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1、第十一章 機(jī)械與功11.1 杠 杠學(xué)習(xí)目標(biāo):1、知道杠桿的特征,能在杠桿上確認(rèn)支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂的位置。2、能準(zhǔn)確畫出動(dòng)力臂與阻力臂。3、能按省力、費(fèi)力對(duì)杠桿進(jìn)行分類;4、會(huì)探究杠桿的平衡條件會(huì)用杠桿的平衡條件解有關(guān)問(wèn)題。方法指導(dǎo):把實(shí)物抽象成杠桿理解力臂的概念自主學(xué)習(xí):一、認(rèn)識(shí)杠桿觀察教材P63圖13.4-4所示的幾種工具。想一想,它們有什么共同的特點(diǎn)? 1、定義:在力的作用下能夠饒著 轉(zhuǎn)動(dòng)的 叫杠桿。2、杠桿五要素:支點(diǎn)指 ;動(dòng)力是 ;阻力是 杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力;動(dòng)力臂是 到 的距離;阻力臂是 到 的距離。觀察圖13.4-4,找出杠桿的五要素。鉗子是由幾個(gè)杠桿組成的?試著找出它的支
2、點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。畫出下面杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂。(簡(jiǎn)記:一找點(diǎn)、二畫線、三作垂線段)警示:不論動(dòng)力、阻力,都是杠桿受的力。合作探究:杠桿的平衡條件杠桿平衡指杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下 或 。1、問(wèn)題:當(dāng)杠桿平衡時(shí),動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間存在怎樣的定量關(guān)系呢?2、先猜一下: 3、實(shí)驗(yàn)探究()、閱讀P65,思考實(shí)驗(yàn)步驟()、分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究(注意成員分工,邊實(shí)驗(yàn)邊記錄)()、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是: 若用F1、F2、L1、L2分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂,杠桿的平衡條件可表示為: 思考:杠桿只能靜止在水平位置嗎?你能讓杠桿在非水平位置平衡嗎?試一試。本實(shí)驗(yàn)中,讓杠桿在水平位置平衡有什
3、么好處呢? 三、杠桿的分類:A、省力杠桿:特點(diǎn)是: ,你能列舉的生活中事例是 B、費(fèi)力杠桿:特點(diǎn)是: ,你能列舉的生活中事例是 C、等臂杠桿:特點(diǎn)是: ,你能列舉的事例是 ,指出課本圖13.44中各屬于什么杠桿。(四)、例題分析 例題:如圖所示的杠桿重;不計(jì),O為支點(diǎn),AO0.2m,當(dāng)在A點(diǎn)懸吊一重6N的物體,繩子的拉力F3N時(shí),杠桿在水平位置平衡,在圖中畫出拉力F的力臂L2,力臂L2為_(kāi)m學(xué)習(xí)檢測(cè):1判斷下列說(shuō)法是否正確(1)一根硬棒就是杠桿()(2)杠桿可以是直的、彎的或者其他形狀的()(3)在力的作用下,能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿()(4)動(dòng)力、阻力只能分別作用在杠桿支點(diǎn)的兩側(cè)()2關(guān)
4、于力臂,下面說(shuō)法中正確的是()A支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)之間的距離叫做動(dòng)力臂B支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫做動(dòng)力臂C力臂一定在杠桿上 D力臂的大小不可能為零3如圖中,杠桿剛好平衡,若要使A端下降,B端上升,可采用的辦法是:(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相同)A兩邊各減少一個(gè)鉤碼 B兩邊各增加一個(gè)鉤碼C兩邊都向左移動(dòng)相同距離D兩邊都向內(nèi)側(cè)移動(dòng)相同距離4如圖所示的兩個(gè)杠桿,O是支點(diǎn),請(qǐng)你判斷一下哪個(gè)杠桿能夠平衡?如果不平衡,它將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?5、如圖中,杠桿的一端A為支點(diǎn),在它的另一端B用力F將掛在C點(diǎn)的物體抬起使杠桿處于水平狀態(tài)已知AC15cm,CB60cm,則動(dòng)力F跟物重G之比是()A14B41 C15
