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1、简单机械和功复习 初三物理组 教学目的 1 回忆并掌握简单机械的特点及作用2 会用杠杆平衡条件解题3 知道做功的两个要素4 知道功率的意义 会用功率公式解题5 理解总功 有用功 额外功及相互关系6 会运用机械效率公式解题 一 简单机械 一 杠杆 1 杠杆五要素支点动力 F1阻力 F2动力臂 L1阻力臂 L2 注意点 支点一定在杠杆上 2 作力臂的方法 1 找支点 2 沿动力和阻力的方向画出力的作用线 3 从支点作这些力的作用线的垂线 这个垂线就是力臂 F1 F2 L2 L1 例1 如图所示 杠杆OA在力F1 F2的作用下处于静止状态 L2是F2的力臂 请在图中画出力F1的力臂L1和力F2 L1
2、 F2 注意 由于L1 L2 杠杆平衡 所以F1 F2 3 探究杠杆的平衡条件 1 什么叫杠杆的平衡 答 杠杆平衡是指杠杆静止不动或杠杆缓慢匀速转动 2 杠杆平衡条件是什么 答 F1 L1 F2 L2 答 使杠杆的重力不影响杠杆的平衡 3 实验前为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡 3 为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码 调节钩码位置 使杠杆在水平位置重新平衡 答 便于测量力臂 注意 杠杆平衡时 动力使杠杆转动的方向与阻力使杠杆转动的方向相反 3 费力杠杆L1 L2 费力 省距离 1 省力杠杆L1 L2 省力 费距离 2 等臂杠杆L1 L2 4 杠杆分类 例2 如图所示的工具中 使用
3、时属于费力杠杆的是 例3 图4是一种垃圾夹的结构示意图 拉绳的一端固定在手把上 另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接 当用力捏手把时 夹爪在拉绳的作用下可夹持物体 同时弹簧被压缩 当松开手把时 夹爪在弹簧的作用下恢复原状 在使用过程中 手把和夹爪分别是A 省力杠杆费力杠杆B 费力杠杆省力杠杆C 省力杠杆省力杠杆D 费力杠杆费力杠杆 二 滑轮 滑轮组 定滑轮 特点 1 不能省力 没有摩擦时F G物 2 不省距离SF h物实质 等臂杠杆作用 改变施力方向 动滑轮 作用 省力 不计摩擦时 F 1 2 G动 G物 特点 费距离SF 2h物实质 动力臂等于阻力臂两倍的杠杆 滑轮组的特点及作用 既可省
4、力 又可改变施力的方向 不计绳重 动滑轮重及摩擦 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移动距离的乘积 3 功的计算 W FS 4 功的国际单位 J 注意 使用任何机械都不省功 三 功率 2 定义 单位时间内所做的功 1 意义 表示做功快慢 3 公式 P W t 4 恒力F做功时功率 P FV 估测上楼时的功率 需要测哪些物理量 需要哪些器材 人从一楼登上三楼正常需要多少时间 有用功 对人们有利用价值的功 额外功 无利用价值但又不得不做的功 总功 动力所做的功 W总 W有
5、用 W额 四 机械效率 机械效率定义 有用功与总功的比值叫机械效率 表达式 没有 因为有用功总小于总功 所以机械效率总小于1 有没有机械效率为100 的机械 为什么 100 提高滑轮组机械效率的方法 1 增大物重 2 减小动滑轮重 3 减小绳重及摩擦 1 滑轮 滑轮组提升重物 W有用 Gh 滑轮 滑轮组的机械效率 2 滑轮 滑轮组平移重物 f指水平面对物体的摩擦力有用功W有用 f S物SF nS物 例4 如图 用10N的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动 物体运动速度为20cm s 1 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 2 若考虑绳重及摩擦 实际拉力为12N
6、则滑轮组的机械效率为多大 解 1 不计绳重及摩擦 f 3F 3X10N 30NP F VF FX3V物 10NX3X0 2m s 6w 2 W有用 W总 f S物 F SF f 3F 30N 3X12N 83 3 答 物体受到地面的摩擦力为30N 拉力的功率为6W 滑轮组的机械效率为83 3 例5 如图所示的滑轮组 已知物重350N 动滑轮重40N 绳重及摩擦不计 若重物匀速提升2m 则拉力F为多大 额外功是多少 滑轮组的机械效率是 提升重物再增加20N 那么该装置的机械效率将是多大 解 F G动 G物 3 40N 350N 3 130NW额外 G动 h 40NX2m 80J W有用 W总 课
7、堂练习 2 如图是自卸车的示意图 车厢部分视为杠杆 则下列分析正确的是 B点是支点 液压杆施的力是动力 货物重是阻力B B点是支点 物体A放在车厢前部可省力C C点是支点 物体A放在车厢后部可省力D C点是支点 物体A放在车厢前部可省力 3 如图所示 一根重木棒在水平动力 拉力 的作用下以 点为轴 由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中 若动力臂为l 动力与动力臂的乘积为 则 A 增大 增大 增大B 增大 减小 减小C 增大 减小 增大D 减小 增大 增大 4 如图6所示 长1 6m 粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动 一拉力 位移传感器竖直作用在杆上 并能使杆始终保持水平平衡
8、该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图7所示 据图可知金属杆重A 5NB 10NC 20ND 40N 5 下列说法正确的是 A 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C 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 6 提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题 机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积 若列车所受阻力与速度成正比 那么 列车提速前后分别以最高时速120km和180km在平直轨道上匀速行驶时 机车的输出功率之比为A 2 3B 3 2C 4 9D 9 4 7 跳绳是一种简便易行的锻炼方式 图7描绘了某同学某次跳绳时重心移动的高
9、度h随时间t变化的图像 由图像可知 他的重心移动的最大高度为cm 若该同学的体重为500N 则他1min内克服重力做功的功率为W 8 如图17所示 小冯分别用甲 乙两滑轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面 用甲滑轮所做的总功为W1 机械效率为 1 用乙滑轮所做的总功为W2 机械效率为 2 若不计绳重及摩擦 则A W1 W2 1 2B W1 W2 1 2D W1 W2 1 2 例5 如图所示 用一动滑轮拉一物体A以0 5m s的速度在水平面上匀速运动 物体A重为20N 受到的摩擦力是物重的0 2倍 水平拉力F为2 5N 求 拉力F的功率是多少 在2S内拉力做的功是多少 滑轮的机械效率是多少 不计滑轮重 例6 如图所示 物重为20N 摩擦不计 绳的一端拴在地面上 用力F为50N的力使滑轮匀速上升了2m 求出总功 有用功和此滑轮的机械效率 9 如图10所示 甲 乙两人将一木箱从一楼抬上三楼 甲对木箱做的功 乙对木箱做的功 填 大于 等于 或 小于
