第十一章-简单机械和功-学案讲义.docx

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1、11.1 杠 杆 一、杠杆1、定义：一根在_的作用下，可绕某一_转动的硬棒称作杠杆。举例常见的杠杆有：_，_，_、_，_等等。*说明：杠杆不一定是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。2、杠杆的五要素支点（0）：杠杆绕着转动的点动力(F1) ：使杠杆转动的力阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力动力臂(L1)：从支点到动力作用线的距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的距离*说明：支点可以在杠杆上的任何位置，可以在中间位置，也可以在两端，但必须在杠杆上。动力和阻力都是杠杆受到的力，作用点都在杠杆上，动力和阻力对杠杆的作用效果是使杠杆转动的方向相反。3、作力臂的方法1.找点：先找_的位置,2.画线：

2、沿动力和阻力的作用方向将力的_画出,3.作垂线段：从支点作力的作用线的_。*说明： 画力臂的方法和几何中学过的“点到直线的距离”的画法一致。 力的作用线的延长线或反向延长线要用虚线来画。 从支点作力的作用线的垂线时，垂足处画上垂直符号，并标上力臂字母l1,l2ABOF1F2例：画出力臂ABOF1F2二、杠杆的平衡条件1、定义：杠杆处于_或_ _都叫杠杆的平衡。2、实验探究：杠杆的平衡条件实验器材：_实验步骤：(1)先将杠杆支在支架上，调节杠杆两端的_，使杠杆在_位置平衡。(2)在杠杆一边挂上一定数量的钩码，用测力计在某一位置 拉住杠杆，使杠杆在_ _位置平衡。(3)按要求重复实验，保持钩码和弹

3、簧测力计的位置不变，改变钩码的数量；保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置；保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。记录对应的动力F1、动力臂1、阻力F2、阻力臂2的大小，将数据填入表中实验次数动力F1N动力臂l1cm阻力F2N阻力臂l2cm动力动力臂F1l1阻力阻力臂F2l2(4)实验结论： _ _*说明：实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是_消除杠杆自身重力对实验的影响 ；在实验中能否再旋动两端的螺母?_ _。实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是_便于从杠杆上直接读出力臂的大小_；改变所挂钩码的数量和位置多次实验目的是_避免偶然性，寻找普遍规律_。3、杠杆的平衡条件杠杆

4、平衡时满足： ，用字母表示为： 。杠杆的平衡条件也称为_ _ 。*说明：在应用公式时，等式两边的物理量应取_单位。三、杠杆的分类省力杠杆：若l1l2，F1F2，省力费距离；如：起子、钢丝钳、铡刀费力杠杆：若l1l2，F1F2，费力省距离；如：筷子等臂杠杆：若l1=l2，F1=F2。如：天平。*说明：既省力又省距离的杠杆是没有的。11.2 滑轮一、 定滑轮：1、定义：轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。2、特点：不省力，但可改变施力的方向。3、实质：等臂杠杆二、 动滑轮：1、定义：轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。2、特点：省一半力，但不改变施力的方向。3、实质： 动力臂是阻力臂二倍

5、的杠杆。 三、 滑轮组：1、定义：动滑轮和定滑轮组合在一起叫滑轮组。2、特点：既省力，又可以改变施力的方向。3、两个关系式： F=（G物+G动）/n在不计动滑轮重和摩擦时，G动为0。 n表示承担重物重(或重物及动滑轮总重)的绳子的股数。 s=nhs为绳自由端移动的距离；h为重物被提升的高度。*说明： 截线法确定n：在动滑轮及定滑轮之间画一条虚线，看跟动滑轮相连的绳子有几股，那么n就是几。熟练公式变形：G=nF-G动G动=nF-Gn=( G+ G动)/F对比绕线方法（奇动偶定）：当n为奇数时，绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮；当n为偶数时，绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩

6、上。四、水平放置的滑轮：F=f/ns=n s物v=n v物11.3 功一、探究斜面 按教材完成实验。测量序号F/Ns/mG/Nh/mFs/（Nm）Gh/(Nm) 分析表中的数据，从中能得到什么结论？二、功1、定义：力及物体在力的方向上通过的距离的乘积。称为机械功，简称功。符号：W2、计算公式： 3、单位： 1J= 1J的物理意义： ；1J的功有多大：两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J。三、做功的两个必要条件：*说明：不做功的三种情况物体受到力的作用，但物体没有移动，这个力对物体不做功。如小孩搬大石头搬不动。物体由于惯性通过了一段距离，但在运动方向上没有受到力的作用。如冰块在光滑水平面上运动。物

