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1、第十讲 简单机械和功复习,知识框架,简单机械和功,要 点 指 南,第二部分：功 功率,第一部分：四种机械,第三部分：机械效率,第一部分：四种机械,一、杠杆,江苏科技版,杠杆,支点(O),动力(F1),动力臂(L1),阻力(F2),使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力（方向判断）,阻力臂(L2),从支点到阻力作用线的距离,杠杆绕着转动的固定点,从支点到动力作用线的距离,在 的作用下绕着 转动的硬棒,力,固定点,1、动力、阻力都是杠杆受的力，所以作用点在杠杆上 2、动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向相反,一点、二力、二臂,江苏科技版,点 拨,杠杆可直可曲。 有些情况下可将杠杆实际转一下
2、，来帮助确定支点。如钓鱼杆、铁锹等。 力臂画法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。 找支点O； 画力的作用线（虚线） 画力臂（过支点垂直力的作用线作垂线） 标力臂（大括号或背向箭头）,易错点： 画力臂时，千万不要把支点到力的作用点的连线误认为是力臂。,F2,作出图中杠杆OA的动力F1、阻力F2以及动力臂L1和阻力臂L2,下图中关于F1力臂的作图中，正确的是 ( ),杠杆的平衡条件,1、杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。,答:避免杠杆自重对实验的影响；便于从杠杆上直接读出力臂。,2、为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？,3、如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡？,答:左高
3、左移，右高右移。,研究杠杆的平衡条件记录表格,问题：此实验中要改变弹簧测力计的位置、所挂钩码的数量和位置进行多次实验，其目的是什么？,答：一次数据具有偶然性，多次测量才能得到普遍规律。,杠杆的平衡条件也称 。 动力动力臂 = 阻力阻力臂 F1L1 = F2L2,杠杆原理,提醒： 杠杆的平衡不是力的“平衡”， 而是“力与力臂的乘积的平衡”,如图甲，将一根粗细均匀的木棒放在水平地面上，稍微抬起一端至少用力100N，则木棒的重力约是_N.图乙则是一根粗细不均匀的木棒，若稍微抬起一端，抬起_端所用力较大.（粗/细）若将乙图中木棒如图丙吊起，刚好在图示位置平衡，如果沿吊起处的虚线部分将木棒分割成粗、细两
4、段，则_段较重（粗/细）,200N，粗，粗.,一图多问,1. 省力杠杆，费距离。,2. 费力杠杆，省距离。,3. 不省力也不费力。,杠杆的分类,注意：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便要省距离时，应选费力杠杆。,1.定义：使用时， 固定不动的滑轮 2.实质： 。 3.特点： 。,定滑轮,轴的位置,等臂杠杆,不省力但可以改变动力方向,二、滑轮,动滑轮： 1.定义：使用时，轴的位置随被拉物体 一起运动的滑轮 2.实质： 。 3.特点： ， 动力移动距离是阻力移动距离的 。,动滑轮,动力臂是阻力臂两倍的杠杆,使用单个动滑轮最多可以省一半力 但不能改变施
5、力方向,两倍,滑轮组： 1.定义：动滑轮与定滑轮的组合 2.每一类滑轮组绳子绕法有两种 3.特点：省力又可以改变施力方向 F=（G+G动）/n n是与动滑轮相连的绳子段数,滑轮组,如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由 4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端 绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可 以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁 保持水平，请回答下列问题： (1)假设衣服和晾衣架(含动滑轮)等的总重是 50N，则静止时绳子拉力是 N；(各 种摩擦力忽略不计) (2)要使衣架横梁上升1m，则绕进旋轮上的 绳子长度是 m； (3)通过增加滑轮，可以使此装置更省力， 请画出正确的绕线方法。,
6、(1)125 (2)4,三、轮轴,1.实质：可以连续转动的杠杆 2.特点：省力，费距离,四、斜面,1.作用：省力 （推力F总小于物重G，在高度相同的条件下斜面越长越省力） 2.特点：可以省力，但不能省功 3.原理：利用功的原理工作（Fs=Gh+fs）,第二部分：功 功率,1.功等于 跟物体在力的方向上通过的 的乘积。,距离,功,力,公式：,WFs,3.做功的两个必要条件： 对物体要有力的作用 物体要在力的方向上通过一定的距离,W =Gh,1、概念： 叫做功率。,3、公式： 。,4、单位： 国际单位： ，符号 。 常用单位： 、 。,2、意义：功率是表示 的物理量。,功率,功与做功所用时间的比,
7、物体做功快慢,瓦特,W,千瓦（KW ）,兆瓦（MW ）,质量为45kg 的某同学在跳绳时重心高度随时 间变化的关系如图所示根据图象可估算出 该同学在1 分钟内克服重力做功的平均功率 为 ( ) A 45W B135W C169W D270W,B,第三部分：机械效率,模型一 杠杆 模型二 滑轮组 模型三 斜面,1.有用功（W有用）： 为达到目的必须做的功 2.额外功（W额外）：为达到目的不需要做但不得不做的功（ 做功） 3.总功（W总）： 为达到目的实际做的功 W总= W有用+W额外 4.机械效率（）：有用功与总功的比值 公式： 。,克服摩擦和机械重力,有用功、额外功、总功、机械效率,竖直提升物
