《寒假专题(三)简单机械功和功率 首师大版 教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《寒假专题(三)简单机械功和功率 首师大版 教案（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 寒假专题寒假专题 三三 简单机械简单机械 功和功率功和功率 一 本周教学内容 寒假专题 三 简单机械 功和功率 一 简单机械 1 杠杆 一根硬棒 在力的作用下如果能绕着固定点转动 这根硬棒就叫杠杆 1 杠杆的 一点两力两臂 支点 杠杆绕着转动的点 O 动力 使杠杆转动的力 F1 阻力 阻碍杠杆转动的力 F2 动力臂 从支点到动力作用线的距离 l1 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 l2 2 杠杆平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 公式 F1l1 F2l2 3 三种杠杆 杠杆种类力臂情况力距离例子 省力杠杆动力臂 阻力臂省力费距离撬杠 羊角锤等 费力杠杆动力臂 阻力臂费力省距离钓鱼竿 铁锨
2、等 等臂杠杆动力臂 阻力臂不省力不费力可以改变方向天平 定滑轮等 2 滑轮 1 分类 分为定滑轮和动滑轮 定滑轮动滑轮 轴轴固定不动轴和被牵引的物体一起移动 实质是等臂杠杆是动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆 力不省力能省一半的力 方向可以改变力的方向不能改变动力的方向 2 滑轮组 定义 定滑轮和动滑轮组合起来叫滑轮组 特点 使用由一根绳子组合的滑轮组 用它提升重物时 滑轮组用几段绳子吊着物体 提起物体的 拉力就是重物的几分之一 拉力作用点 移动的距离就是物体移动距离的几倍 nhS n G F 即 n 是吊着物体的绳子段数 二 功和功率 1 功 力作用在物体上 物体在这个力的作用方向上通过一段距离
3、就说这个力对物体做了功 力对物体做功包含两个必要因素 2 1 作用在物体上的力 2 物体在力的方向上通过的距离 力对物体没有做功的三种情况 1 有作用力 但没有距离 例如 推而不动 2 有通过的距离 但没有力的作用 例如 惯性运动 3 作用在物体上的力与物体通过的距离相互垂直 例如 水推物水平行走 功的计算 功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积 即 W F S 功的单位 国际单位制 焦耳 J 1 焦耳 J 1 牛顿 米 2 功率 功率 表示物体做功快慢的物理量 单位时间里完成的功 公式 平均功率 功 时间 即时功率P W t WtPFv 单位 国际单位制中 瓦特 瓦 1 瓦 1 焦耳 秒
4、 常用单位 毫瓦 千瓦 1 毫瓦 mW 10 3瓦 W 1 千瓦 kW 103瓦 W 3 机械效率 有用功和额外功 i 有用功 使用机械时 机械对物体做的功是人们需要的 叫有用功 用 W有表示 ii 额外功 克服机械本身重力和摩擦力所做的功不是人们需要的 而是不得不额外增加的 叫额外功 用 W额表示 iii 总功 有用功和额外功的总和 就是动力对机械做的功 用 W总表示 W总 W有 W额 机械效率 i 有用功与总功的比叫机械效率 总 有 即 W W ii 机械效率总小于 1 4 机械能 能 一个物体能够做功 在物理学中就说这个物体具有能 动能和势能 物体由于运动而具有的能叫动能 决定动能大小的
5、因素是 m 质量 v 速度 物体由于被举高而具有的能叫重力势能 决定因素 m 质量 h 高度 动能势能 产生物体由于运动而具有的能 一切 运动物体都有动能 重力势能 物体由于被举高而具有的能 弹性势能 物体由于发生形变而具有的能 大小与哪 些因素有 关 与物体质量 速度有关 质量大 速度大 动能大 质量小 速度 小 动能小 与物体被举高度 质量有关 物体举得高 质量大 势能大 机械能 3 i 动能和势能的和叫机械能 ii 物体的动能和势能可以相互转化 二 重点 难点 1 理解力臂的概念 会画出力臂 理解力臂的大小对杠杆的作用 2 理解杠杆的平衡条件 计算有关问题 3 理解定滑轮和动滑轮是杠杆的
