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1、第十二章 机械效率复习课一、导疑情境导入,提出疑问回忆一下:关于“ 简单机械”这一章我们学到哪些知识?学习目标:1、 认识杠杆,能从常见工具和简单机械识别出杠杆。2、 知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用。3、 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组及其作用。4、 会根据要求使用和组装滑轮组。5、 知道什么是有用功、额外功和总功。6、 理解什么是机械效率,知道提高机械效率的方法。二、引探自主学习,探究问题(一)杠杆1、定义:在力的作用下能绕 _的硬棒称做杠杆。2、杠杆的五要素是: 、 、 、 、 。作3、杠杆的平衡条件是: ,用公式可表示为: 。4、三种杠杆:(1)省力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这
2、种杠杆,省了 ,费了 。(2)费力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,费了 ,省了 。(3)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,既 也 。(二)滑轮1、定滑轮实质上是 杠杆;使用定滑轮不省 ,但能改变 。2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 倍的杠杆;使用动滑轮能省 ,但不能改变 。3、使用滑轮组既可以 ,又可以 ;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的 ,表达式是:F (三)机械效率1、有用功是 (通常W有用=Gh);额外功是 ,但又 的功;总功是 即 做的功(通常W总=FS)。2、机械效率是 跟 的比值。机械效率的公式是: 。3、影
3、响滑轮组机械效率的主要因素:(竖直方向上)重物的 _和动滑轮的 _ _。对于实际机械,机械效率总 100%。三释疑主动展示,阐释疑点例1、如图所示,用一杠杆撬一块石头,杠杆上A点是动力的作用点,动力可以向上,也可以向下,还可以朝其他方向。(a)当动力方向向下时,在图上标出杠杆的支点O;(b)在杠杆上画出撬动石块的最小动力F。例2、如图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙:大轮重10N,小 轮重5N,连杆重1N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体(G=500N),如果忽略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的是( )A、F1=129N F2=133NB、F1=129N F2=129
4、N C、F1=133N F2=133ND、F1=133N F2=129N例3、如图,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体竖直上升了1m,人拉绳的力为250N。求:滑轮组的机械效率为多少?动滑轮重多少?(不计绳重和摩擦)例4、物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动,拉力F为50N,物体向左移动了2m,物体与地面间的摩擦力为120N。求:滑轮组对物体做的功;拉力F做的功;滑轮组的机械效率。例5、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中的甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J测力计拉力F/N测力计移动距离s/m总功
5、W总/J120.10.20.90.30.2774.1%240.10.41.60.30.4883.3%340.11.10.50.55(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 (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)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功, 额外功(填“增大”或“减小”) 四启思归纳总结,提炼方法1、杠杆上的动力和阻力:根据动力和
6、阻力的关系,可知它们使杠杆转动的方向是 的,若动力使杠杆做顺时针转动,则阻力就使杠杆做 转动。2、力臂的方法:先找到 点,再画出力的 线,作支点到力的作用线的 ,再画出垂直的符号即可。3、求作杠杆上最小动力的方法: 求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题,此类问题中阻力阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。(1)在杠杆上找一点,使这点到支点的距离 ;(2)动力方向应该是过该点且和该连线 的方向。4、讨论杠杆动态变化问题的方法:由杠杆的匀速转动来研究动力大小的变化。因为杠杆是匀速转动的,所以在杠杆转动过程中遵循 (杠杆的平衡条件),分析要用到控制变量法,确定不变量,然后分析所研究量
7、与变量的关系。5、奇动偶定原理: 使用滑轮组时,直接承担重物的绳子段数为n。若n为偶数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上。确定绳子的股数:数 上绳子的根数。6、当定滑轮、动滑轮、滑轮组水平使用时,有用功是克服物体所受阻力f做的功,额外功是克服滑轮摩擦、滑轮重及绳重做的功,总功仍是动力所做的功。7、 机械效率分为滑轮类,斜面类,杠杆类以及简单机械组合类,组合类机械效率等于各机械效率之积。 五、精练当堂训练,提升能力一、选择题1、如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是 ( )A B C D2、下列关于简单机械的理解,正确的是 ( ) A、吃饭用的筷子是个省力杠
8、杆 B、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 C、使用杠杆,就是为了省力 D、使用定滑轮不省力,但可以省距离3、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近,这样做的目的是为了 ( ) A、增大阻力臂,减小动力移动的距离 B、减小动力臂,减小动力移动的距离C、增大动力臂,省力D、减小阻力臂,省力4、如图所示,在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码,下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是 ( ) A、在位置2挂6个相同的钩码 B、在位置4挂2个相同的钩码 C、在位置4挂4个相同的钩码 D、在位置6挂2个相同的钩码 第4题图 第5题图5、如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实
9、验装置,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜,仍然使杠杆保持平衡,拉力F的变化情况是( )A.变小B.变大C.不变D.无法确定6、如图表示,下列简单机械中,省距离的是()7、如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力,使该杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则 ( ) A、动力臂增大,动力增大 B、动力臂增大,动力减小 C、动力臂减小,动力减小 D、动力臂减小,动力增大8、如图所示,不计绳重及摩擦,把重G16N的物体匀速提起所用的拉力F10N,则关于该动滑轮的说法中错误的是 (
10、 ) A、动滑轮重4N B、使用该动滑轮要费距离 C、该动滑轮的机械效率为80 D、提升物体的速度越快,机械效率越高第7题图 第8题图 第9题图9、如图所示,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、拉力F做的有用功是800J B、拉力F的功率是80w C、绳子自由端被拉下3m D、滑轮组的机械效率是6010、如图所示,拉力F将重为100N的物体匀速拉到4m高的斜面顶端,所用时间为20s,克服摩擦所做的额外功为100J。下列说法中正确的是 ( ) A.整个过程中克服物体重力做的功为400J B、整个过程中拉力F做
11、的总功为400J C、斜面的机械效率为80 D、拉力F的功率为20W第10题图第12题图11、关于功率和机械效率的说法中,正确的是 ( ) A、功率大的机械,做功一定多 B、做功多的机械,机械效率一定高 C、效率高的机械,功率一定大 D、做功快的机械,功率一定大12、李华同学利用如图装置提起水中的物块,下列判断正确的( ) A、装置中的滑轮是定滑轮 B、装置的机械效率可以达到100 C、装置中的AOB是省力杠杆D、物块上表面露出水面前,所受浮力不断减小13、如图所示,杠杆AOB为A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AOBO,杠杆自重不计,则GA和GB的大小
12、关系是( )A、GAGBB、GA=GBC、GAGBD、无法比较二、填空题14、如图所示,一根粗细均匀的杠杆,等距标注了刻度,可绕A端转动,当在B处施加30N竖直向上的拉力F时,杠杆刚好平衡,则杠杆自重为N。第14题图第15题图第17题图15、如图所示,用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,在物体上升2m的过程中,人所用的拉力为125N,则此滑轮组的机械效率为。16、一台起重机将重3600N的货物提高5m的过程中,货物的重力势能(填“增加”、“减少”或“不变”),如果总功为30000J,则起重机的机械效率为。17、如图所示,OAAB=10cm,重物G20N。要使杠杆平衡,FBN。此杠杆属于(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