第十一章简单机械和功的复习.ppt

简单简单机械机械简单机械和功简单机械和功杠杆杠杆种类种类平衡条件平衡条件F1L1=F2L2滑轮滑轮定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮特点及实质特点及实质滑轮组滑轮组力的关系力的关系功、功、功率功率及机及机械效械效率率做功的两个必要因素做功的两个必要因素功的功的计算计算W=FS做功做功快慢快慢功率的定义功率的定义功率的计算功率的计算P=Wt做功做功效率效率机械效率的定义、测量及计算机械效率的定义、测量及计算= 100W有用有用W总总FV距离的关系距离的关系第一部分：四种机械第一部分：四种机械一、杠杆一、杠杆a:a:支点支点O Ob:b:动力动力F F1 1c:c:阻力阻力F F2 2d:d:动力臂动力臂l l1 1e:e:阻力臂阻力臂l l2 2o.F1F2.B.Al2l1杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点使杠杆转动的力使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力从支点到动力作用线的垂直距离。从支点到动力作用线的垂直距离。从支点到阻力作用线的垂直距离。从支点到阻力作用线的垂直距离。2 2、有关杠杆的名词术语有关杠杆的名词术语1 1、杠杆定义：一根在、杠杆定义：一根在力力的作用下可绕一的作用下可绕一固定点固定点转转动的动的硬硬棒，叫做杠杆。棒，叫做杠杆。第一节、杠杆第一节、杠杆2、作力臂的方法、作力臂的方法1.找支点找支点2.沿动力和阻力的方向画出力的作用线，沿动力和阻力的方向画出力的作用线，3.过支点作这些力的作用线的垂线。过支点作这些力的作用线的垂线。所得垂线段就是力臂所得垂线段就是力臂（用大括号标出）（用大括号标出）。F1F2L2L1l2l1l2l1l2l1练一练：练一练： (3)动力臂动力臂阻力臂阻力臂, 省力杠杆（省力、费距离）省力杠杆（省力、费距离） (2)动力臂动力臂=阻力臂阻力臂, 等臂杠杆等臂杠杆3、杠杆分类、杠杆分类:例例1、如图所示的工具中，使用时属、如图所示的工具中，使用时属于于费力费力杠杆的是杠杆的是 ( )例例2.汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是示的四个方向用力，其中最省力的是( )A.沿沿F1方向方向 B.沿沿F2方向方向 C.沿沿F3方向方向 D.沿沿F4方向方向CF1F2F3F4A体会：体会：支点到力的作用点的距离是最长的力臂4 4、探究杠杆的平衡条件、探究杠杆的平衡条件(1)(1)杠杆的平衡杠杆的平衡是指杠杆静止不是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。转动或杠杆匀速转动。答答: :使杠杆自身的重力作用线使杠杆自身的重力作用线通过支点上，这样就通过支点上，这样就抵消了杠杆抵消了杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响自身的重力对杠杆平衡的影响(2)(2)为什么要调节杠杆两端的为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在螺母使杠杆在水平位置水平位置平衡？平衡？(3)(3)为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在调节钩码位置，使杠杆在水平位置水平位置重新平重新平衡？衡？答答: :便于测量力臂便于测量力臂实验次数动力F1/N动力臂 l1/cm动力动力臂 F1l1阻力F2/N 阻力臂 l2/cm阻力阻力臂 F2l2112212233232214探究杠杆的平衡条件 在“研究杠杆平衡条件”的实验中1、实验前，发现杠杆处于如图所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_移动（选填“右”或“左”）。2 2、在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆平衡，如图，则：等），杠杆平衡，如图，则：L L1 1L L2 2 在两边钩码下同时在两边钩码下同时 加挂一个同样的钩码，加挂一个同样的钩码，杠杆杠杆_（填（填“能或能或不能不能”）平衡？）平衡？ _边下降边下降? ?