总复习简单机械功和能资料.pptx
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1、杠杆定义简单机械杠杆平衡条件动滑轮及实质五要素分类滑轮机械效率定滑轮及实质滑轮组定义实质特点第1页/共54页竖直竖直使用滑轮组时使用滑轮组时:基本基本公式:公式:(任何条件任何情况任何条件任何情况 都适用)都适用)第2页/共54页自由提升自由提升物体时:物体时:任何因素不忽略任何因素不忽略忽略摩擦、绳重忽略摩擦、绳重回避受力分析回避受力分析可以受力分析可以受力分析第3页/共54页从水中提升从水中提升物体时:物体时:任何因素不忽略任何因素不忽略忽略摩擦、绳重忽略摩擦、绳重回避受力分析回避受力分析可以受力分析可以受力分析第4页/共54页水平水平使用滑轮组时使用滑轮组时:基本基本公式公式忽略摩擦忽略
2、摩擦解题攻略解题攻略水平水平使用滑轮组时的使用滑轮组时的解题攻略解题攻略若若忽略摩擦忽略摩擦,就从,就从受力分析受力分析下手,此时机械效率等于下手,此时机械效率等于1 1若若不忽略摩擦不忽略摩擦,就从,就从机械效率机械效率下手,小心!此时下手,小心!此时不要不要受力受力分析找到哪个分析找到哪个力力做做有用功有用功,哪个,哪个力力做做总功总功第5页/共54页上海科技版上海科技版第6页/共54页上海科技版上海科技版第7页/共54页新课标新课标滑轮组相关分析:滑轮组相关分析:滑轮组中动滑轮的个数越多,越滑轮组中动滑轮的个数越多,越省力;省力;绕线规律:绕线规律:“奇动偶定奇动偶定”,即对于滑轮组,若
3、绳,即对于滑轮组,若绳子的起点在动滑轮上,则有奇数股绳子承担重物;若绳子子的起点在动滑轮上,则有奇数股绳子承担重物;若绳子的起点在定滑轮上,则有偶数股绳子承担重物。的起点在定滑轮上,则有偶数股绳子承担重物。第8页/共54页1、如图所示,用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上,所用拉力100N,则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是_、_、_.300J90F物270N 1m100NG270J第9页/共54页2、如下图所示,用一动滑轮拉一物体在水平面上匀速运动的距离是L,物体受到的摩擦力为f,水平拉力为F,则动滑轮所做的有用功W W有用=_,总功W W总=_它 的机械效率为_ (不计滑轮
4、重力)fL2FLF物f LFf2Ff第10页/共54页由于忽略摩擦及绳重 变大所以当提升的物体重力变大时,F物90 N 5m G若用此滑轮组提升大于90 N的重物(包括桶),其机械效率将_(填“变大”或“变小”)理由_ _滑轮组机械效率变大903、如图所示,工人利用动滑轮将重为90 N的重物(包括桶)沿竖直方向匀速向上提升了5m。若该动滑轮重10 N,忽略绳重与摩擦,则该滑轮装置的机械效率是_ 10 N 5m 额外功第11页/共54页4、用下图所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。使用这个滑轮组,匀速提升质量是600kg的物体,机械效率是80%,对滑轮组做功的总功率
5、是7.5kW,则拉力F和重物上升的速度各是多少?(取g=10N/kg)F物600kg 7.5kWG 解:G=mg=600kg10N/kg=6000N 由 得 6000N3 80%=2500NV总=P总F总=7.5103W2500N=3m/s 1m/s V物=V总n3m/s 3=FvtWp=总由 得 当物体在力F作用下,以速度V匀速运动时,可得:PW/tFV270N 1m100N第12页/共54页(2)若若动动滑滑轮轮的的重重为为12N(不不计计绳绳重重及摩擦),计算滑轮组的机械效率及摩擦),计算滑轮组的机械效率.5、如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在40s内物体移动
6、了8m,拉力F做的功为1280 J 求求:(1)拉力)拉力F的大小及拉力的功率;的大小及拉力的功率;GNfF物8m1280 J等时性 40s 额外功 12N 8m 解(1)拉力F移动的距离s2816(m)拉力做的功WFs,所以F80(N)拉力的功率P32(W)(2)克服动滑轮重所做的功(额外功)克服动滑轮重所做的功(额外功)W额额G动动h12896(J)滑轮组的机械效率92.5%第13页/共54页(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何变化?说明理由。河北中考题河北中考题6、小明做、小明做“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”实验时,用图实验时,用图中所示的滑轮,组装成滑轮组
