第十三章力和机械复习课.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,*,第十三章 力和机械,力和机械,力,弹力,弹性：,物体受力时发生形变，不受力时恢复原状的特性,弹力：,物体由于弹性形变而产生的力,弹簧测力计,原理：,构造：,使用：,重力,定义：,三要素,大小：,方向：,作用点：,G=mg,竖直向下,重心,摩擦力,概念,滑动摩擦力,大小,测量,原理：,方法：,影响因素,方向,增大和减小摩擦力的方法,简单机械,杠杆,概念,平衡条件,三种杠杆,滑轮,定滑轮,动滑轮,滑轮组,轮轴,斜面,一、弹力,弹力,1,）弹性：,物体受力会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状的这种特性。,2,）塑性：,物体变形后不能自动恢复原来形状的 特征,3,）弹力：,物体由于弹性形变而产生的力,4,）其它弹力：,压力、,支持力、,如：,5,）弹簧测力计原理：,在弹簧的,弹性限度,内弹簧的,伸长,与弹簧所受的拉力成,正,比。,二：重力,1,）定义：,由于,地球的吸引,而使地面附近的,一切,物体受到的力。,2,）单位：,牛（,N,）,3,）大小：,G=mg,(,通常取,g=),9.8N/kg,4,）方向：,重力的方向总是,竖直向下。,5,）作用点：,重心,6,）测量工具：,弹簧测力计,使用前：,检查指针是否指在零刻度处。,观察它的量程和分度值。,使用时：,弹簧指针、挂钩不与外壳摩擦。,图1,图2,重力的方向总是,竖直向下,重垂线的工作原理是什么？,讨论,重力的方向总是,竖直向下,。,例,、,一个放在斜面上的物体，其质量为,5kg,，用重力的示意图，表示出它的大小、方向、作用点。,G,mg,5kg9.8N/kg,49N,G=49N,物理量,质量,重力,区,别,概念,方向,位置对大小的影响,单位,符号,测量工具,联系,物体含有物质,的多少,由于地球的吸引而,使物体受到的力,没有方向,总是竖直向下,是物体的固有属性,同一物体在任何地方,质量不变。,同一物体在地球不同地方或不同高度,重力大小略为不同,千克 （,Kg,）,牛顿（,N,）,m,G,天平,弹簧测力计,G=m g,实验：,重力与质量的关系,钩码数（只）,1,2,3,4,质量（,kg,）,重力（,N,）,（,N/kg,）,0.05,0.1,0.15,0.2,0.49,0.98,1.47,1.96,9.8,9.8,9.8,9.8,结论：,物体受到的重力跟它的质量有关，物体质量越大，物体受到的重力也越大。,1、物体受到的重力跟它的质量,成正比,。,2、=,9.8,牛/千克,重力,质量,G=mg g=9.8,牛/千克,写成公式,1,、关于重力的正确说法是（）,A,、向上抛的小球在向上运动过程中不受重力作用。,B,、空中飞行的飞鸟不受重力作用。,C,、重力在物体上的作用点就是此物体的重心。,D,、一个物体的重心一定在物体上。,C,2,铅球被推出后，不计空气阻力，在空中飞行时受到,_,作用，方向,_,。,重力,竖直向下,3,、一个物体重,100N,，受到的空气阻力大小为,10N,，若物体只受这两个力作用，则下列说法正确的是：,若物体竖直向上运动时，合力的大小是,_,，合力的方向,_,若物体竖直向下运动时，合力的大小是,_,，合力的方向,_,110N,竖直向下,90N,竖直向下,三、摩擦力,摩擦力,1,）产生条件：,两个物体互相接触。,要产生或已经产生相对运动时。,接触面上。,2,）方向：,与物体相对运动方向或相对运动的趋势相反。,3,）摩擦力产生的位置,看作用点,：,4,）影响摩擦力的大小的因素：,作用在物体表面的压力大小有关。,表面受到的压力越大，摩擦力越大。,接触面的粗糙程度有关。,接触面越粗糙，摩擦力越大。,增大有益摩擦的方法：,增加接触表面的粗糙程度。,增大物体间的压力。,变滚动为滑动,。,列举相关的事例：,1,、自行车用越大力刹车，就停得越快。,2,、拔河时用力握绳子。,6,、上单杠，手上摸镁粉。,3,、冬天在结冰的路面上撒沙。,4,、冬天路面打滑，在汽车轮上缠铁链。,5,、鞋底或轮胎有凹凸不平的花纹。,减小摩擦的方法：,减小压力。,减小接触面的粗糙程度。,变滑动为滚动。,分离摩擦面。