《简单机械和功》复习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,简单机械和功复习,知识框架,简单机械和功,简单机械,功,功的,计算,滑轮,杠杆,做功的两个必要因素,功,机械效率,功率,功的,单位,省力杠杆,等臂杠杆,费力杠杆,动,滑轮,定滑轮,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,定义,五,要,素,说,明,支点,O,),动力,(,F,1,),动力臂,(,L,1,),阻力,(,F,2,),使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力,（,方向判断）,阻力臂,(,L,2,),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，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。,F,2,作出图中杠杆,OA,的动力,F,1,、,阻力,F,2,以及动力臂,L,1,和阻力臂,L,2,下图中关于,F,1,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,:,左高左移，右高右移。,实验次数,动力,F,1,/N,动力臂,l,1,/cm,动力,动力臂,F,1,l,1,/,（,N,cm,）,阻力,F,2,/N,阻力臂,l,2,/cm,阻力,阻力臂,F,2,l,2,/,（,N,cm,）,1,2,3,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,F,1,L,1,=,F,2,L,2,在杠杆平衡时,动力最小,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,，要使动力臂最大需要做到：,在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；,动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。,点 拨,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、细两段，则,_,段较重（粗,/,细）,200N,，粗，粗,.,1.,省力杠杆，费距离。,2.,费力杠杆，省距离。,3.,不省力也不费力。,F,1,F,2,O,L,1,L,2,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,F,1,F,2,l,2,l,1,O,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,F,1,F,2,O,l,1,l,2,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,；,(1)12,5 (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：,W,Fs,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。,P,=,W,t,功率,功与做功所用时间的比,物体做功快慢,瓦特W,千瓦（,KW,）,兆瓦（,MW,）,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,W,有,W,总,100%,水平拉动物 体,竖直提升物体,利用斜面提升物体,算一算：,一台起重机将重3600,N,的货物提高4,m。,如果额外功是9600,J，,起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？,如图,滑轮组将重,100,N,的物体匀速提升,2,m,，拉力做功,250,J,，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,N,的重物，,拉力的功率为,22.5,W,，则重物,上升的速度多大？,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,),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,W,有,W,总,100%,100%,提高机械效率的方法：,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,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？,实验次数,物理量,l,2,3,钩码重,G,N,4,4,6,钩码上升高度,h,m,0.1,0.1,0.1,绳端拉力,F,N,1.8,1.4,2.4,绳端移动距离,s,m,0.3,0.5,0.3,机械效率,74,57,83,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：,F,s,h,G,例题分析：斜面的机械效率,实验次数,倾斜程度,物体重,G/N,物上升,h/m,拉力,F/N,物移动,s/m,有用功,W/J,总功,W/J,机械效率,1,较缓,5,0.1,1.6,0.5,0.5,0.8,63%,2,较陡,5,0.15,2.2,0.5,0.75,1.1,68%,3,最陡,5,0.25,3.1,0.5,1.25,1.55,81%,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,实验次数,倾斜程度,物体重,G/N,物上升,h/m,拉力,F/N,物移动,s/m,有用功,W/J,总功,W/J,机械效率,4,较缓,5,0.15,1.6,0.75,0.75,1.2,63%,5,同上,10,0.15,3.2,0.75,1.5,2.4,63%,6,同上,15,0.15,4.8,075,2.25,3.6,63%,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,谢 谢!,如图,23,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。,W,/J,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,27.,（,1,）,180W,；（,2,）94%,；（,3,）,21J,小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数,据如下表,（,1,）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度,(),，与所提物体的重力大小,(),；（均选填“有关”或“无关”,（,2,）请用实验中所测量的物理量符号写出计算机械效率的表达式,(),，并算出第,4,次实验的机械效率为,(),；,（,3,）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更,(),，所以机械效率更,(),；（均选填“大”或“小”）,（,4,）关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是,(),A,提升越重的物体，机械效率越大,B,总功越大，机械效率一定越大,C,额外功越大，机械效率一定越小,D,同一机械的机械效率是恒定不变的,（,5,）在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将,(),（选填“偏大”、“不变”或“偏小）,（,1,）无关；有关；（,2,）,GhFs,100%,；,80%,；（,3,）大；小；（,4,）,A,；（,5,）偏小,