7、,请在图中画出中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为,滑轮组的机械效率为75%。(忽略摩。(忽略摩擦及绳重)擦及绳重)求求:(1)绳绳 子子 自自 由由 端端 移移 动动 的的 速速 度度 和和 动动 滑轮的总重。滑轮的总重。FGF物3.6N0.36W第14页/共54页F解:绕法如右图 (1)因为 所以拉力 由于 所以绳子自由端移动速度 由于忽略摩擦及绳重,则 所以动滑轮重(2)减小 由于忽略摩擦及绳重 所以
8、当提升的物体重力减小时,滑轮组机械效率减小。F第15页/共54页2、一物体质量为18kg,其所受重力为 N如图所示,小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m所用拉力为200N此过程中,小明做的有用功是 J,定滑轮的机械效率是 ,(取g10N/kg)18036090F物第16页/共54页3、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75.若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库.求过程中:(1)人做的有用功为多大?(2)人的拉力为多大?(3)人拉力的功率为多大(g取 10N/kg
9、)第17页/共54页解:W有用fs物 代入数据得:W有用1.5104 J =代入数据得:F=400N P=或PFv 代入数据得:P=200W 第18页/共54页4、如图所示,用40N的拉力使物体匀速上升,不计绳重和摩擦,此时整个装置的机械效率是75%.求:(1)物体的重力是多少?(2)若物体的重力变为150N,绳的拉力又是多少?(3)机械效率又是多少?F物第19页/共54页(1)由题可知物体承担物重的绳子的段数为)由题可知物体承担物重的绳子的段数为3,则,则s绳绳nh物物由由 得得 G物物1=n1 F拉拉=375%40N=90N(2)若不计绳重和摩擦,若不计绳重和摩擦,F=1/n(G物物1+G
10、动动)则,则,G动动=nF拉拉1 G物物1=3 40N90N=30N 当提升当提升150N的重物时,则的重物时,则 F拉拉2=1/n(G物物2+G动动)=1/3(150N+30N)=60N=150N150N+30N=83.33 解:第20页/共54页公式和单位功定义分类定义物理意义功率必要条件势能转化决定因素定义、公式和单位动能功和功率机械能重力势能决定因素机械能守恒P=FvP=Fv 第21页/共54页机械能动能:势能:概念:守恒:定义:由于运动具有的能因素:质量、速度重力势能弹性势能定义:被举高具有的能因素:质量、高度定义:弹性形变具有的能因素:弹性形变的大小动能与势能之和只有动能和势能的相
11、互转化不考虑摩擦和空气阻力第22页/共54页功和功率功和功率 1、功、功(1 1)功的两个必要因素:)功的两个必要因素:作用在物体上的作用在物体上的力力物体在物体在力的方向上力的方向上通过的通过的距离距离即即力的作用点力的作用点移动的移动的对地位移对地位移(2 2)计算功的公式:)计算功的公式:W=Fs (3 3)功的单位:焦耳()功的单位:焦耳(J J)(4 4)机械功的含义机械功的含义:明确问题中的:明确问题中的功功是指哪个是指哪个力力的功的功 2、功率、功率(1 1)物理意义:表示)物理意义:表示做功快慢做功快慢(2 2)定义:)定义:单位时间单位时间里所做的功里所做的功(3 3)定义式
12、:)定义式:P=Fv(4 4)单位:)单位:瓦特瓦特(ww)第23页/共54页功的原理功的原理1、功的原理:、功的原理:使用使用任何机械任何机械都都不能省功不能省功2、机械效率、机械效率定义:定义:有用功有用功跟跟总功总功的的比值比值意义意义:能量的利用程度:能量的利用程度注:机械效率总小于13、对有用功、额外功、总功的理解、对有用功、额外功、总功的理解(1 1)对同一物理过程而言,有用功、额外功、总功具有)对同一物理过程而言,有用功、额外功、总功具有同时性同时性(2 2)有用功:对人们有用的功对于滑轮组而言,就是)有用功:对人们有用的功对于滑轮组而言,就是滑滑轮组拉物体的力轮组拉物体的力所做
