中考湖南专用中考物理复习简单机械 功和机械能.pptx

简单机械 功和机械能杠杆五要素：支点O、动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2功率平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂分类滑轮：定滑轮、动滑轮和滑轮组功：W=FS定义：表示物体做功快慢的物理量，物体在单位时间内完成的功叫功率计算公式：P=W/t机械效率有用功、额外功和总功机械效率定义：有用功占总功的比值公式：=W有/W总（1）机械能及其转化动能：物体由于运动而具有的能势能：物体由于被举高而具有的能机械能的转化动能与重力势能的转化动能与弹性势能的转化重力势能与弹性势能的转化第1页/共43页考点一考点一 杠杆杠杆 第2页/共43页1.1.杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆.2.2.2.2.杠杆的五要素：杠杆的五要素：(1).(1).(1).(1).支点支点(O O)：杠杆绕着转动的点：杠杆绕着转动的点.(2).(2).(2).(2).动力（动力（F F1 1）：使杠杆转动的力）：使杠杆转动的力.(3).(3).(3).(3).阻力（阻力（F F2 2 2 2）：阻碍杠杆转动的力）：阻碍杠杆转动的力.(4).(4).(4).(4).动力臂（动力臂（l l1 1）：从）：从支点支点到动力到动力作用线作用线的的距离距离.(5).(5).(5).(5).阻力臂（阻力臂（l l2 2 2 2）：从）：从支点支点到阻力到阻力作用线作用线的的距离距离.强调强调:力的作用线：力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线一条直线.距离：距离：点到直线的垂线段的长度点到直线的垂线段的长度.3.3.3.3.杠杆的平衡条件：动力杠杆的平衡条件：动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂第3页/共43页4.4.杠杆的分类及其应用杠杆的分类及其应用(1)省力杠杆：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力动力臂大于阻力臂，动力小于阻力.使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作用点移动的距离用点移动的距离.第4页/共43页(2)费力杠杆：费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力动力臂小于阻力臂，动力大于阻力.使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离用点移动的距离.第5页/共43页3等臂杠杆：等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力动力臂等于阻力臂，动力等于阻力.物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆.托盘天平托盘天平物理天平物理天平第6页/共43页考点二考点二 滑轮和滑轮组滑轮和滑轮组 升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却向上运动，你知道这是什么原因吗？向上运动，你知道这是什么原因吗？向上运动，你知道这是什么原因吗？向上运动，你知道这是什么原因吗？第7页/共43页1.1.1.1.定滑轮定滑轮定滑轮定滑轮:轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮.(1)(1)实质：实质：定滑轮定滑轮是一个是一个等臂等臂杠杆杠杆.(2)(2)(2)(2)特点：特点：特点：特点：使用定滑轮使用定滑轮使用定滑轮使用定滑轮不能省力不能省力不能省力不能省力，但，但，但，但可以改变力可以改变力可以改变力可以改变力的方向的方向的方向的方向.旗杆顶的定滑轮第8页/共43页2.2.2.2.动滑轮动滑轮动滑轮动滑轮:工作时，轴跟物体一起移动的滑轮工作时，轴跟物体一起移动的滑轮工作时，轴跟物体一起移动的滑轮工作时，轴跟物体一起移动的滑轮.(1)(1)实质：实质：动滑轮动滑轮是一个动力臂为阻力臂是一个动力臂为阻力臂两倍两倍的杠杆的杠杆.(2)(2)(2)(2)特点：特点：特点：特点：使用动滑轮使用动滑轮使用动滑轮使用动滑轮省力一半，但省力一半，但省力一半，但省力一半，但不能不能不能不能改变动力的改变动力的改变动力的改变动力的方向，且方向，且方向，且方向，且费距离费距离费距离费距离.电动起重机的动滑轮第9页/共43页3.3.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起使用滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起使用.(1)使用滑轮组的好处：既能省力又可以改变力的方向.(2)特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着，提起物体所用的力就是物重的几分之几，即F=G/n(不考虑动滑轮重).如果考虑动滑轮重，则F=1/n（G物+G轮）(3)使用滑轮组费距离：s=nh.第10页/共43页考点三考点三 功功叉车举高货物叉车举高货物叉车举高货物叉车举高货物拉力使物体升高第11页/共43页1.定义：有力作用在物体上，物体在力的作用下沿力的方向移动了一段距离，这个力就对物体做了功.2.2.2.2.力力力力学中做功的两个必要因素：学中做功的两个必要因素：学中做功的两个必要因素：学中做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力一是作用在物体上的力一是作用在物体上的力一是作用在物体上的力二是物体在这个力的方向上移动了距离二是物体在这个力的方向上移动了距离二是物体在这个力的方向上移动了距离二是物体在这个力的方向上移动了距离FsFsFF第12页/共43页3.3.不做功的情况不做功的情况（1 1）物体受到力，但没有在此力方向上移动距离，）物体受到力，但没有在此力方向上移动距离，即通过的距离为零即通过的距离为零.（s=0=0）（2 2）物体没有受到力，但由于惯性通过了一段距）物体没有受到力，但由于惯性通过了一段距离，也就是没有力做功离，也就是没有力做功.（F=0=0）（3 3）物体受力方向和物体运动的方向垂直）物体受力方向和物体运动的方向垂直.（F与与s的方向垂直）的方向垂直）第13页/共43页 人举着杠铃坚持一会人举着杠铃坚持一会人举着杠铃坚持一会人举着杠铃坚持一会儿，举力做功吗？儿，举力做功吗？儿，举力做功吗？儿，举力做功吗？F0s0没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功）第14页/共43页冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰冰壶在平滑的冰面上滑行，有力面上滑行，有力面上滑行，有力面上滑行，有力面上滑行，有力面上滑行，有力做功吗？做功吗？做功吗？做功吗？做功吗？做功吗？