九年级物理上册 简单机械、功和能（解析版）

初中物理第03讲 简单机械 功和能（复习篇）目录 考点聚焦：课标考点+中考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破特别说明：难点强化选自难度中等及偏大热门的常考题型，学以致用全部选自于2023年的中考真题课标考点聚焦1．简单机械（1）认识杠杆，知道杠杆的一些应用2）通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件3）认识定滑轮、动滑轮及其作用，了解简单的滑轮组2．功和功率（1）结合实例认识功的概念知道做功的过程就是能量转化或转移的过程能用公式W＝Fs进行有关计算2）结合实例理解功率的概念了解功率在实际中的应用会用公式P＝W/t进行简单计算3）结合实例认识效率的概念，并能进行简单的计算了解提高机械效率的途径和意义4）在能量的转化和转移过程中认识效率，在生产、生活中有提高效率的意识3．机械能（1）通过实例认识物体的动能、势能和机械能2）能用实例说明物体的动能和势能的相互转化3）能用实例说明机械能和其他形式能的转化中考考点聚焦1. 杠杆基本知识：2023.陕西、2023.湖北、2023四川2. 探究并了解杠杆的平衡条件：2023河南、2023江苏、2023上海3. 滑轮：2023四川、2023广东、2023山东4. 功和功率：2023河南、2023浙江、2023广西5. 机械效率：2023. 江苏、2023湖北、2023云南6. 机械能及转化：2023山东、2023江苏、2023天津1.杠杆（1）杠杆五要素:①支点：杠杆绕着转动的点。

用字母O表示②动力：使杠杆转动的力用字母F1表示③阻力：阻碍杠杆转动的力用字母 F2 表示④动力臂：从支点到动力作用线的距离用字母l1表示⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离用字母l2表示2）杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2 （由阿基米德发现）（3）杠杆分类：①省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离；例子：撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀、启瓶器等②费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离；例子：缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆、筷子、镊子等；③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力不费距离；例子：天平，定滑轮、跷跷板一、力臂画法：（1） 确定支点O2） 画力的作用线（延长线或反向延长线用虚线）3） 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，垂直符号不能少）4）标力臂字母（大括号）二、画最小力：（1）在杠杆上找一点，使该点到支点的距离最远，并且用虚线连接2）过该点做连线的垂线，即为最小动力的方向2.实验：探究杠杆平衡条件（1）杠杆平衡的含义：指杠杆静止或匀速转动2）实验考点：①调节螺母，使杠杆在水平位置平衡（左高向左调），好处：方便直接读出力臂；②如何多次实验：改变钩码个数和位置，重复实验，得出普遍规律。

③支点选在杠杆中点的原因：避免杠杆自重影响实验结果④实验中，把钩码换成弹簧测力计好处：可改变力的方向且直接读出拉力大小⑤当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时：弹簧测力计示数变大原因是拉力的力臂逐渐变小A.动力、阻力都是杠杆的受到的力，所以作用点在杠杆上B.动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反3. 滑轮（1）定滑轮：①实质：等臂杠杆②特点：不省力，但能改变力的方向③绳子自由端移动距离：S=h④应用：旗杆顶端常用定滑轮2）动滑轮：省力费距离；F=G总 /2S=2h3）滑轮组：①省力情况：不计摩擦，则拉力：F= (G物+G动) /n②绳子自由端移动距离：S=nh （V拉=nV物）绳子股数n的确定方法：用手挡住定滑轮，看图中与动滑轮直接接触的绳子段数，就是n值4. 功（1）定义：如果有力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功2）做功的两个必要因素：①有力作用在物体上②物体在力的方向上通过了距离不做功的几种情况：（1）有力无距离：物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离用力推汽车，汽车没有移动）（2）有距离无力：物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离。

关闭油门的汽车滑行了一段距离）（3）力和距离垂直：物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动距离方向与力的方向垂直小明提着水桶在水平地面走了一段距离）（3）公式： W = FS（4）单位：焦耳（J），1J= 1N·m 常见功的估测：（1）把两个鸡蛋举高1m ，做的功大约是1J 2）把1瓶矿泉水从地上捡起并举高，做的功大约是10J 3）中学生从一楼上到二楼，做的功大约是1500J 5. 功率（1）定义：功与做功时间之比，它在数值上等于单位时间里完成的功2）物理意义：表示做功快慢的物理量3）公式：P=W/t 4）单位：瓦特，简称瓦（W）； 兆瓦（MW）；千瓦（kW ）进率： 1MW=106KW 1kW=103W （5）求功率的两个方法：①普遍公式：P=W/t 单位必须统一为主单位：瓦（W）、焦（J）、秒（S）②当物体作匀速直线运动时：P=W/t=FS/t=FVA. 单位必须统一为主单位：瓦（W）、牛（N）、米/秒（m/S）B.发动机的功率一般保持不变，所以F和V反比减少车辆的速度就会使车辆的牵引力增大常见功率的估测：中学生跳绳的功率约为60 W表示：中学生１s 内做功60J 6. 机械效率（1）几种简单机械的效率：竖直滑轮组的机械效率：η=W有W总×100％=GhFs×100％;水平滑轮组的机械效率：η=W有W总×100％=fs物F拉s拉×100％;斜面的机械效率：η=W有W总×100％=GhFs×100％;（2）滑轮组的机械效率与物体的重力、动滑轮的重力和绳子与滑轮之间的摩擦力有关；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。