,列举相关的事例：,1,、手握单杆不能太紧,3,、机器转动的部分加滚动轴承,4,、磁悬浮列车靠强磁场把列车托起,2,、加润滑油,例,1,、重,10N,的木块，被,25N,的压力,F,静压在竖直的墙壁上，则墙壁对木块的摩擦力的大小为,_,，假设用,30N,的压力压这一木块，木块静止不动，则墙壁对木块的摩擦力将,_,。,F,10N,10N,例，物体,A,相对斜面有没有运动？有没有摩擦力？,关于静摩擦力，下列说法正确的,（）,A,只有静止的物体才可能受静摩擦力,B,有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力,C,产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止,D,两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生,：练习：,运动员用双手握住竖立的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是,F,1,和,F,2,，那么,（）,A,F,1,向下，,F,2,向上，且,F,1,F,2,B,F,1,向下，,F,2,向上，且,F,1,F,2,C,F,1,向上，,F,2,向下，且,F,1,F,2,D,F,1,向上，,F,2,向上，且,F,1,F,2,答案：,D,：练习,简单机械,定义,：,平衡条件：,F,1,L,1,=F,2,L,2,应用：,定滑轮,滑轮组,杠杆,L,1,L,2,的杠杆，省力但费距离,滑轮,特点：不省力，但可以改变力的方向,省力情况：,F=G/n,（,n,为承重绳子段数）,特点：既能省力又能改变力的方向,L,1,=L,2,的杠杆，既不省力也不省距离,L,1,L2,平衡时,F2F1,2,费力杠杆,：,L1 L2,平衡时,F2F1,3,等臂杠杆,：,L1=L2,平衡时,F2=F1,如：钳子、起子、动滑轮等。,如：镊子、缝纫机脚踏板等。,如：天平、定滑轮等。,观看轮轴视频资料,G,r,F,R,F,R=G r,手 摇 钻,自行车把,脚蹬轮盘,套筒扳,门把手,大扳手,水笼头,盘山公路到山顶,路长省力是斜面,H,S,把重物从地面直接匀速提升到,H,米的高处：所用力是物重,G,，经过的距离是,H,把它沿长为,S,米的斜面推 到顶端，经过的距离长了是,S,，,但用的力却比物重,G,小得多了！,斜面也是一种简单机械,三、简单机械,1、杠杆,（1）杠杆的平衡条件：,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,（2）杠杆的类型：,省力杠杆费力杠杆、等力杠杆,2、滑轮,定滑轮：,实质是等臂杠杆,动滑轮：,实质是动力臂是等于阻力臂两倍的杠杆,滑轮组；,既可以省力，又可以改变力的方向：,F=G,总,/n,3,、斜面,光滑的斜面：,F,l=G,h,画杠杆力臂的方法,一找支点 二画线（力的作用线）三定距离（力臂的长）,力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是支点到力的作用点的距离；,杠杆的力臂不一定在杠杆上。,力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的直线。,作用在杠杆上的力，若作用点不变，但作用力的方向改变，力臂一般也改变，力的作用效果也不同。,怎样画杠杆的力臂,F,1,O,L,1,L,2,F,3,F,2,L,3,力臂的两种表示方法大括号和箭头,练 习,找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。,O,F,2,F,1,L,1,L,2,找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。,O,F,1,F,2,L,1,L,2,练习,利用杠杆的平衡条件解决有关问题,确定杠杆的支点。,确定各个力的力臂。,分析杠杆受到的动力和阻力，明确各力的大小和方向。,根据杠杆的平衡条件列出关系式求解，必要时要对结果进行讨论。