例例3 3、如图所示杠杆，在、如图所示杠杆，在A A端施一个端施一个始终与杠杆始终与杠杆垂直的垂直的力力F F，当杠杆由如图实线位置匀速转，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，动到虚线位置时，F F大小的变化情况是大小的变化情况是（ ） A大小不变大小不变 B由小变大由小变大 C先变大后变小先变大后变小 D先变小后变大先变小后变大 GOGOL L2 2GL L2 23、如图所示杠杆，在如图所示杠杆，在A A端施一个端施一个始终与杠杆垂始终与杠杆垂直的直的力力F F，当杠杆由如图实线位置匀速转动，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，到虚线位置时，F F大小的变化情况是大小的变化情况是（ ） A A大小不变大小不变 B B由小变大由小变大 C C先变大后变小先变大后变小 D D先变小后变大先变小后变大 3、 如图所示杠杆，在如图所示杠杆，在A A端施一个端施一个始终与杠杆始终与杠杆垂直的垂直的力力F F，当杠杆由如图实线位置匀速转，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，动到虚线位置时，F F大小的变化情况是大小的变化情况是（ ）A A大小不变大小不变B B由小变大由小变大 C C先变大后变小先变大后变小 D D先变小后变大先变小后变大 GGOL L2 2 例如图所示，一轻质杠杆例如图所示，一轻质杠杆OB可绕可绕O点转动，点转动，在杠杆上的在杠杆上的A点和点和B点分别作用两个力点分别作用两个力F1和和F2，使杠杆保持水平平衡，已知使杠杆保持水平平衡，已知OA=10cm，AB20cm。 （1）若）若F112N，方向竖直向下，问作用在，方向竖直向下，问作用在B点的力点的力F2的最小值为多大？的最小值为多大？（二）滑轮、滑轮组（二）滑轮、滑轮组定滑轮定滑轮特点：特点：不省力，可不省力，可改变施力的方向改变施力的方向实质：实质： 等臂杠杆等臂杠杆GF1F2F3动滑轮动滑轮特点：省一半力但不特点：省一半力但不改变力的方向。改变力的方向。若不计摩擦时，若不计摩擦时，F=1/2（G动动+G物）物）实质：实质：省力杠杆省力杠杆滑轮组的特点及作用滑轮组的特点及作用：既可省力，又可改变施力的方向既可省力，又可改变施力的方向FFGG12FG13FG不计绳重、动滑轮重及摩擦不计绳重、动滑轮重及摩擦轮轴轮轴实质：省力杠杆斜面作用：省力二、功1、做功的两个必要因素：（1）有力作用在物体上；（2）物体在这个力的方向上移动一段距离2、功的定义：力和物体在力的方向上、功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积移动距离的乘积3、功的计算：、功的计算：W=FSW=Gh4、功的国际单位： J注意：使用任何机械都不省功！ 在图中的四种情境中，人对物体做功的是（ ） 13小明同学用40N的水平推力沿水平地面推重为200N的小车，匀速前进了5m,所用时间为20s，在这个过程中 （ ） A重力做功1000J B推力做功200J C小车所受合力为160N D小明做功功率为50W单位时间内所做的功叫做功率。单位时间内所做的功叫做功率。国际单位：瓦特国际单位：瓦特 ，符号，符号 W W常用单位：千瓦常用单位：千瓦 （k Wk W）、兆瓦、兆瓦（mW）1 1、概念：、概念：3 3、公式：、公式：4 4、单位：、单位：1 1千瓦（千瓦（k Wk W）=1000=1000瓦（瓦（w w）1 1兆瓦（兆瓦（mWmW）=1000=1000千瓦（千瓦（k Wk W）2 2、意义：、意义： 功率是表示物体做功快慢的物理功率是表示物体做功快慢的物理量量 第四节第四节 功率功率P =WtF stF v=恒力F做功时功率：P=FV例例5、估测上楼时的功率：、估测上楼时的功率：1、实验原理是什么、实验原理是什么?2、需要测哪些物理量？、需要测哪些物理量？3、需要哪些器材？、需要哪些器材？器材：器材：磅秤、刻度尺、秒表磅秤、刻度尺、秒表物理量：物理量： 质量质量m、高度、高度h、时间、时间s 关于功率的各种说法，正确的是： （ ） A.做功越多，功率一定越大 B.做功所用的时间越少，功率越大 C.做功越快，功率一定越大 D.做功越省力，功率越大=Gn F = W有用有用W总总提高滑轮组机械效率的方法：提高滑轮组机械效率的方法：（1）增大物重；）增大物重；（2）减小动滑轮重；）减小动滑轮重；（3）减小绳重及摩擦）减小绳重及摩擦1、滑轮、滑轮组提升重物：、滑轮、滑轮组提升重物： W有用有用= Gh w总总 = FS滑轮、滑轮组的机械效率=W有用有用W总总h物物S绳绳G物物W有用有用W总总=G物物h物物F绳绳S绳绳需要测量需要测量的物理量的物理量: :弹簧测力计弹簧测力计刻度尺刻度尺G G物物F F绳绳h h物物S S绳绳测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率原理：原理：绳绳=G物物h物物F绳绳nh物物=G物物n F绳绳计算式计算式:注意：实验过程中应注意：实验过程中应匀速竖直拉动测力计匀速竖直拉动测力计2、滑轮、滑轮组滑轮、滑轮组平移重物平移重物 f指水平面对物体的摩擦力指水平面对物体的摩擦力 有用功有用功W有用有用=f.S物物 SF=nS物物机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用WWW总额外总WWW 例例4 4在在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：（1 1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计拉动弹簧测力计（2 2）此实验所用滑轮的个数至少是）此实验所用滑轮的个数至少是_个，个， 其中动滑轮有其中动滑轮有_个。