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单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/5/30,#,第,8,课时,简单机械机械效率,第一篇教材梳理,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,1,.,功,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,考点一杠杆,杠杆及其要素,杠杆,:,在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,支点,:,杠杆可以绕其转动的点,O,;,动力,:,使杠杆转动的力,F,1,;,阻力,:,阻碍杠杆转动的力,F,2,;,动力臂,:,从支点,O,到动力,F,1,的距离,l,1,;,阻力臂,:,从支点,O,到阻力,F,2,的距离,l,2,杠杆平衡,当杠杆在动力和阻力作用下,或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了,;,杠杆平衡条件的关系式为,这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理,静止,F,1,l,1,=F,2,l,2,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,杠杆的类型和特点,杠杆,杠杆,杠杆,动力臂,阻力臂,动力臂,阻力臂,动力臂,阻力臂,力但,距离,距离但,力,既不,也不,省力,费力,等臂,大于,小于,等于,省,费,省,费,省力,省距离,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,考点二滑轮滑轮组,项目,定滑轮,动滑轮,滑轮组,示意图,实质,:,;,特点,:,实质,:,;,特点,:,力,、速度,、距离的关系,F,1,=G,;,v,1,=v,2,;,s=h,F,1,=,;,v,1,=,;,s=,F,1,=,;,v,1,=,;,s=,注,:,不计摩擦及绳重,动滑轮重为,G,动,),但不能改变力的方向,等臂杠杆,但能改变力的方向,不能省力,省力杠杆,费距离,省力,2,h,2,v,2,nh,nv,2,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,考点三简单机械的三种功和机械效率,简单机械,及物理量,三种功,机械效率,(,),W,有,=Gh,;,W,总,=Fs,;,W,额,=Fs-Gh,W,有,=Gh,;,W,总,=Fs,;,W,额,=Fs-Gh,或,fs,或,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,简单机械,及物理量,三种功,机械效率,(,),W,有,=Gh,;,W,总,=Fs,;,W,额,=Fs-Gh,W,有,=fs,物,;,W,总,=Fs,绳,;,W,额,=Fs,绳,-fs,物,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,【,补充,】,【,点拨,】,机械效率的提高方法,:,对于滑轮组,:,增大物重,减小动滑轮的自重,减小摩擦,;,对于斜面,:,增大倾角,减小摩擦。,教材,图解,1,.,小明在学校参加植树活动时,使用如图,8-1,所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,(1),他使用的钳子是,杠杆,剪铁丝时动力臂长为,10 cm,阻力臂长为,2 cm,若铁丝被剪断需要,1000 N,的力,小明至少用,N,的力才能将铁丝剪断。,图,8-1,200,省力,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,(2),钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪铁丝时,将铁丝放在,A,处还是,B,处更省力呢,?,请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力,F,2,的示意图和动力,F,1,的力臂。,如图所示,2,.,如图,8-2,所示是某工人用滑轮组提升重物,工人用,360 N,拉力将重为,600 N,的重物匀速提升,10 m,若不计绳重和轮与轴的摩擦,则该滑轮组的机械效率为,动滑轮的重力为,N,工人对绳端的拉力做的功为,J,。若将重为,880 N,的重物匀速提升,10 m,则工人做的功为,J,。,思维导图 构建体系,教材梳理 夯实基础,图,8-2,10,4,83,.,3%,120,7200,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,1,.,如图,8-3,所示的杠杆中属于费力杠杆的是,(,),探究一,杠杆类型判断及杠杆平衡条件的应用,图,8-3,D,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,2,.,如图,8-4,所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式,(,不计机械自重和摩擦,),其中所需动力最小的是,(,),图,8-4,D,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,3,.,如图,8-5,所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体,A,和,B,同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是,(,),图,8-5,A,.,杠杆仍能平衡,B,.,杠杆不能平衡,左端下沉,C,.,杠杆不能平衡,右端下沉,D,.,无法判断,C,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,4,.,如图,8-6,所示,杠杆,AOB,用细线悬挂起来,在,A,、,B,两端分别挂上质量为,m,1,、,m,2,的重物时,杠杆平衡,此时,AO,恰好处于水平位置,AO=BO,不计杠杆重力,则,m,1,、,m,2,的大小关系为,(,),A.,m,1,m,2,B,.,m,1,F,2,1,2,B.,F,1,=F,2,1,=,2,C.,F,1,2,D.,F,1,F,2,1,=,2,图,8-16,D,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,15.,某型号挖掘机的质量为,3000 kg,两履带与地面接触的总面积为,1.5 m,2,。