 版权所有@新世纪教育网
如果两个物体所处的高度相同，则质量越大的物体所具有的重力势能越大；如果两个物体的质量相同，则所处的高度越高的物体所具有的重力势能越大。
如果一个物体的质量比另一个物体的质量大，但它的高度却比另一个物体的高度要小时，要比较这两个物体重力势能的大小，这就要看它们能做多少功来决定。
例如让这样情况的两个打桩机重锤从各自所处的高度落下，能把同一个木桩打入地里较深的垂锤，它具有的重力势能就较大。
(3)弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。
弹性势能的大小与物体的弹性形变有关.某个物体的弹性形变增大，它具有的弹性势能增大。
例如对某一张被拉弯的弓来说，它被拉得越弯，箭将被射得越远，表明弓的弹性势能越大。
(4)机械能：动能和势能统称为机械能。
某一状态下，机械能=动能＋势能。如果一个物体只具有50焦的动能，则该物体的机械能就是50焦；如果一个物体只有60焦的势能，则该物体就具有60焦的机械能；如果某物体既有50焦的动能，又具有60焦的势能，则该物体的机械能就是其动能与势能之和，即其具有的机械能是110焦。
(5)动能和势能之间可以互相转化．
动能和势能在一定条件下可以相互转化，在转化过程中，如果没有其他形式的能产生，则机械能的总量保持不变。
例如空中的石头下落时，其高度降低，速度加快，是重力势能转化为动能，如果忽略空气阻力，则其机械能总量保持不变。
【典题剖析】
【例1】如图2(甲)所示是用道钉撬撬起道钉的示意图，请画出作用在道钉撬上动力F1
的力臂。
图2
思路引导 力臂是从支点到力的作用线的距离。画力臂是重要的作图之一，要注意作图的规范。画力臂可以从以下几步进行：
辨认杠杆，确定支点；将力的作用线用虚线延长(有时可不用延长)；从支点向力的作用线作垂线，标垂足，垂线要用虚线，力臂用大括号勾出，在旁边标上字母L。
答案：如图2(乙)所示。
【例2】 如图3(a)是一个均匀直杠杆，O为支点，在A点 挂一重10N的物体，则在B点用20N的力，可以使杠杆处于水平 平衡状态．问：
(1)若在C点仍用20N向下的力，杠杆能否平衡?(图中每
图3(a)
新世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@新世纪教育网
个格距离相等)
(2)若在C点用20N的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡? 思路引导 F的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡．
解：(1)力F作用于B点时，杠杆平衡： G·AO＝F·OB
当力F作用于C点时：G·AO＝10N×AO=10N×2OB F·OC＝20 N×20 B F·OC＞G·AO
∴ 杠杆不能平衡，C端下沉．
(2)根据上面的讨论，若C点用力为20N，但方向不限的
话，我们可以采取减小力臂的方法，使杠杆重新平衡．如图3(b)． 当F斜着用力时，力臂减小为l2．
若此时F＝20N，l2＝OB大小，则杠杆可以再次平衡． 答案 不能平衡，可能平衡
图3 (b)
【例3】筷子是我国劳动人民的伟大发明，用筷子夹菜时，筷子可以看成杠杆，它的动力是______对______的作用，阻力是______对______的作用。一般来说，筷子是动力臂______阻力臂的___________杠杆。
思路引导 杠杆的动力和阻力指的都是杠杆受到的力，所以动力是手指对筷子的作用，阻力是菜对筷子的作用。确定筷子这个杠杆动力臂和阻力臂的关系，需要找到支点，支点在筷子的上端，动力臂小于阻力臂，筷子是一个费力杠杆。
对于类似的实际中使用的杠杆，要善于从实际的工具中抽象出具体的杠杆模型。在确定杠杆的几个要素时，要抓住研究对象是杠杆，在确定杠杆的支点时，可以设想让工具动一动，在动的过程中，便可确定不动的点，即支点。
答案：手指，筷子，菜，筷子，小于，费力。
【例4】在图4(a)中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的
绕法。
思路引导 如图4(b)，绳子的绕法为最省力，则应从定滑轮开始绕 起，最后承担物重的绳子根数为4根． 如何求滑轮组绳子上的拉力?