3）提高滑轮组机械效率的方法：①减小摩擦②增大物重相同机械，提升物体越重，机械效率越高）③减轻机械自重提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低）7. 机械能（1）定义：动能和势能统称机械能2）物理意义：一个物体具有机械能可以表现为只有动能或只有势能或同时具有动能和势能3）单位： 焦耳（J）物体由于运动而具有的能量教动能动能的大小只跟速度、质量有关1）质量相同的物体，速度越大，动能越大2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大物体由于被举高而具有的能量叫重力势能影响重力势能大小的因素：质量和高度1）质量相同的物体，高度越高，重力势能越大2）高度相同的物体，质量越大，重力势能越大物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能4）动能和势能可以相互转化：①动能和重力势能间的转化规律：A.同一物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能单摆下降）B.同一物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能单摆上升）②物体发生弹性形变时，动能与弹性势能也可以相互转化5）机械能守恒：物体的动能和势能是可以相互转化的在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变考点1：杠杆【例1】如图为我国古人运送巨木的劳动场景示意图，他们通过横杆、支架、石块等将巨木的一端拾起。

当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（ ）A．减少横杆右端的人数B．将支架向右移动C．横杆右端的人向支架靠近D．减小横杆上悬绳与支架间的距离 【答案】D【详解】减少横杆右端的人数，减小了动力，则阻力和阻力臂的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，选项A错误；将支架向右移动，动力臂变小，则阻力和阻力臂的乘积变大，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，选项B错误；横杆右端的人向支架靠近，减小了动力臂，则阻力和阻力臂的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，选项C错误；减小横杆上悬绳与支架间的距离，减小了阻力臂，则阻力和阻力臂的乘积变小，而动力和动力臂的乘积不变，可能将巨木抬起，选项D正确故本题的正确答案为D.解题归纳：考查目标：通过实例认识生活中的杠杆，辨别省力杠杆和费力杠杆；能根据杠杆的平衡条件进行分析和判断考点2：功和功率、机械效率【例2】如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图5-2乙所示，吊篮和动滑轮的质量为20kg，吊篮由电动机控制升降，电动机输出功率恒为1000W。

在某次吊升过程中，两名工人及所带工具的总质量为250kg，30s内吊篮匀速上升6m，g取10N/kg，求：（1）该过程中的有用功；（2）平台的机械效率答案】（1）1.5×104J；（2）50%【详解】（1）两名工人及所带工具的总重力G总＝mg＝250kg×10N/kg＝2500N，则该过程中的有用功W＝G总h＝2500N×6m＝1.5×104J2） 由P＝W总/t可知，平台做的总功W总＝Pt＝1000W×30s＝3×104J，平台的机械效率η＝W有/W总＝1.5×104J/3×104J×100%＝50%解题归纳：考查目标：通过实例考查对功、功率和机械效率概念的理解和简单的运算能力考点3：机械能及其转化【例3】（双选）图所示是小朋友们喜欢的荡秋千游戏，下列说法正确的是（ ）A．秋千运动到最高处时动能最大B．秋千从高处向低处运动的过程中，重力在做功C．秋千从低处向高处运动的过程中，重力势能转化为动能D．秋千最终会停下来，说明机械能转化成其他形式的能 【答案】BD【详解】秋千在运动的过程中，速度和高度不断发生变化，秋千的动能和势能也在不断发生转化秋千运动到最高处时，速度最小，势能最大，动能最小，因此选项A错误。

秋千从高处向低处运动的过程中，高度在减小，重力在做功，势能在减小，因此选项B正确秋千从低处向高处运动的过程中，高度在增加，重力势能增加，动能减小，动能转化为重力势能，因此选项C错误秋千最终会停下来，秋千的机械能变小，说明机械能转化为其他形式的能，因此选项D正确故本题的正确答案为B、D解题归纳：考查目标：通过实例认识物体的动能、势能及其变化，知道动能、势能之间的相互转化一、选择题1．（2023湖北随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（　　）A．肩膀应该靠近“轻的一头”B．肩膀应该靠近“重的一头”C．肩膀应该居于扁担正中间D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动【答案】B【解析】ABC．根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知，力变大，力臂减小，为了使扁担处于水平平衡状态，肩膀应该靠近“重的一头”，故AC错误，B正确；D．。