,1,、将一圆锥体推上台阶，现分别在,A,、,B,、,C,点用力，力的方向如图，则最小的推力是（）,A,、,F,A,B,、,F,B,C,、,F,C,D,、一样大,A,B,C,B,2,、如果街边一些无良商贩想骗秤，使秤的读数比实际质量大，那么他们可能是（）,A,、减少杆秤的砣重,B,、增加杆秤的砣重,C,、减少杆秤的盘重,D,、都有可能,A,3,、,O,为杠杆,AC,的支点，在,B,处挂一个球，,AO,OB,CB,，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力,F1,的力臂,L1,，并标出,F1,的方向。,C,B,O A,F1,L1,4,、护城河上安装使用的吊桥是一个杠杆，由图可知它的支点在,_,点，在匀速拉起时，它属于一个,_,杠杆（“省力”或“费力”），并在图中画出动力臂。,A B C,C,L1,省力,5,：判断题,、杠杆是一根直的硬棒。,(),、动滑轮和定滑轮都是变形的杠杆。,(),、动力臂与阻力臂之和等于杆长。),、力的作用线通过支点的力的力臂为零。、定滑轮的半径越大越省力。,(),12.,一根杠杆长,1,米，支点,O,在它的最左端，现将一,G,为,90,牛顿的重物放在距,O,点,20,厘米处，若使杠杆处于水平静止状态，则动力作用在杠杆最右端时，应向,时，动力最小，且动力的大小是,牛顿。,竖直向上,18,14.,如图,当弹簧秤竖直向上拉杠杆,使杠杆静止时,弹簧秤示数为,10,牛,若将弹簧秤改为斜向上拉,使弹簧秤的轴线与杠杆垂直,使杠杆静止时,弹簧秤的示数：,(,),A,、大于,10,牛；,B,、小于,10,牛；,C,、等于,10,牛；,D,、无法判断。,B,15.,如图,用三个力沿不同的方向拉绳子,则：,(,),A F,1,最大；,B,、,F,2,最大；,C,、,F,3,最大；,D,、一样大。,D,怎样确定承担物重或拉力的绳子的段数,与动滑轮连接的绳子的段数，就是承担物重的绳子的段数。,当滑轮组平放时，这时滑轮组不是承担物重，承担的是拉动物体所需要的力，当物体做匀速直线运动时，它等于物体受到的摩擦力。在判断承担拉力的绳子段数不习惯，可将滑轮组转动到熟悉的竖直方向来分析。,怎样设计滑轮组的绕线,根据题目条件，如绳子能承受的拉力或要承担的物重，计算出需要几段绳子来承担（如有小数时，用收尾法），若需要的绳子段数是奇数，则从动滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕；若需要的绳子段数是偶数，则从定滑轮的挂钩上开始按顺序由内向外绕。,也可根据题目的要求，用反绕法。,滑轮组绕线法,（,1,）当,n,为奇数时，采用,_,法。,下结,（,2,）当,n,为偶数时，采用,_,法。,上结,甲 乙,甲图：,n=_,乙图：,n=_,5,4,四、机械效率,1、有用功：,机械克服有用阻力所做的功-一般是重力所做的功,2、额外功,：,机械克服额外阻力所做的功,3、总功：,动力对机械做的功,4、功的原理数学表达式：,W,总,=,W,有用,+,W,额外,5、,机械效率：,有用功跟总功的比值,=W,有,/,W,总,100%,测滑轮组机械效率的实验,1.,在测定滑轮组机械效率的实验中，如图所示：,（,2,）测定滑轮组的机械效率，应测定的物理量有,，,，,，,，需要计算,的物理量有,，,，,。,钩码的重,G,拉力,F,钩码上升高度,h,绳端移动距离,s,有用功,W,有,总功,W,总,机械效率,（,3,）所用器材除钩码、铁架台、滑轮组、细绳外，还需,要,和,。,刻度尺,弹簧测力计,（,1,）实验原理是,（,4,）安装好滑轮组，记下,和,的位置，,匀速,拉动弹簧测力计使钩码,G,升高，记下,，,并从弹簧测力计得出,的值和弹簧测力计移动的,距离,。,钩码,弹簧测力计,钩码上升高度,h,拉力,F,s,（,5,）设计表格,钩码重,G/,N,弹簧测力计示数,F/,N,钩码上升高度,h/,m,绳端移动距离,s/,m,有用功W,有,/,J,总功,W,总,/,J,机械效率,2.,在测定滑轮组机械效率的实验中，现给出下列器材,A.,铁架台,B.,钩码,C.,天平,D.,定滑轮和动滑轮若干,E.,长约,2m,的细绳,以上器材中，属于多余的器材是,，所缺少的两,件主要器材是,和,。