图4(a) (1)使用滑轮组竖直提起重物
第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：F＝
G物n．如图4(b)，n＝4，F＝
G 4第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重．拉力：F＝如图4(b)，若物体重500N，动滑轮重100N，则拉力： F＝
G物?G动n
500N?100N＝150N．
4第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械 图4(b)
新世纪教育网 www.xsjjyw.com 精品资料 版权所有@新世纪教育网
效率去考虑求出拉力。 公式推导：η＝
W有W总＝
Gh Fs拉力：F＝
Gh，如图4(b)，若物体重500N，滑轮组机械效率为70%，s＝4h， ??s500NGh＝≈178.6N ??s0.7?4则拉力： F＝
(2)使用滑轮组平拉重物 如图5，用滑轮组匀速拉动物体A，这时拉力F大小和重量无直接关系． ．．
图5
在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：F＝
F?f＝，其中f表示A与地面的nn摩力．n表示与动滑轮连接的绳子根数．设：A重120N，A与地面摩擦力为30N，则拉力：F＝
30N＝10N． 3【例5】一个人扛着重300N木箱，水平走了10m，随后杠着木箱上了3m高的二楼放下。问这个人对木箱共做了多少功？
思路引导 当人杠木箱走10m时，人对木箱的支持力竖直向上，支持力与木箱移动的距离垂直，此过程中人不做功，即W1?0J
当人扛木箱上3m高的楼时做的功：
W2?F2h?Gh?300N?3m?900J
人对木箱做总功： W?W1?W3?0J?900J?900J
在计算功时，必须同时考虑力，距离这两个因素。还要特别注意，这两个因素必须对应，即力是物体运动时所受的力，距离是在力的作用下物体沿力方向通过的距离。将相互对应的两个量乘在一起，才是这个力所做的功。在此题中，容易误认为扛着木箱走10m时，人对箱的支持力也做功了。
【例6】用动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，绳端的作用力是250N，则有用功的功率是________W．
思路引导 题目给了力、距离和速度等多个数据．考查学生面对多个量，能否正确地挑选出题目所需要的数值．
新世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@新世纪教育网
解：有用功率的概念：P有＝v为物体上升速度．
W有t＝
Gh＝G·v＝400N×0.5m/s＝200W其中G为物体重，t 扩展：如果求总功率，则有： P总＝
W总t＝
Fs＝F·v′ t
v′为拉力F提升速度．
在此题中，一个动滑轮：s＝2h，所以v′＝2v＝1m/s ∴ P总＝Fv′＝250N×1m/s＝250W
通过P有和P总，还可以求出这个动滑轮的机械效率． 答案 200W
【例7】跳伞运动员从空中匀速下落，人和伞的 ( ) A．动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少 C．动能减少，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
思路引导 从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题． 匀速下落的跳伞运动员，质量和速度不变，动能不变； 下落过程中，相对地面的高度减小，重力势能减少；
机械能＝动能＋势能，动能不变，势能减少，机械能减少． 答案 B
【例8】一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点挂
一重物G，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F 如图6(a)所示，力F使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置 的过程中，力F和它的力臂LF、重力G和它的力臂LG的变
图6(a) 化情况是 ( )
A．F增大，LF减小
B．F减小，LF增大
C．G不变，LG减小
D．G不变，LG增大
思路引导 以O为支点，杠杆慢慢抬起过程中，重力大小为G，始终不变，重力的力臂为LG，从图中看出，LG增大了．拉力大小为F，从图中看出，拉力的力臂LF变小了．
解 设杆OB与水平线夹角为θ，如图6(b)． 列出杠杆平衡方程： F·lF＝G·lG F·OB· sinθ＝G·
OBcosθ 2图6(b)