5、D51四、達(dá)標(biāo)檢測(cè):1、在釣魚(yú)竿天平 羊角錘 理發(fā)剪刀 縫紉機(jī)踏板 鍘刀 瓶蓋扳子等簡(jiǎn)單的機(jī)械中,屬于省力杠桿的有 ,屬于費(fèi)力杠桿的有 ,屬于等臂杠桿的有 .2、下列關(guān)于杠桿的說(shuō)法中,正確的是( )A、杠桿只可以是直的 B、杠桿一定有支點(diǎn)C、杠桿的支點(diǎn)可以不在杠桿上 D、杠桿的長(zhǎng)度等于動(dòng)力臂與阻力臂之和3、在用扳手?jǐn)Q生銹的螺母時(shí),工人師傅在扳手柄上套一節(jié)鐵管,這樣就能比較容易地?cái)Q下螺母,這樣做的物理原理是:( )A、減小阻力 B、增大動(dòng)力C、增大動(dòng)力臂以增大動(dòng)力 D、增大動(dòng)力臂減小動(dòng)力5、一支刻度準(zhǔn)確的桿秤,若換了質(zhì)量較小的秤砣,用它來(lái)稱量物體質(zhì)量的結(jié)果:( )BCOAA、比實(shí)際的大 B、與實(shí)
6、際質(zhì)量相等C、比實(shí)際質(zhì)量小 D、無(wú)法判斷6、已知輕杠桿AOCB,支點(diǎn)為O,OA=CB=40cm,OC=30cm,且OAOC,OCCB,如在A點(diǎn)懸掛一重49牛的重物,則在B點(diǎn)至少要加 牛的力才能使杠桿AO保持水平,這個(gè)力的方向應(yīng)該 。7、一根粗細(xì)不均勻的木棒用細(xì)繩吊在O點(diǎn)處木棒恰能在水平位置平衡,若在O點(diǎn)處把棒鋸成兩段,則( ) A、細(xì)的一端較重 B、粗的一端較重 C、兩端一樣重 D、可能細(xì)的一端重,也可能粗的一端重,也可能兩端一樣重8、一杠桿正處于平衡狀態(tài),如果在這個(gè)杠桿上再施加一個(gè)作用力那么該杠桿:A、仍有可能平衡,只要這個(gè)力加在阻力這一邊B、仍有可能平衡,只要該力加在動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)
7、之間C、仍有可能平行,只要這個(gè)力的作用線通過(guò)支點(diǎn)D、杠桿不可能平衡,因?yàn)槎嗔艘粋€(gè)力9、關(guān)于力臂的下列說(shuō)法中正確的是( )A. 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫動(dòng)力臂B. 從動(dòng)力作用點(diǎn)到阻力作用線的距離叫動(dòng)力臂C. 從支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫阻力臂D. 從阻力作用點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫阻力臂10、所謂杠桿平衡是指杠桿處于 狀態(tài)或 狀態(tài)。杠桿的平衡條件是 ,字母表示式為 。拓展延伸:11、地面上有一根大木桿,抬起A端需用300N,抬起B(yǎng)端需用200N,這條木桿的 端較粗。12、已知物體在月球上的重力大約是地球上重力的六分之一。做生意時(shí),用同一桿秤在月球上稱質(zhì)量,和在地球上相比( )A. 買方吃虧. 賣方
8、吃虧. 雙方都不吃虧 . 雙方都吃虧13、一個(gè)杠桿在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài),則下列說(shuō)法中正確的是( )A. 這兩個(gè)力的大小一定相等 B. 這兩個(gè)力的力臂一定相等C. 力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力較大 D. 兩個(gè)力和各自力臂的乘積一定相等14、如圖,拉力作用在杠桿中點(diǎn)處,已知AC=1.8m, G=100N, 求拉力 11.2 滑 輪學(xué)習(xí)目標(biāo):1認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪,能舉出這兩種滑輪在生活和實(shí)際中的應(yīng)用。2會(huì)運(yùn)用定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)變形杠桿解決實(shí)際問(wèn)題(重點(diǎn))。3知道定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用可以組成滑輪組,達(dá)到既省力又能改變力的方向的目的,會(huì)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)滿足要求的滑輪組的繞法(難點(diǎn))。4通過(guò)本節(jié)的學(xué)