8、体,算一算：,一台起重机将重3600N的货物提高4m。如 果额外功是9600J，起重机做的有用功是 多少？总功是多少？机械效率是多少？,工人利用图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起 2m。所用拉力为250N，滑轮组的机械效率是多少？ 若 用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力 在这一过程中所做的功是多少？(不计绳重和摩擦的力) 小明的解题过程是： 解：W有=Gh=400N2m=800J W总=FS=250N2m2=1000J = W有/W总=800J/1000J=0.8=80% W有= Gh=900N2m=1800J W总= W有/=1800J/80%=2250J 答：
9、滑轮组的机械效率是80%，拉力在这一过程中所做的功是2250J。 上述解答是否有错误？如有错误，指出错误的原因，并对错误加以订正。,如图，物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是80，求： 额外功时多少？ 拉力F是多少 ？ 物体所受的摩擦力是多大？,江苏科技版,钩码提升的高度h,、 ， 、 .,拉力F,绳的自由端移动的距离s,钩码重力G,弹簧测力计、刻度尺,弹簧测力计,必须 ，拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变。,竖直方向上匀速拉动,测滑轮组机械效率,【说明】 不影响滑轮组机械效率。,重物提升高度,100%,提高机械效
10、率的方法： 第一是减小 ， （ 、 ）； 第二是增加 。,减小机械自重,减小机械之间的摩擦,同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重物的重力越大，机械效率越高。 不同的滑轮组提起相同重力的重物时，滑轮组中动滑轮的重力越大，机械效率越低。,额外功,有用功,某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。 （1）他所选的器材少了_ （2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作 A将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计 B记下钩码和弹簧测力计的起始位置 C.向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数
11、D测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离 E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。 上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是_,刻度尺,C 步骤中，匀速向上提起弹簧测力计,实验中可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械 效率。分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？,n=5,n=3,甲,乙,甲,1、根据 的关系选择实验所用的滑轮组.,h和s,总结：,2、使用不同的滑轮组提升相同的重物时动滑轮越重，滑轮组的机械效率。,3、使用同一滑轮组， 方法， 可以提高滑轮组的机械效率。,增加物体重力,越低,斜面的机械效率,小明学过机械效率后，提出了一个问题： “影响斜面机械
12、效率的因素有哪些？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：,例题分析：斜面的机械效率,1.25,1.55,81%,1.请将第三次实验数据填全。,2.通过对上述数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论： _ _ 3.小明还探究了斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？_。 4.小明通过实验获得了以下数据：,在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高。,斜面倾斜程度,例题分析：斜面的机械效率,通过对上述数据的分析，得到的实验结论： _。,斜面的机械效率高低与物体的重力无关,练一练： 1、如图,滑轮组将重100牛的物体匀速提升2米，拉力做功250焦，不计绳重和摩擦， (1)此时滑轮的机械效率是多大？ （2）如匀速提升200牛的重物， 拉力的功率为22.5瓦，则重物 上升的速度多大？,2、如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总 重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做 的功随时间变化的图像如图乙所示。细绳的质量忽略不计。 求： （1）拉力F做功的功率 （2）利用该装置提升泥土的机械效率； （3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。,W/J,