6、变形 掌握它们及滑轮组在有关问题中的应用 4 理解功的概念 做功的两个必要因素 会运用功的计算公式做有关功的简单计算 5 理解功率的定义 功率是描述做功快慢的物理量 运用功率公式简单计算 6 理解有用功 W有 G h 总功 W总 F S W有 W额 额外功 机械效率 1 算 且知道 并用公式进行简单计 额有 有 总 有 WW W W W 7 了解动能 势能的初步概念 理解决定动能 重力势能大小的因素 理解动能 势能可以相互转化 典型例题 典型例题 例 1 在一根轻质杠杆的一端挂一合金块 在另一端离支点 L1 20 厘米处挂重物 杠杆平衡 若将合 金块全部浸没在水中 则重物应向支点移动 2 厘米
7、 杠杆又能平衡 求合金的密度 分析与解答分析与解答 当合金块在空中时 合金块对杠杆 A 端作用力 F2 G2 Vg 重物对杠杆 B 点的作用力 F1 G1 由于 F1L1 F2L2 得 G1L1 VgL2 1 当合金块浸没在水中后 合金块对 A 端作用力 F2 G2 F浮 gV 水gV 水 gV 重物对杠杆 C 点作用力 F1 G1 由 F1L1 F2 L2 得 G1L1 水 gVL2 2 3 2 1 1 1 水 得 L L 厘米 厘米米千克 式得由 水 2 20 100 1 3 33 11 1 LL L 33 1010米千克 例 2 在空中匀速提起质量为 240 克的石块时 弹簧测力计示数是
8、 0 72 牛 将石块浸没在水中匀速提 起时 弹簧测力计示数是 0 52 牛 若已知动滑轮总质量为 120 克 不计摩擦 g 10N kg 求 1 滑轮组在空中提起石块时的机械效率 2 求石块密度 分析与解答 分析与解答 1 在空中提起石块时机械效率 4 7 66 572 0 24 0 10 牛 千克千克牛 总 有 Fn gm Fnh Gh W W 2 当石块浸没在水中时 石块要受浮力作用 此时作用于动滑轮框架钩上的拉力 G G F浮 绳端 拉力为 F 1 1 Ggm n GG n F 轮轮 轮 gmnFG kgkgNN12 0 1052 0 0 5 N4 1 F浮 G石 G 即 水gV石 m
9、石g G 33 100 1 10 4 1 1024 0 米 水 石 石 kgkgN NkgNkg g Ggm V 34 10米 33 34 104 2 10 24 0 mkg m kg V m 石 石 石 例 3 如图所示 利用一个动滑轮用 80 牛的力匀速提升重 120 牛的口袋 在 10 秒内把口袋提升了 1 米 不计摩擦 1 依据这些数据 可以求出哪些物理量 至少 5 个 2 若用此动滑轮提升一个重为 200N 的重物 求此时的拉力和机械效率 分析解答 分析解答 5 1 口袋在 10 秒内被匀速提升了 1 米 不计摩擦 可以求出口袋的运动速度 秒米 秒 米 物 1 0 10 1 t S
10、v 利用动滑轮匀速提升口袋 不计摩擦 可以求出绳子的运动速度 秒米秒米 物线 2 0 1 022 vv 120 牛重口袋被匀速提升了 1 米 可以求出此动滑轮所做的有用功 W有 W有 G h 120 牛 1 米 120 焦耳 利用动滑轮 80 牛顿的力来使口袋升高了 1 米 可以求所做的总功是多少 W总 F S F 2h 80 牛 2 1 米 160 焦耳 动滑轮所做的有用功 总功都知道了 可以求出该动滑轮的机械效率 75 160 120 总 有 W W 用 80 牛的拉力拉起了口袋和动滑轮 2 1 滑袋拉 即GGF G滑 2F拉 G袋 2 80 牛 120 牛 40 牛 所以可以求出动滑轮的重力是 40 牛 牛 滑轮物拉 120 40200 2 1 2 1 2 GGF 83 2120 200 2 N N hF hG SF hG W W 拉 物 拉 物 总 有 说明 此题是一个开放性的题目 自己设计问题 自己解答 关键对物理过程要清楚 口袋被提升 1 米 因为使用动滑轮 拉力运动的距离是 2 米 动滑轮的有用功 总功 机械效率便都可以求出