9、習(xí),初步了解透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的思想方法。方法指導(dǎo)1學(xué)會(huì)用受力分析法來(lái)研究使用滑輪時(shí)的用力情況。2動(dòng)滑輪的瞬時(shí)支點(diǎn)的確定方法,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,連接滑輪組的繞繩方法。自主學(xué)習(xí):知識(shí)點(diǎn)一:滑輪、定滑輪和動(dòng)滑輪的概念(認(rèn)真閱讀教材P87,填寫在下列空白處)(1)將等臂杠桿的中間部分加寬,使之變成一個(gè)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓杠桿,如圖所示,再將圓輪的外緣加工成槽狀,便于放置繩索,這種裝置在物理學(xué)中叫做滑輪(周邊有槽,能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輪)?;喛梢钥醋魇悄苓B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,可以用杠桿平衡條件來(lái)分析它的作用。主要部分是能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。(了解)(2)滑輪有兩種: 和 輪。使用時(shí)滑輪軸的位置 的叫做定滑輪(如下左圖),使用時(shí)
10、滑輪軸的位置跟被拉動(dòng)的物體 的叫做動(dòng)滑輪(如下右圖)。(記憶) (3)請(qǐng)舉出生活和生產(chǎn)中應(yīng)用滑輪的實(shí)例,并指出分別是哪一種滑輪。(了解)知識(shí)點(diǎn)二:使用定滑輪的特點(diǎn)下圖(b)是圖(a)定滑輪的杠桿變形示意圖,由圖可知,定滑輪的支點(diǎn)是定滑輪的軸,動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑,故定滑輪實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè) 杠桿,所以在不計(jì)摩擦的情況下,由杠桿平衡條件: 可得,拉力F和物體重力G的關(guān)系是:
11、 ,即使用定滑輪不能省力,但可以 ,達(dá)到操作方便的目的。請(qǐng)依照?qǐng)D(b)畫出(c)中的兩個(gè)力臂。定滑輪的實(shí)質(zhì):定滑輪是一個(gè)等臂杠桿。定滑輪的特點(diǎn):使用定滑輪可以改變力的作用方向,但不省力,也不省距離,即不省功。(理解并記憶)例1:如圖示為 滑輪,用它提升重為100N的物體,則F1= N,F(xiàn)2= N,F(xiàn)3= N。自我檢測(cè)1:對(duì)照教材P87圖11-3-3,完成教材P90-自我評(píng)價(jià)第2題。合作探究:動(dòng)滑輪的特點(diǎn)下圖(b)是圖(a)動(dòng)滑輪的杠桿變形示意圖,由圖可知,動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在固定繩子與動(dòng)滑輪的接觸處,隨著動(dòng)滑輪位置的改變,支點(diǎn)的位置也發(fā)生了改變,動(dòng)力臂是滑輪的直徑,阻力臂等于
12、滑輪的半徑,故動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè) 杠桿,所以在不計(jì)摩擦和滑輪重的情況下,由杠桿平衡條件: 可得,拉力F和物重G的關(guān)系是: 。即使用動(dòng)滑輪可以 。動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì):動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。動(dòng)滑輪的特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變力的作用方向,費(fèi)距離,即不能省功。(理解并記憶)思考一:請(qǐng)畫出左下圖中三個(gè)拉力F1、F2、F3的力臂,并解釋為什么用動(dòng)滑輪斜著拉動(dòng)重物時(shí),拉力的大小會(huì)變大? 因此,要使動(dòng)滑輪能省一半力,拉力的方向必須是 思考二:由動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)可知,拉力等于物重的二分之一。觀察右上圖甲、乙、丙可發(fā)現(xiàn),拉力卻大于物重的二分之一,請(qǐng)分析其中的原因。思考三:學(xué)會(huì)分析滑輪的受