13、的功所做的功(3 3)总功:)总功:使用机械时使用机械时,直接直接施加在机械上的力所做的施加在机械上的力所做的功功第24页/共54页(4 4)额外功:)额外功:使用机械时使用机械时,对人们,对人们没有用没有用,但又,但又不得不不得不做做的功的功竖直竖直使用滑轮组时,额外功来自:使用滑轮组时,额外功来自:动滑轮重动滑轮重、摩擦、绳重、摩擦、绳重水平水平使用滑轮组时,额外功来自:使用滑轮组时,额外功来自:摩擦摩擦、绳重、绳重提高机械效率的方法:减小机械自重减小摩擦增加物重第25页/共54页1功的必要因素功的必要因素某同学踢足球,球离脚后飞出某同学踢足球,球离脚后飞出10 m远,足球飞出远,足球飞出
14、10 m的的过程中人不做功。力学里规定:功等于过程中人不做功。力学里规定:功等于 。功包括两个必要因素:一是作用在。功包括两个必要因素:一是作用在 ;二是物体在;二是物体在 的方向上通过的距离。的方向上通过的距离。不做功的三种情况:不做功的三种情况:,例如提重物却没有,例如提重物却没有提起;有距离无力,如踢出去的足球在地面上滚动过程;提起;有距离无力,如踢出去的足球在地面上滚动过程;力和距离垂直,例如物体在水平冰面上滑行,水平方向没力和距离垂直,例如物体在水平冰面上滑行,水平方向没有力做功,此时虽然有重力作用在物体上,但重力没有做有力做功,此时虽然有重力作用在物体上,但重力没有做功。功。力跟物
15、体在力的方向上通过的距离的乘积物体上的力力有力无距离2如图所示的过程中,人对物体做功的是()A第26页/共54页 2功的原理功的原理 事实告诉我们,使用扳手拧螺丝要省力必须费事实告诉我们,使用扳手拧螺丝要省力必须费 ,钓鱼时要省距离必须钓鱼时要省距离必须 ,既,既 的机械是没的机械是没有的。使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做有的。使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功,即:的功,即:。使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械 或或 者者 可可 以以 、或或 者者 可可 以以 、也也 可可 以改变以改变
16、,给人类工作带来很多方便。,给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力忽略摩擦和机械本身的重力):使用机械时,人们所做的功:使用机械时,人们所做的功(Fs)直接用手对重物所做直接用手对重物所做的功的功(Gh)。省力距离使用任何机械都不省功 费力省力又省距离省距离力的方向等于第27页/共54页3用用60 N的水平拉力,拉着重的水平拉力,拉着重500 N的物体在水平路面的物体在水平路面上匀速前进了上匀速前进了10 m,则,则()A重力做的功是重力做的功是5000 J B重力没有做功重力没有做功C拉力对物体做的功是拉力对物体做的功是5000
17、 JD拉力对物体做的功是拉力对物体做的功是5600 JB7质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行,如果质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行,如果它们的动能相等,那么它们的动能相等,那么()A燕子比鸽子飞得快燕子比鸽子飞得快 B鸽子比燕子飞得快鸽子比燕子飞得快 C燕子比鸽子飞得高燕子比鸽子飞得高 D鸽子比燕子飞得高鸽子比燕子飞得高A第28页/共54页6小红按照如图小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验。她把一所示情景做了一个有趣的实验。她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子,然后将铁个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子,然后将铁锁由静止释放,保持头的位置不变,铁锁摆回时不会撞击
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