第11章《简单机械和功》课件.ppt

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1、简单机械和功复习教学目的：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一、简单机械一、简单机械（一）杠杆（一）杠杆 1、杠杆五要素支点支点动力：动力： F1阻力：阻力：F2动力臂：动力臂：L1阻力臂：阻力臂：L2（注意点：支点一定在杠杆上！（注意点：支点一定在杠杆上！ ）2、作力臂的方法、作力臂的方法1.找支点找支点2.沿动力和阻力的方向画出力的作用线，沿动力和阻力的方向画出力的作用线，3.从支点作这些力的作用线的垂线。从支点作这些力的作用线的垂线。这个垂线就

2、是力臂。这个垂线就是力臂。F1F2L2L1例例1 1、如图所示、杠杆、如图所示、杠杆OAOA在力在力F1F1、F2F2的作的作用下处于静止状态，用下处于静止状态，L2L2是是F2F2的力臂，请在图中的力臂，请在图中画出力画出力F1F1的力臂的力臂L1L1和力和力F2.F2.FIL2OL1F2注意：由于L1L2,杠杆平衡，所以F1F23 3、探究杠杆的平衡条件、探究杠杆的平衡条件(1)(1)什么叫杠杆的平衡？什么叫杠杆的平衡？答：杠杆平衡答：杠杆平衡是指杠杆静止不动或杠是指杠杆静止不动或杠杆匀速转动。杆匀速转动。(2)(2)杠杆平衡条件是什么？杠杆平衡条件是什么？答：答：F F1 1.L.L1

3、1=F=F2 2.L.L2 2答:使杠杆的重力不影响杠杆的平衡(3)(3)实验前为什么要调节杠杆两端的螺实验前为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？母使杠杆在水平位置平衡？ (3) (3)为什么在杠杆两边挂上不为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？使杠杆在水平位置重新平衡？答:便于测量力臂注意注意：杠杆平衡时，动力使杠杆：杠杆平衡时，动力使杠杆转动的方向与阻力使杠杆转动的转动的方向与阻力使杠杆转动的方向相反。方向相反。 (3)费力杠杆费力杠杆 动力臂动力臂阻力臂阻力臂, （省力、费距离）（省力、费距离） (2)等臂杠杆

4、等臂杠杆 动力臂动力臂=阻力臂阻力臂, 4、杠杆分类、杠杆分类:例例2、如图所示的工具中，使用时属、如图所示的工具中，使用时属于于费力费力杠杆的是杠杆的是 ( )例3、图4是一种垃圾夹的结构示意图.拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接.当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状.在使用过程中，手把和夹爪分别是 A省力杠杆 费力杠杆 B费力杠杆 省力杠杆 C省力杠杆 省力杠杆 D费力杠杆 费力杠杆（二）滑轮、滑轮组（二）滑轮、滑轮组定滑轮：定滑轮：特点：特点：（1）不能省力，不能省力，没有摩擦时没有摩擦时F=

5、G物物（2）不省距离）不省距离SF=h物物实质：等臂杠杆实质：等臂杠杆作用：改变施力方向作用：改变施力方向GF1F2F3动滑轮动滑轮作用：省力，不计摩擦时，作用：省力，不计摩擦时，F=1/2（G动动+G物）物）特点：费距离特点：费距离SF=2h物物实质：动力臂等于阻力臂两实质：动力臂等于阻力臂两 倍的杠杆倍的杠杆滑轮组的特点及作用滑轮组的特点及作用：既可省力，又可改变施力的方向既可省力，又可改变施力的方向FFGG12FG13FG不计绳重、动滑轮重及摩擦不计绳重、动滑轮重及摩擦轮轴轮轴实质：省力杠杆斜面作用：省力二、功1、做功的两个必要因素：（1）有力作用在物体上；（2）物体在这个力的方向上移动

6、一段距离2、功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积3、功的计算：W=FS4、功的国际单位：J注意：使用任何机械都不省功！三、功率2、定义：功与时间的比值1、意义：表示做功快慢3、公式：P=W/t4、恒力F做功时功率：P=FV估测上楼时的功率：估测上楼时的功率：需要测哪些物理量？需要哪些器材？需要测哪些物理量？需要哪些器材？人从一楼登上三楼正常需要多少人从一楼登上三楼正常需要多少时间？时间？有用功有用功 ：对人们有利用价值的功对人们有利用价值的功有用W额外功额外功 ：无利用价值但又不得不做的功无利用价值但又不得不做的功额W总功总功 ：动力所做的功：动力所做的功 总W W总总=W有用有用+W