13、力情況,滑輪屬杠桿類型的簡(jiǎn)單機(jī)械,不但可以用杠桿原理分析它的作用,也可以用平衡力來(lái)進(jìn)行分析。分析時(shí)首先要明確滑輪上每股繩子承受的力是相等的。對(duì)于動(dòng)滑輪,首先弄清哪個(gè)是動(dòng)滑輪,再畫出動(dòng)滑輪受力的示意圖,用平衡力的知識(shí)得出結(jié)論(條件是勻速提升,不計(jì)滑輪與軸間的摩擦及繩重)。若在不計(jì)摩擦,考慮滑輪重的情況下,例2:如圖所示,物體重180N,繩重和摩擦不計(jì)。在拉力F的作用下,物體勻速上升了2米,求:(1)不計(jì)動(dòng)滑輪重,求拉力F;(2)若動(dòng)滑輪重20N,求拉力F(3)繩自由端(F處)上升的距離自我檢測(cè)2:完成教材P90,自我評(píng)價(jià)第3題。例3:如圖所示,重為50N的物體在力F的作用下,以2m/s的速度在水
14、平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),若物體與水平地面之間的摩擦力f為20N,不繩的摩擦求:(1)拉力F(2)繩自由端移動(dòng)的速度知識(shí)點(diǎn)四:使用滑輪組的特點(diǎn)1定義:將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的組合裝置稱為滑輪組。2特點(diǎn):既能省力又能改變力的方向,重物和動(dòng)滑輪的重力由n段繩子承擔(dān),提起重物所用的力就是物重的n分之一,即。(理解并記憶)例4:要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?lái),試在圖中畫出最省力的繞繩方法。思路與技巧:使用滑輪組時(shí),要使加在繩子末端的力最小,即最省力,在阻力一定的情況下,就需承擔(dān)總阻力的繩子段數(shù)最多,題中只有一個(gè)動(dòng)滑輪,繩子應(yīng)結(jié)在動(dòng)滑輪上,此時(shí)承擔(dān)阻力的繩子段數(shù)最多為3段學(xué)習(xí)檢測(cè):1如圖所示的是搬運(yùn)
15、工人常用的一種搬運(yùn)重物的方法,這里運(yùn)用簡(jiǎn)圖表示出來(lái)了.圖中搬運(yùn)工用到的物理知識(shí)有_和_.2(2008·廣州)在圖中畫出用力最小的滑輪組的繩子的繞法 。3在如圖所示的各滑輪組中,均不計(jì)滑輪質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦,所掛重物均為G,則其中拉力最小的是( )4一名體重為500N的舉重運(yùn)動(dòng)員,他最大能提供向上的拉力為1200N。如他站在地面上,利用如圖所示的裝置來(lái)提升重物,在給定的以下四個(gè)物體中,他站在地面上所能勻速提起的最重的物體可能是( ) A、重500N的物體 B、重900N的物體 C、重1200N的物體 D、重2300N的物體 5如圖所示,鉤碼總重1N,滑塊A在鉤碼的作用下恰能沿水平面勻速滑動(dòng)
16、,那么滑塊A受到的摩擦力是 ( )A3 N B2 N C1 N D0.5 N課后反思:(1)利用,求出承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n,若n不是整數(shù),則小數(shù)點(diǎn)后“只入不舍”使它取為整數(shù)。(2)判定繩子固定端位置:n為偶數(shù),采用“上結(jié)法”,即繩子固定在定滑輪上;n為奇數(shù),采用“下結(jié)法”,即繩子固定在動(dòng)滑輪上,又稱“奇動(dòng)偶定”。(3)確定定、動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù):不改變力的方向,需(n1)個(gè)滑輪。n為奇數(shù),定、動(dòng)滑輪各半,若n為偶數(shù),動(dòng)滑輪比定滑輪多一個(gè)。改變動(dòng)力方向,需n個(gè)滑輪。若n為偶數(shù),定、動(dòng)滑輪各半,若n為奇數(shù),定滑輪比動(dòng)滑輪多一個(gè)。(4)若使用的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為N,且使用時(shí)動(dòng)力最小,即最省力,則繩子應(yīng)結(jié)在動(dòng)滑輪