,C,刻度尺,弹簧测力计,3.,用同一滑轮组提起的物体越重，该滑轮组的效率就越,高，是因为（）,提起的物体越重，做的有用功越多,B.,提起的物体越重，做的额外功越少,提起的物体越重，做的总功越多,D.,提起的物体越重，做的总功越少,AC,4.,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，装置如图所示,次数,物理量,1,2,3,钩码重,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%,（,1,）通过表中数据可分析出实验,1,是,用,图做的实验，实验,2,是用,图,做的实验。,甲,乙,（,2,）通过实验,1,和实验,2,的数据分析得,出结论：使用不同的滑轮组，提升相,同的重物时，动滑轮的个数越多，滑,轮组的机械效率,。,越低,（,3,）比较实验,1,和实验,3,可得出结论：,使用同一滑轮组，,，可,以提高滑轮组的机械效率。,增加物体的重,G,F,甲,G,F,乙,5.,如图所示是“测滑轮组机械效率”的装置,拉力,F/,N,钩码重,G/,N,绳端移动距离,s/,m,钩码上升高度,h/,m,1.1,3,0.24,0.08,0.75,2,0.12,0.36,（,1,）实验时，必须,向上提起弹簧测力计。,匀速,（,2,）某同学用图中的滑轮组做实验，记录的两组数据,如上表，其中序号为,的一组有错误。为什么？,2,（,3,）要想提 高此滑轮组的机械效率可采用（）,增加钩码的个数,B.,增加动滑轮的个数,C.,减小钩码上升的 高度,D.,减少定滑轮的个数,A,6.,在“测滑轮组机械效率”的实验中，装置如图所示,拉力,F/,N,绳端移动距离,s/,m,有用功,W,有,/,J,总功,W,总,/,J,0.6,0.4,0.3,0.24,（,1,）某同学正确测得钩码上升高度为,0.2m,，,钩码重,1.5N,，其他被测和计算的数据如下表,上表中肯定错误的数据是,和,。,0.4m,0.24J,（,2,）若上述装置提起重,1.5N,的钩码，机械效率为,1,，,提起重,3N,得钩码，机构效率为,2,，则,1,2,。,（,3,）若实验过程中没有刻度尺，也能测出机械效率,，,请你写出,的计算表达式,7.,用滑轮或滑轮组提起同一重物（如图所示），其中效,率最高的是（）,G,G,F,F,G,F,G,F,A,B,C,D,B,1,、如图，地面上一物体重,100,牛顿，当物体做匀速直线运动时，物体与地面的摩擦力是,60,牛顿，,则拉力,F,=,牛顿。,f,=60N,f,=60N,F,20,2,、不计滑轮摩擦，当水平向右拉力,F,5N,时，物体,m,恰能匀速向右运动，求：物体所受地面的摩擦力大小。,m,F,5 N,F=5N,m,f=_,f=_,f,2.5N,f,10N,3,、搬运工人常用的一种搬运重物的方法，从图中能看出搬运工人运用了哪些物理知识？,F,动滑轮省力,;,以滚动代替滑动减小摩擦。,16.,如图所示的各滑轮组中,物体重量都是,G,不计摩擦和滑轮重,使物体匀速上升,拉力,F,最小的是图：,(,),B,17.,如图所示,用滑轮组牵引着重物沿水平方向匀速滑动,已知拉力,F=40,牛不计滑轮摩擦和重量,则重物和地面之间的摩擦力为：,(,),A,、,40,牛；,B,、,80,牛；,C,、,120,牛；,D,、无法确定。,C,18.,如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动,所用的拉力分别为,F,1,F,2,F,3,那么,下列关系式中正确的是：,(,),A,、,F,1,F,2,F,3,；,B,、,F,1,F,2,F,3,C,、,F,2,F,1,F,3,；,D,、,F,2,F,1,F,3,。,D,9、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图3所示的,a、b,两个滑轮组，用其提起相同的重物,G。,如不计滑轮与轴的摩擦，则（）,A.a,滑轮组较省力，机械效率也较高,B.b,滑轮组较省力，机械效率也较高,C.,两滑轮组的省力程度不同，但机械效率相同,D.,两滑轮组的省力程度不同，机械效率也不同,C,11、如图10所示，用一滑轮组拉着重810,4,牛的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为80%。（1）求拉力,F,为多少牛？（2）若汽车移动的速度为0.2米/秒，1分钟内拉力,F,所做的功（滑轮和绳的自重不计，且绳足够长）。,