7、体受到的力的方向及物体运动的方向始终垂直。如提着重物在水平地面上行走。11.4 功率一、功率1、物理意义：物体做功的快慢。2、定义：单位时间内所做的功叫做功率。符号：P3、公式： 4、单位：国际单位：W 1W=1 J/s为了纪念英国的工程师、发明家 ，人们将功率的单位叫做瓦特，简称瓦（W）。常见单位：1kW=103W ；1MW=106W；1马力=735W*说明：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，功率是由功和时间两个物理量共同决定的，单凭功和时间都无法决定功率的大小。使用公式进行计算时，P,W,t的单位分别为W,J和s,即国际单位，注意单位的统一性。 比较功率大小的三种方法：在相同时间内

8、，比较做功的大小，做功越多的物体，功率越大；在完成相同功的条件下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大；做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过计算，进行比较。一个推导公式：P= Fv11.5 机械效率一、再探动滑轮实验器材：铁架台、动滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线实验步骤：（1）用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在它下面重为G的钩码缓缓上升。（2）分别测量 绳受到的拉力F、 绳端移动的距离s、 钩码所受的重力G和 钩码上升的高度h。（3）改变钩码的数量，重复上述步骤。记录数据：实验序号拉力 F/N绳自由端移动的距离 s/m钩码 重力 G/N钩码上升的高度 h/m拉

9、力做的功 Fs/J动滑轮对钩码做的功 Gh/J实验结论：拉力F做的功总是 动滑轮对钩码做的功。 *说明：弹簧测力计的拉力方向应该 ，并使钩码 上升。实验中，FsGh的原因： 动滑轮的 ；滑轮及轴，滑轮及绳子间存在 ；绳重。改变所挂钩码的数量或钩码上升的高度，多次实验目的是_ 。二、有用功、额外功和总功1、概念：总功（W总）：动力对机械所做的功。有用功（W有用）：对我们有用的功（机械对物体所做的功）。额外功（W额外）：利用机械时由于机械自重和摩擦，不得不做而对我们无用的功。2、有用功的判断：（及使用机械的目的有关） 例如：用水桶从井中提水时，我们的目的是提水，则对水做的功是有用功，对桶做的功是额

10、外功；从井里捞桶的时候，我们的目的是从井中捞桶，则对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。使用滑轮或滑轮组的两种情况：（1）使物体在竖直方向提升一定高度h，提升重物是我们的目的，只要克服 就能达到目的， 所做功是有用的W有用G物h。（2）使物体在水平面上匀速直线运动一段距离s物，使物体做匀速直线运动是我们的目的，只要克服物体及水平面之间的 就能达到目的，所做功是有用的W有用fs物。三、机械效率1、定义：有用功及总功的比值2、公式：*说明：机械效率没有单位，是一个比值，常用百分数表示。对于实际机械，由于额外功的存在，有用功总小于总功，所以机械效率总小于100%。若是不考虑机械自重和摩擦的理想机械

11、：，机械效率等于100%机械效率的高低是由有用功和总功两个因素决定的，只分析一个因素，不能判断的高低。功率和机械效率是两个不同的概念，没有直接联系，功率大的机械，机械效率不一定高；机械效率高的机械，功率也不一定大。3、提高机械效率的方法增大被提升物体的重力（增加有用功）减轻机械的自重（减小额外功）减小机械摩擦（减小额外功） （使用滑轮组提升重物时： 物重； 动滑轮重、绳重； 滑轮及轴、滑轮及绳间的摩擦。）4、计算机械效率的方法三种情况机械效率1、竖直提升重物不计绳重、摩擦：G：被提升重物的重力；G动：被提升动滑轮的重力h：重物上升的高度；s：绳自由端移动的距离n：承担重物的绳子股数2、水平拉物体f：物体及水平面间的摩擦力；F：拉力s物：物体移动的距离；s绳：绳自由端移动的距离n：承担摩擦力的绳子股数3、沿斜面拉物体G：被提升重物的重力； F：拉力；f：摩擦力h：斜面的高度；s：斜面的长度第 5 页