17、上,此時(shí)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n2N1。 11.3 功 功率學(xué)習(xí)目標(biāo):1、理解功的概念和兩個(gè)必要因素,明確功的公式,掌握功的計(jì)算;2、理解功率概念,掌握功率的計(jì)算。方法點(diǎn)撥1做功必須同時(shí)具備兩個(gè)必要因素(作用在物體上的力和沿力的方向移動(dòng)的距離),在下列三種情況下力對(duì)物體不做功。(1)物體在受力方向上沒(méi)有受到力的作用,但因?yàn)閼T性通過(guò)一段距離。如在光滑水平冰面上勻速滑動(dòng)的冰塊。(2)物體受到力的作用,但沒(méi)有移動(dòng)距離。如用力推木箱,但沒(méi)有推動(dòng)。(3)物體受到力的作用,同時(shí)物體也運(yùn)動(dòng)了一段距離,但力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直。如人抗面袋在水平路面上移動(dòng)了一段距離。2功率表示做功快慢的物理量(對(duì)比法:速度是表
18、示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量),是機(jī)器主要技術(shù)指標(biāo),實(shí)際應(yīng)該中要根據(jù)需要選擇功率合適的機(jī)器.計(jì)算功率時(shí),一定要明確是哪一段時(shí)間。自主學(xué)習(xí):一、功(1)概念:如果一個(gè)力作用在物體上,物體在_的方向上通過(guò)一段_,就說(shuō)這個(gè)力做了功;(2)力做功的兩個(gè)必要因素:作用在物體上的_;物體在這個(gè)_的方向上移動(dòng)的_。(3)力沒(méi)做功的三種情況:“勞而無(wú)功”:物體受力但沒(méi)_;“垂直無(wú)功”:物體受力和移動(dòng)的方向_;“不勞無(wú)功”:運(yùn)動(dòng)物體缺力由于_保持繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)照訓(xùn)練:1、如圖所示為運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球的過(guò)程示意圖,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A. 在a到b的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做了功B. 在b到c的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球沒(méi)有做功
19、C. 在c到d的過(guò)程中,沒(méi)有力對(duì)鉛球做功D. 在a到d的過(guò)程中,鉛球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷變化2人推車前進(jìn)時(shí) 力對(duì) 做功。樹(shù)上蘋果自由落下來(lái)時(shí)是對(duì) 做功。 3圖15.11中沒(méi)有做功的是( ) 圖11.1-14在下面的哪個(gè)情景中,人對(duì)物體做了功A小華用力推車,但沒(méi)有推動(dòng) B小強(qiáng)舉著杠鈴靜止不動(dòng)C小悅背著書(shū)包靜立在原地 D小翔把一桶水從井中提起二、功的大?。?)規(guī)定:在物理學(xué)中,力做功的多少等于作用在物體上的力和物體在_的方向上移動(dòng)_的乘積。用字母_表示。(2)公式:_;單位間的關(guān)系:_。把一個(gè)雞蛋舉高1m ,做的功大約是_。(3)理解:公式中的s一定是在力F的方向上通過(guò)的距離,強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。F和s是同一個(gè)物體
20、在同一時(shí)間內(nèi),且同一方向上的兩個(gè)量。例1某人提50N的物體從一層走到四層,每層樓高4m,人對(duì)物體做的功為 例2、用100N水平拉力,將質(zhì)量為100kg的物體沿水平地面勻速拉動(dòng)10m。求:拉力對(duì)物體做多少功? 重力對(duì)物體做多少功?三、功率(1)定義:_里完成的功叫功率。意義:功率是用來(lái)表示做功_的物理量。(2)做功越_,功率就越_。功率用字母_表示。(3)比較方法:做功時(shí)間相同時(shí),比較_,做功越_,功率越大。做同樣多的功時(shí),比較_,用時(shí)越_,功率越大。率小的機(jī)器做功多四、功率的大?。?)定義公式:_;單位間的關(guān)系:_。(2)某小轎車功率66kW,它表示:小轎車在_內(nèi)做的功為_(kāi)J。(3)由W_和v