F=0s 0没有做功（不劳无功）没有做功（不劳无功）第15页/共43页提箱子在水平路上提箱子在水平路上提箱子在水平路上提箱子在水平路上提箱子在水平路上提箱子在水平路上走，提力做功吗？走，提力做功吗？走，提力做功吗？走，提力做功吗？走，提力做功吗？走，提力做功吗？F 0s 0力的方向与运力的方向与运动方向垂直动方向垂直没有做功（劳而无功）没有做功（劳而无功）第16页/共43页4.功的计算：功的计算：功等于力和物体在力的方向功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，上通过的距离的乘积，即即:功力功力距离距离 如果用表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，表示力所做的功，则W=Fs.5.功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）,距离的单位是米（m），功的单位是焦耳(J).JN m第17页/共43页6.功的原理：使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，即使用任何机械都不会省功.(1)由功的原理可知：省力的机械费距离，费力的机械省距离，既省力又省距离的机械是不存在的.(2)不计摩擦，功的原理可表述为：人们使用机械所做的功.第18页/共43页考点四考点四 功率功率体重不同的他们爬体重不同的他们爬相同的楼时，做功相同的楼时，做功相等吗？做功的快相等吗？做功的快慢一样吗？慢一样吗？第19页/共43页1.1.比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法 方法一：方法一：W甲甲=W乙乙时，用时间短的则做功快；时，用时间短的则做功快；方法二：方法二：t甲甲=t乙乙时，做功多的则做功快时，做功多的则做功快.第20页/共43页2.功率:表示物体做功快慢的物理量.物理学中，把单位时间内完成的功叫做功率.3表达式由由W=Fs和和v=s/t可得可得P=Fv.4国际单位：国际单位：瓦特瓦特(瓦瓦、W)1W=1J/s 常用单位：常用单位：1 kW=103 W 1 MW=106 W第21页/共43页考点五考点五 机械效率机械效率第22页/共43页有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功有用功有用功实现目的而做的功必须做的功，叫做有用功必须做的功，叫做有用功.额外功额外功克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功 在做有用功的同时，人们不需要但又不在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功得不做的功，叫做额外功.第23页/共43页总总 功功 动力对机械所做的功有用功加额外功是总共做的功，叫总功有用功加额外功是总共做的功，叫总功.即：即：W总总=W有用有用+W额外额外第24页/共43页机械效率机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为理学中表示为理学中表示为理学中表示为机械效率机械效率机械效率机械效率.1定义：有用功跟总功的比值定义：有用功跟总功的比值.2公式：公式：3用百分数表示。总小于用百分数表示。总小于1.第25页/共43页（1 1）增大提升物体的重力（增大有用功）增大提升物体的重力（增大有用功）.3.3.提高机械效率的方法提高机械效率的方法 增大有用功或减小额外功，具体表示为：增大有用功或减小额外功，具体表示为：增大有用功或减小额外功，具体表示为：增大有用功或减小额外功，具体表示为：（2 2）减小机械本身的重力（减小克服机械重力做的额外功）减小机械本身的重力（减小克服机械重力做的额外功）.（3 3）定时润滑（减小克服机械间的摩擦而做的额外功）定时润滑（减小克服机械间的摩擦而做的额外功）.第26页/共43页考点六考点六 机械能及其转化机械能及其转化从高处下落时从高处下落时重力势能转化为动能重力势能转化为动能重力势能转化为动能重力势能转化为动能与弹簧床接触与弹簧床接触动能转化为弹性势能动能转化为弹性势能动能转化为弹性势能动能转化为弹性势能接触后弹起接触后弹起接触后弹起接触后弹起弹性势能转化为动能弹性势能转化为动能弹性势能转化为动能弹性势能转化为动能上升过程上升过程动能转化为重力势能动能转化为重力势能动能转化为重力势能动能转化为重力势能第27页/共43页 1.1.1.1.机械能：动能和势能统称为机械能机械能：动能和势能统称为机械能机械能：动能和势能统称为机械能机械能：动能和势能统称为机械能.即机械能即机械能即机械能即机械能=动能动能动能动能+势能势能势能势能.(1)(1)动能动能：物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动能.物体动能物体动能物体动能物体动能的大小与物体质量和它的速度有关，物体的的大小与物体质量和它的速度有关，物体的的大小与物体质量和它的速度有关，物体的的大小与物体质量和它的速度有关，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大质量越大，速度越大，它的动能就越大质量越大，速度越大，它的动能就越大质量越大，速度越大，它的动能就越大.第28页/共43页(2)(2)重力势能重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能物体由于被举高而具有的能叫做重力势能物体由于被举高而具有的能叫做重力势能物体由于被举高而具有的能叫做重力势能.物物物物体重力势能的大小与物体的质量、被举的高体重力势能的大小与物体的质量、被举的高体重力势能的大小与物体的质量、被举的高体重力势能的大小与物体的质量、被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它的度有关，物体的质量越大，举得越高，它的度有关，物体的质量越大，举得越高，它的度有关，物体的质量越大，举得越高，它的重力势能就越大重力势能就越大重力势能就越大重力势能就越大.第29页/共43页(3)(3)弹性势能弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能势能势能势能.物体弹性势能的大小与弹性形变的大小物体弹性势能的大小与弹性形变的大小物体弹性势能的大小与弹性形变的大小物体弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大势能就越大势能就越大势能就越大.第30页/共43页 2.物体的动能和势能可以相互转化，在转化物体的动能和势能可以相互转化，在转化过程中，如果存在摩擦阻力，则机械能会不断减过程中，如果存在摩擦阻力，则机械能会不断减小，即机械能不守恒小，即机械能不守恒.机械能转化和守恒定律机械能转化和守恒定律第31页/共43页重点实验解读重点实验解读 实验一实验一 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件考查要点：考查要点：1.让支点处于杠杆中央的目的：消除杠杆自身重力对实验的影响.2.使杠杆在水平位置静止的目的：方便测出或读出杠杆的力臂.3.杠杆平衡螺母的调节：左高左调，右高右调.4.实验进行多次测量的目的：避免实验数据的偶然性，使结论具有普遍性.5.