杠杆，功，机械能练习
(一) 杠杆：
1. 定义：在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2. 杠杆的五要素：
①支点：杠杆绕着转动的固定点叫做杠杆的支点，常用符号“O”表示。
②动力：作用在杠杆上使杠杆转动的力叫做动力，常用符号“F1”表示。
③阻力：作用在杠杆上阻碍杠杆转动的力叫做阻力，常用符号“F2”表示。
④动力臂：从支点到动力作用线的距离叫做动力臂，常用符号“L1”表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂，常用符号“L2”表示。
3. 杠杆的平衡：
①定义：杠杆处于静止不转或缓慢地匀速转动叫做杠杆平衡。
②条件：杠杆平衡时，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，用公式表示为：F1L1＝F2L2；或杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一，用公式表示为：
＝
。
4. 杠杆的应用：
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力杠杆可以省力但要费距离；
②费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力杠杆费力但可以省距离；
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，等臂杠杆既不省力，也不能省距离。
(二) 滑轮
1. 滑轮：周边有槽可以绕轴转动的圆轮叫做滑轮。滑轮实际上是一个可以连续转动的杠杆。根据使用的方法不同，滑轮又分为定滑轮、动滑轮和滑轮组三种类型。
2. 定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。下图中，定滑轮的支点是转轴O，动力臂是轮的半径OB，阻力臂是轮的半径OA。
3. 动滑轮：使用时，轴随重物一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮实际上是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，所以使用动滑轮可以省一半力，但不能改变施力的方向。下图中动滑轮的支点是A（而不是O，动力臂是AB，阻力臂是AO。
(三) 功：
1. 定义：力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。功的两个必要因素是：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
2. 公式：W＝Fs。
3. 单位：焦耳（J）。 1焦＝1牛·米。
(四) 功率：
1. 定义：单位时间里完成的功叫做功率，它是用来表示物体做功快慢的物理量。
2. 公式：P＝
。
3. 单位：瓦特（W）。 1瓦＝1焦/秒。
(五) 功的原理：
1. 功的原理的内容：利用任何机械做功时，动力对机械所做的功，等于机械克服所有阻力所做的功。也就是说，使用任何机械都不省功。
2. 公式：W1＝W2，其中，动力所做的功W1＝Fs，机械克服物体重力所做的功W2＝Gh。
(六) 机械能：
1. 能（量）：物体做功的本领叫做能（或能量）。物体能做多少功，就说它具有多少能。能量的单位和功的单位一样是：焦耳（J）。
2. 动能和势能：
| 物 理 量 | 定 义 | 决 定 大 小 的 因 素 | |
| 动 能 | 物体由于运动而具有的能。 | 动能与物体的质量和速度有关。速度越大、质量越大，物体的动能越大。 | |
| 势能 | 重力势能 | 物体由于被举高而具有的能。 | 重力势能与物体的质量和高度有关。物体被举得越高、质量越大，重力势能就越大。 |
| 弹性势能 | 物体由于发生弹性形变而具有的能。 | 弹性势能与弹性物体的弹性强弱和形变大小有关。弹性越强、形变越大，物体的弹性势能就越大。 | |
3. 机械能：动能和势能统称为机械能。
4. 机械能的转化和守恒定律：物体的势能和动能是可以互相转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的互相转化过程中，机械能的总量保持不变。
一．填空题
1. 根据杠杆平衡条件可知，当＿＿＿＿时，杠杆为省力杠杆；下列提供的杠杆属费力杠杆的是（填序号）＿＿＿＿＿＿＿，使用费力杠杆的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
提供的杠杆是：A、撬棒。B、抽水机手柄。C、独轮车。D、钢丝钳。E、汽水瓶盖板头。F、摄子。G、理发剪刀。H、羊角锤。I、道钉撬。K、天平。
2. 如图，撬棒AB长1.8米，AO长40厘米，重物对棒A端的压力F＝700牛，则要撬动重物需要的最小力为＿＿牛，作用的位置应在＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿＿。为了更加省力，可将支点O向＿＿＿＿端移动。