挖掘机在,6 s,内将装满铲斗质量为,0.75 t,的泥石送到岸边,挖掘深度,H,=2 m,如图,8,-,17,乙所示。,(,g,取,10 N/kg),(1),求挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强。,(2),挖掘机每挖一次泥石,(,装满铲斗,),并水平移送到岸边,求对泥石做的功。,(3),若发动机的总功率是,20 kW,挖泥石过程中挖掘机的机械效率为多大,?,图,8,-,17,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,15.,某型号挖掘机的质量为,3000 kg,两履带与地面接触的总面积为,1.5 m,2,。挖掘机在,6 s,内将装满铲斗质量为,0.75 t,的泥石送到岸边,挖掘深度,H,=2 m,如图,8,-,17,乙所示。,(,g,取,10 N/kg),(2),挖掘机每挖一次泥石,(,装满铲斗,),并水平移送到岸边,求对泥石做的功。,图,8,-,17,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,15.,某型号挖掘机的质量为,3000 kg,两履带与地面接触的总面积为,1.5 m,2,。挖掘机在,6 s,内将装满铲斗质量为,0.75 t,的泥石送到岸边,挖掘深度,H,=2 m,如图,8,-,17,乙所示。,(,g,取,10 N/kg),(3),若发动机的总功率是,20 kW,挖泥石过程中挖掘机的机械效率为多大,?,图,8,-,17,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,突破一探究杠杆的平衡条件,【,设计和进行实验,】,1,.,让支点处于杠杆的中心,:,消除,杠杆自重,对实验结论的影响。,2,.,让杠杆在水平位置平衡,:,便于,从杠杆上直接读出力臂,。,3,.,平衡螺母的调节,:,左高左调,右高右调,实验开始后,不能,再调节平衡螺母。,4,.,钩码换成弹簧测力计的好处,:,能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向,。,5,.,弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会,变大,因为,拉力力臂变小,。,6,.,多次实验的目的,:,消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,【,数据处理和分析,】,7,.,设计实验记录表格,(,如下表所示,),分析可得出,:,杠杆的平衡条件为动力,动力臂,=,阻力,阻力臂,表达式为,F,1,l,1,=F,2,l,2,。,次数,动力,F,1,/,N,动,力臂,l,1,/,cm,阻力,F,2,/,N,阻力,臂,l,2,/,cm,1,2,3,【,交流、反思与评估,】,8,.,实验时注意不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力,+,动力臂,=,阻力,+,阻力臂”。,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,例,1,用如图,8-18,所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。,图,8-18,(1),挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆,(,选填“达到”或“没有达到”,),平衡状态,接下来应向,(,选填“左”或“右”,),调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆保持水平并静止。,左,达到,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,(2),如图乙所示,杠杆调节水平平衡后,小红在杠杆的,A,处挂,4,个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在,B,处挂,个钩码。当杠杆平衡后,将,A,处和,B,处下方所挂的钩码同时向支点,O,靠近一格,杠杆会,(,选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”,),。,(3),如图乙所示,保持杠杆水平位置平衡,弹簧测力计从,a,位置转到,b,位置,其示数将,(,选填“变大”“变小”或“不变”,),。若,b,位置与水平方向夹角为,30,一个钩码的重量是,0,.,5 N,则弹簧测力计的示数应是,N,。,左侧下降,6,6,变大,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,(4),下表是小红实验得到的数据,分析后她得出“动力,动力臂,=,阻力,阻力臂”的结论,但分析表格数据后可以发现这次实验的不妥之处,:,。,次数,动力,F,1,/,N,动,力臂,l,1,/,cm,阻力,F,2,/,N,阻力,臂,l,2,/,cm,1,1,.,5,10,3,.,0,5,2,1,.,0,20,2,.,0,10,3,1,.,0,30,2,.,0,15,动力臂都是阻力臂的两倍,实验数据不具有普遍性,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,(5),得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物。