7、额额四、机械效率机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率效率.表达式表达式: 没有！因为有用功总小于总功，所以没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于机械效率总小于1 有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？总有WW 100%提高滑轮组机械效率的方法：提高滑轮组机械效率的方法：（1）增大物重；）增大物重；（2）减小动滑轮重；）减小动滑轮重；（3）减小绳重及摩擦）减小绳重及摩擦1、滑轮、滑轮组提升重物：、滑轮、滑轮组提升重物：W有用有用=Gh滑轮、滑轮组的机械效率2、滑轮、滑轮组滑轮、滑轮组平移重物平移重物 f

8、指水平面对物体的摩擦力指水平面对物体的摩擦力 有用功有用功W有用有用=f.S物物 SF=nS物物 例例4、如图，用、如图，用10N的力的力F拉着物体在拉着物体在水平面上使物体匀速运动，物体运动速度水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为为20cm/s,（1）若不计绳重及摩擦，求物体受到地面的）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？摩擦力为多大？拉力的功率为多大？(2)若考虑绳重及摩擦，实际拉力为若考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，则，则滑轮组的机械效率为多大？滑轮组的机械效率为多大？F解；(1)不计绳重及摩擦，不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30N P=F.VF

9、=FX3V物物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用有用/W总总 =f.S物物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物体受到地面的摩擦力为答：物体受到地面的摩擦力为30N,拉力的功率拉力的功率为为6W.滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为83.3%例例5如图如图所示的滑轮组，已知物重所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮，动滑轮重重40N(绳重及摩擦不计绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升，若重物匀速提升2m，则，则拉力拉力F为多大？额外功是多少？滑轮组的机械效率为多大？额外功是多少？滑轮组的机械效率是？提升重物再增加是？提升重物再增加20N，那么该装置的机械效率，那么该

10、装置的机械效率将将是是多大？多大？解：解：F=(G动动+G物）物）/3=(40N+350N)/3=130NW额外额外= G动动.h=40NX2m=80J=W有用有用/W总总=课堂练习课堂练习2、 如图是自卸车的示意图，车厢部分视为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（杠杆，则下列分析正确的是（ ）A.B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重点是支点，液压杆施的力是动力，货物重是阻力是阻力 BB点是支点，物体点是支点，物体A放在车厢前部可省力放在车厢前部可省力CC点是支点，物体点是支点，物体A放在车厢后部可省力放在车厢后部可省力 DC点是支点，物体点是支点，物体A放在车厢前部

11、可省力放在车厢前部可省力 3、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力）、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力）的作用下以的作用下以 点为轴，由竖直位置逆时点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为为l，动力与动力臂的乘积，动力与动力臂的乘积为为 ，则（，则（ ）A增大，增大，增大，增大，增大增大 B增大，增大，减小，减小，减小减小 C增大，增大，减小，减小，增大增大 D减小，减小，增大，增大，增大增大 4、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

12、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 N5、下列说法正确的是、下列说法正确的是( )A、机械效率高的机械，功率一定大、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、做功多的机械，功率一定大C、做功快的机械，功率一定大、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、做功时间长的机械，功率一定大6、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和180 km在平直轨道上匀速行驶时，

13、机车的输出功率之比为A23 B32 C49 D947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为 W.8如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面，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=W2，12CW12 DW1W2，12 例例5、如图所示，用一动滑轮拉一物体、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以以0.5m/s的速度在水平面上匀速运

14、动，物体的速度在水平面上匀速运动，物体A重为重为20N，受到的摩擦力是物重的受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力倍，水平拉力F为为2.5N，求：拉力求：拉力F的功率是多少？在的功率是多少？在2S内拉力做的功是内拉力做的功是多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重）多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重）例例6、如图所示，物重为、如图所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一，摩擦不计。绳的一端拴在地面上，用力端拴在地面上，用力F为为50N的力使滑轮匀速上升的力使滑轮匀速上升了了2m，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？9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”)