3. 使用动滑轮可省＿＿＿＿＿力，但不能省＿＿＿＿＿，它实质上是＿＿＿＿＿的杠杆。
4. 某人用100牛的水平拉力使重为500牛的小车沿水平方向前进了5米，在这过程中拉力做的功是＿＿＿＿＿焦。后来又用沿斜坡方向的100牛的拉力将小车拉上坡顶，该斜坡长为5米，高为0.5米，这时拉力做的功为＿＿＿＿焦。
5. 两台机器功率之比为3：2，则做相同的功时所用时间之比为＿＿＿＿＿。若用相同时间，则所做之比为＿＿＿＿＿。
6. 工人用定滑轮把重为500牛的物体在2秒内匀速提升1.5米，则工人所用拉力为＿＿＿＿牛，所做的功为＿＿＿＿＿焦，功率为＿＿＿＿瓦。（不计滑轮重和摩擦）
7. 一头牛耕田1小时所做的功为1.44×106焦，这头牛的功率为＿＿＿＿＿瓦；若用功率为3千瓦的拖拉机来耕这些田，则拖拉机需用时间为＿＿＿＿＿＿＿＿。
8. 一个体重为400牛的学生在10秒内跑上4米高的楼，则这位同学的功率为＿＿＿瓦，所做的功为＿＿＿＿＿＿焦。
9. 某同学用动滑轮将重为500牛的物体升高1.5米，所用拉力300牛，则该同学做功中额外功是＿＿＿＿＿焦，动滑轮的机械效率是＿＿＿＿。
10. 物体能做功，我们就说物体具有＿＿＿。小车在斜坡上滑下来，速度越来越快，这是＿＿＿能转化成＿＿＿能。拉紧的弓将箭射出，这是＿＿＿能转化成＿＿＿能。
＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿统称为机械能，机械能转化和守恒定律的内容是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿选择题
1. 如图，杠杆处于平衡状态，若将两边砝码都增加为原来的3倍，则杠杆将：
A. 仍处平衡。 B. 不平衡，左端下沉。C. 不平衡，右端下沉。D. 不平衡，上下摆动。
2. 下列说法中正确的是：
A. 只有直的硬棒才能做杠杆。 B. 托盘天平是等臂杠杆。
C. 动力臂是支点到动力作用点的距离。 D. 动滑轮和定滑轮所起的作用是相同的。
3. 用汽水瓶扳手开启瓶盖时（如图甲所示），其受力示意图应为乙图中的哪一个？
4. 重为400牛的箱子在80牛的水平推力作用，沿水平方向前进2米，则推力和重力所做的功分别是：
5. A. 800焦、160焦。 B. 160焦、800焦 C. 0焦、160焦。 D. 160焦、0焦。
6. 下列情况中做功一定为1焦的是：
A. 将重为1牛的物体移动1米。 B. 将重为1牛的物体竖直向上移动1米。
C. 用1牛的力使物体移动1米。
D. 用竖直向上的1牛的力使受力物体竖直向上移动1米。
7. 物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离S，试比较在如图所示的三种情况中，力对物体做功的多少：
A. W1＜W2＜W3。 B. W1＞W2＞W3。 C. W1＜W3＜W2。 D. W1＝W2＝W3。
8. 汽车发动机的功率是25千瓦，它的物理意义是：
A. 发动机能做25000焦的功。 B. 发动机每秒做功25000瓦。
C. 发动机每秒做功25000焦。 D. 发动机每秒做功25焦。
9. 起重机把物体匀速拉上高处，下列物理量中肯定变化的是：
A. 动能。 B. 机械能。 C. 起重机的功率。 D. 起重机的机械效率。
10．某同学用100牛的力猛踢一个重为20牛，静止在草地上的足球，球离脚后在草地上前进了25米，则人对足球做的功是：
A. 0焦。 B. 2500焦。 C. 500焦。D. 无法确定。
11．甲乙两台机器，甲的功率比乙的功率大，下面说法中正确的是：
A. 甲做的功比乙多。 B. 甲做功所用的时间比乙少。
C. 做相同的功甲做的额外功较少。 D. 甲做功比乙快。
12．下列几种情况中机械能没有发生变化的是： （ ）
A. 缆车沿水平方向匀速运动。 B. 汽车匀速驶上一个斜坡。
C. 站在匀速下降的电梯中的乘客。 D. 汽车关闭发动机后在平直公路上向前滑行。
三．作图题
请完成如下图所示杠杆的示意图
四．实验题
1．如图是“研究杠杆的平衡条件”的实验示意图，图中杠杆两端螺母的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿。如果G＝2.45牛，则在C点须挂＿＿＿＿＿牛的重物才能使杠杆平衡；若在B点用力拉，则拉力至少是＿＿＿＿牛，且方向为＿＿＿＿＿＿＿，才能使杠杆平衡。如果在杠杆支点左侧和右侧分别挂9牛和3牛重物，杠杆仍能平衡，则杠杆两臂长度之比为＿＿＿＿＿，这时将右侧力增加1牛，那么左侧力必须增加＿＿＿＿牛，才能使杠杆重新平衡。
五．计算题
1. 轻质硬棒OM的中点N处挂一重物G，在M端施加一个始终保持跟OM垂直的拉力F如图。试比较F跟G的大小，并说明理由。
在夹角α不断增加（但小于90°）的过程中，拉力F如何变化？为什么？
2. 质量为5吨的列车，在平直铁路上匀速前进，若车受到的阻力为车重的
，前进100米所用时间为5秒，求：
（1）列车受到的阻力为多大？
（2）牵引力做的功为多大？
（3）发动机的功率为多大？