《简单机械行业及功的原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单机械行业及功的原理.ppt（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 简单机械和功,物理中考复习,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 7、理解功是能的转化形式,知识框架,简单机械和功,支点(O) ：,动力(F1) ：,动力臂(L1)：,阻力(F2) ：,杠杆绕其转动的点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力（方向判断）,从支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂(L2)：,从支点到阻力作用线的垂直距离,F2,一点、二力、二臂,杠杆的平衡条件,杠杆的平衡条件：,F1L1 = F2L2,1. 省力杠杆
2、，费距离。,2. 费力杠杆，省距离。,3. 不省力也不费力。,三杠杆的分类,(3)费力杠杆 动力臂阻力臂, （费力、省距离）,(1)省力杠杆 动力臂阻力臂, （省力、费距离）,(2)等臂杠杆 动力臂=阻力臂,杠杆分类:,定滑轮： 1.定义：使用时，轴的位置固定不动的滑轮 2.实质：等臂杠杆 3.特点：不省力但可以改变动力方向,定滑轮,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：动力臂是阻力臂两倍的杠杆 3.特点：省一半力但不可以改变动力方向， 动力移动距离是阻力移动距离的两倍,动滑轮,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
3、点：省力又可以改变动力方向 F=（G+G动）/n n是与动滑轮相连的绳子段数,滑轮组,成立的条件：不计绳重和摩擦,功,1.做功的两个要素： 作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离 2.公式： W=FS 3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）,4.功的原理：使用任何机械都不省功,功率,1.功率：表示做功快慢的物理量 2.定义：单位时间完成的功 3.公式： P=W/t 4.单位：W,机械效率,1.有用功：为达到目的必须做的功 2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功 3.总功：为达到目的实际做的功 W总= W有+W额 4.机械效率：有用功与总功的比值= W有/ W总,能量,功
4、是能的转化形式：物体对外做了多少功就有多少能量转化为其他形式的能量。,1.动能：物体由于运动而具有的能，动能的大小与_和_有关，_越大动能越大，_越大动能越大。,2.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与_和_有关，_越大重力势能越大，物体被举得越高重力势能_。,3.弹性势能,5.动能和势能的转化,4.能量守恒,6.机械能守恒：,质量,速度,质量,速度,质量,质量,被举高度,越大,在动能和势能的相互转化过程中，若没有机械能的损失，机械能的总量保持不变。,1.实验器材： 2.要测的物理量： 3.操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计 4.相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提
5、升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大,W有=Gh(h为重物提升高度） W总=FS(S为绳子自由端的伸长） W额=G动h S=nh(n为吊着动滑轮的绳子段数）,测滑轮组机械效率,探究活动,G动,W有用Gh,W总s,若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则： W额外 G动h,滑轮组的机械效率：,测滑轮组的机械效率,1.实验器材： 2.要测的物理量： 3.机械效率表达式:,例题选解,例1. 如图所示，画出下图中各力的力臂,例题选解,例题选解,例3.如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点，并使直
6、杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（ ） A始终是省力杠杆 B始终是费力杠杆 C. 先是省力的，后是费力的 D先是费力的，后是省力的,C,例题选解,例4. 如图所示，物体M放在水平桌面上，现通过一滑轮（质量和摩擦均忽略不计）拉着物体M向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N。若在物体M上加放一个物块m,可保持M向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子自由端施加一个拉力F，则（ ） A物体M运动时受到向左的摩擦力 B加放m前，M受到10N的摩擦力 C.加放m前，M受到20N的摩擦力 D加放m后，力F保持10N不变,C,一、是否做功的判断,例（2008柳州）以下实例，力对物体做
7、功的是（ ） A举重运动员举着杠铃不动 B小明将水桶从地面上提起 C吊车吊着货物在空中水平匀速移动 D用力搬桌子而未搬起,B,二、功的原理,1、功的原理的判断 2、运用功的原理计算功,A,三、有用功、额外功和总功的判断,例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中 ( ) A绳子自由端被拉下3 m B做的有用功是800 J C拉力F的功率是80 W D滑轮组的机械效率是60,B,四、机械效率的判断及计算,例2. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在
8、1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出最省力绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率； （3）如果重物是600N，要把 重物提升5m，求拉力做的功。,四、探究机械效率,1、探究斜面的机械效率 2、探究动滑轮的机械效率 3、探究滑轮组的机械效率,例1.（2008乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想 下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据： 请将表格中空格处的数据填写完整； 由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有： _ _ _ 分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长
9、越_（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_（只写出一条即可）。,80%,1.5J,小车重,斜面长度,斜面粗糙程度,省力,盘山公路,例2：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑 轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越 。 (2)第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是_。 (3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。 (4)
10、综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功， 额外功(选填“增大”或“减小”)。,大,0.4,727,增大,减小,例3、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，则滑轮组的机械效率为多大？,解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30N P=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6
11、W.滑轮组的机械效率为83.3%,例4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=130N W额外= G动.h=40NX2m=80J =W有用/W总=,1、 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 BB点是支点，物体A放在车厢前部可省力 CC点是支点，物体A放在车厢后部可省力 DC点是支点，物体A放在车厢前部可省力,课
12、堂练习,2、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,3、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。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（ ） A5 N B10 N C20 N D40 N,4、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
13、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,5、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120 km/h和180 km/h在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为 A23 B32 C49 D94,6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约为 W.,7如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑 轮把同样的桶从一楼地
14、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 AW1=W2，1=2 BW1=W2，12 DW1W2，12,8、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）,9、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？,10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”),滑轮组的绕线放法 原则：奇动偶定,