测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时，测力计示数的变化：会变大，因为拉力的力臂变小了.6.实验数据分析总结.7.杠杆平衡条件的应用.8.实验结论：杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂.第32页/共43页（2016南平）利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”（1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出（）（2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡（3）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1-F1的关系图象，如图丙所示请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 N第33页/共43页（1）杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小；（2）设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知：3G4L=FD3L，所以FD=4G，需在D点挂4个钩码；F2L2L10.3Nm0.6m（3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.1m3N=0.3Nm；故若当L1为0.6m时，F1=0.5N.（1）右；力臂的大小；（2）4；（3）0.5【解答】【答案】第34页/共43页实验二实验二 测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率考查要点：考查要点：1.操作要求：匀速拉动弹簧测力计.2.弹簧测力计的读数.3.总功、有用功和机械效率的计算.4.实验结论：同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高；提升同一物体，动滑轮的个数越小，即动滑轮烦人重力越小，滑轮组的机械效率越高；滑轮组的机械效率与滑轮组的绕线方法和重物提升的高度无关.第35页/共43页在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_J,人做的总功为_J.（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是_；结合测力计放大图，可知小强的错误是_.（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是_.钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)50.051.40.15(1)0.25 0.21;(2)有用功大于总功 测力计的示数读错;(3)92.6%【答案】第36页/共43页真题体验 1.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拉至B，在这个 过程中，力F的大小将（C）A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小 本题考查动态杠杆的定性分析。将杠杆由A位置拉至B位置时，阻力臂逐渐变大，由FOA=GL阻可知，G不变，L阻变大，动力臂OA始终不变，所以动力F逐渐变大，故选择C.【解答】【答案】C 第37页/共43页真题体验 2.（2015汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（C）A.B.C.D.121312 此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=G；此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=G由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C【解答】【答案】C 第38页/共43页3.（2016连云港）下列有关功的说法正确的是（A）A足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功B吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功C运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功D用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同 足球在水平地面上滚动时，足球没有在重力的方向上通过距离，因此重力对足球没有做功，故A正确；吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直，所以吊车对重物不做功，故B错误；运动员举着杠铃在空中停留的时间内，有力但没有距离，所以运动员对杠铃不做功，故C错误；用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，两次所做的功相同，故D错误真题体验 【解答】【答案】A 第39页/共43页4.（2016巴中）如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB=sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（C）AAB段做功较多 BCD段做功较多CAB段与CD段做的功一样多DAB段的功率比CD段的功率大【答案】C真题体验 第40页/共43页真题体验 5.(2016淄博)用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m，已知动滑轮重30 N，不计摩擦，则 （C ）A利用滑轮组所做的有用功是450 JB绳子自由端移动的速度是0.9 m/sC拉力的功率是99 WD滑轮组的机械效率是80%【答案】C第41页/共43页真题体验 6（2016安徽）掷实心球是某市的中考体育加试项目一掷出去的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）则实心球（C）A在a处重力势能最小B在b处动能为零C在a、b、c三处的机械能相等D在d处动能为零 重力势能的大小与物体的质量，高度有关，据图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；据图可知，球再b点时，竖直方向是静止的，但在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；不计空气阻力，即说明球在空中的机械能是守恒的，在a、b、c三处的机械能相等，故C正确；据图可知，球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误；【解答】【答案】C第42页/共43页感谢您的观看。第43页/共43页