个。第一次实验测得滑轮组的机械效率为第一次实验测得滑轮组的机械效率为_，第二次实验时滑轮组的机械效率，第二次实验时滑轮组的机械效率_第一次的机械效率（选填第一次的机械效率（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次数数钩码钩码重重/N/N钩码上升钩码上升高度高度/cm/cm弹簧测力弹簧测力计示数计示数/N/N弹簧测力计弹簧测力计移动距离移动距离/cm/cm1 12 210100.80.840402 25 55 51.51.520203262.5%大于大于匀速匀速序序号号钩码钩码重重G/N钩码上升钩码上升的高度的高度h/cm弹簧测力计弹簧测力计的示数的示数F/N弹簧测力计弹簧测力计移动的距离移动的距离S/cm1250.6252481.1例例5、在、在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，了两次实验，（1）在表格的空格处，填上合适的数据）在表格的空格处，填上合适的数据（2）在图）在图16中用笔画线代替细绳组装滑轮组中用笔画线代替细绳组装滑轮组(3)第第1次实验测得滑轮组的机械效率次实验测得滑轮组的机械效率_(4)如果将重为如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在率应在_ 范围内范围内4066.7%66.7%72.7% 用用10N的力的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动，拉着物体在水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为物体运动速度为20cm/s, （1 1）若不计绳重及摩擦，求物体受到地面的摩擦若不计绳重及摩擦，求物体受到地面的摩擦力为多大？拉力的功率为多大？力为多大？拉力的功率为多大？ (2)(2)若考虑绳重及摩擦，实际拉力为若考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，则滑，则滑轮组的机械效率为多大？轮组的机械效率为多大？F解；(1)不计绳重及摩擦不计绳重及摩擦 f=3F=3X10N=30N P=FVF=FX3V物物= 10NX3X0.2m/s=6W (2)=W有用有用/W总总 = f.S物物/(F.SF） =f/3F=30N/3X12N=83.3%例、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_m，手拉绳子的力为_N，拉力的功率为_W，滑轮组的机械效率为_.2809691.7 例、下列说法正确的是例、下列说法正确的是( )A、机械效率高的机械，功率一定大、机械效率高的机械，功率一定大B、做功多的机械，功率一定大、做功多的机械，功率一定大C、做功快的机械，功率一定大、做功快的机械，功率一定大D、做功时间长的机械，功率一定大、做功时间长的机械，功率一定大例例9如图所示的滑轮组，已知物重如图所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮，动滑轮重重40N(绳重及摩擦不计绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升，若重物匀速提升2m，则，则1、拉力、拉力F为多大？为多大？2、有用功多大、有用功多大3、总功多大、总功多大 4、滑轮组的机械效率是？、滑轮组的机械效率是？ 例10如图所示，物体G在拉力F的作用下做匀速直线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了2m，滑轮组的机械效率是80%，求： (1）拉力F是多少？ （2）额外功是多少？例8、小明测量“斜面机械效率” 。下表是他记录的实验数据：请将表格中空格处的数据填写完整。分析小明表格中的实验数据可知：长度相同的斜面，越平缓的越 （填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有 （只写出一条即可）。根据你的实验经历，实验中很难控制的操作是 。 省力省力 盘山公路盘山公路 拉动弹簧测力计使物体拉动弹簧测力计使物体沿斜面匀速向上运动沿斜面匀速向上运动. 实验次数斜面倾斜程度物体A重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力 F/N物体移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率1较缓 5.00.11.50.50.50.7566.7 %2较陡 5.00.22.50.511.253最陡 5.00.33.40.51.788.2%80% 1.5