若弹簧测力计的量程是,0,2,.,5 N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达,N,。操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程时仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是,。（写出一点即可）,(6),实验中小红发现,:,如果在杠杆的,O,点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡,?,请说明理由,:,。,弹簧测力计拉力的位置向右移（或换用量程较大的弹簧测力计，或减少,15,不影响,这个作用在杠杆,O,点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡,左侧钩码的数量，或左侧钩码的位置向右移，答出其中一点即可）,(7),同组的小王采用如图,8-19,所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小红得出的结论不相同,其主要原因是,。,实验拓展,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,图,8-19,杠杆自重对实验产生影响,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,突破二测量滑轮组的机械效率,【,实验原理,】,=,。,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,实验,次数,钩,码所受的重力,G/,N,提升高度,h/,m,有用功,W,有,/,J,拉力,F/,N,绳,端移动的,距,离,s/,m,总,功,W,总,/,J,机械效率,1,2,3,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,5.,实验结论,:,同一滑轮组,提升,物体越重,机械效率,越高,;,不同滑轮组提升,同一重物,动滑轮,越轻,(,个数少或质量小,),机械效率,越高,。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度,绳子的段数,省、费力情况均无关。,【,交流、反思与评估,】,6.,影响滑轮组机械效率的因素,:,提升物体的重力,;,动滑轮的重力,;,绳重、摩擦,。,7.,提高滑轮组机械效率的方法,:,增加提升物体的重力,;,减小动滑轮的重力,;,减小绳重和摩擦等。,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,例,2,在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图,8-20,甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题,:,(1),该组同学准备了下列器材,:,钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺,其中多余的器材是,。,图,8-20,天平,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,实验,次数,动滑轮的重力,G,动,/,N,物体,的重力,G,物,/,N,物体,升高,的,高度,h/,m,弹簧,测力计示数,F/,N,绳端,移动,的,距离,s/,m,机械效率,1,0,.,5,1,0,.,1,0,.,6,0,.,3,55,.,6%,2,0,.,5,2,0,.,1,1,.,0,0,.,3,66,.,7%,3,0,.,5,4,0,.,1,1,.,8,0,.,3,(2),上表中实验数据是用图,所示的滑轮组测得的。实验中应沿竖直方向,拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。小组同学提出实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法,(,选填“正确”或“不正确”,),因为他没考虑到,对滑轮组机械效率的影响。第,3,次实验中应补充的数据是,。根据第,1,次实验中的数据,若不计绳重和摩擦,要使滑轮组达到省力的效果,则提升物体的重力不得小于,N,。,甲,缓慢,(,或匀速,),不正确,摩擦力,74,.,1%,0,.,25,重难探究 逐个突破,实验突破 素养提升,(3),分析表中的数据可知,:,随着物重的增加,额外功,(,选填“变大”“变小”或“不变”,),原因是,。,(4),根据以上实验数据可以得出如下结论,:,同一滑轮组的机械效率主要与,有关。,(5),小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度成倍数关系,于是他认为,:,钩码数量一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率。小芳则认为,:,钩码提升的高度不同,有用功就不同,机械效率就变化了。你认为,的看法是正确的。,(6),若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率,;,若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为如图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率,。,(,均选填“变大”“变小”或“不变”,),物重增加,绳和滑轮间的压力变大,摩擦力就变大,变大,物重,小明,变小,不变,
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