21、_,得P_。例3、兩名運(yùn)動(dòng)員,甲比乙高,如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用時(shí)間相等,則()A甲做功較多,功率較大; B甲做功較多,功率較小;C甲做功較多,甲、乙功率相等; D甲、乙做功相等,乙的功率較大對(duì)照訓(xùn)練:3、關(guān)于功和功率,下列說(shuō)法正確的是( )A、機(jī)器做功少,功率一定小 B、功率小的機(jī)器做功不一定慢C、功率大的機(jī)器做功一定快 D、功率大的機(jī)器一定比功4、上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油。在一次測(cè)試中,汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力,5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m。求:(1)汽車受到水平方向的阻力是多少
22、?(2)汽車牽引力所做的功和功率是多少學(xué)習(xí)檢測(cè):1 內(nèi)所做的功叫功率,它是表示 的物理量。功率的單位是 ,符號(hào)為 ,20W表示的物理含義是 。2功率是60kW的汽車以36kmh的速度勻速行駛90s,它共做了 J的功。3兩臺(tái)機(jī)器的功率之比Pl :P22 :1,做功時(shí)間之比t1 :t21 :3,則這兩臺(tái)機(jī)器做功之比W1 :W2 。4下列說(shuō)法正確的是( ) A做功越多,功率越大 B做功時(shí)間越短,功率越大C功率越大,做功越快 D功率越小,做功一定少5某個(gè)人搬同樣重的兩物體到同樣高的位置,第一次用了26 s,第二次用了30 s,兩次比較,下列說(shuō)法中正確的是 ( )A兩次做的功不相等,功率相同 B兩次做的
23、功不相等,功率不相同C兩次做的功相等,第一次功率大 D兩次做的功相等,第二次功率大6粗糙水平面上有一個(gè)重為50N的物體,用10N的水平推力使其在10s內(nèi)勻速前進(jìn)了20m,則在此過(guò)程中 ( )A推力做了1000J的功 B推力的功率為20WC重力做了100好的功 D摩擦力為50N7、小強(qiáng)推著小車,30s內(nèi)在水平地面上勻速前進(jìn)了15m,則小車的速度為 _m/s如果水平推力為10N,在此過(guò)程中小強(qiáng)對(duì)小車做的功為_(kāi)J,功率為_(kāi)W8、在水平地面上,用50N的水平拉力拉重為100N的小車,使小車沿水平方向前進(jìn)3m,所用的時(shí)間是5s,則拉力所做的功為_(kāi)J,重力所做的功為_(kāi)J,拉力做功的功率為_(kāi)W。9、下列關(guān)于
24、力做功的說(shuō)法,正確的是( ) A人提著箱子站在地面不動(dòng),手的拉力對(duì)箱子沒(méi)有做功 B人把箱子從二樓提到三樓,手的拉力對(duì)箱子沒(méi)有做功 C汽車在水平公路上勻速行駛,汽車所受重力對(duì)汽車有做功 D過(guò)山車向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,車上乘客所受重力對(duì)乘客沒(méi)有做功10離河面10rn高處的農(nóng)田,灌溉時(shí)每分鐘需要3m3的水。問(wèn):至少需要購(gòu)買功率為多大的抽水機(jī)? 拓展延伸:11、一質(zhì)量為3000kg的汽車沿著長(zhǎng)為5.4km的盤山公路勻速行駛,當(dāng)它從山腳行駛到高為0.5km的山頂時(shí),耗時(shí)15min,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為4000N。求:汽車行駛的速度。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率。11.4 功的原理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)
25、目標(biāo):1.知道功的原理,知道任何機(jī)械只能省力,不能省功。2.知道輪軸和斜面的特點(diǎn)以及應(yīng)用。自主學(xué)習(xí):知識(shí)點(diǎn)1 功的原理1.功的原理:大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明,使用任何機(jī)械都 (“能”“不能”)省功。2.功的原理是一切機(jī)械都遵循的普遍原理,使用任何機(jī)械 省功,人們使用機(jī)械的目的一是為了省 或省 ,二是為了做功方便,即改變 方向。知識(shí)點(diǎn)2 輪軸3.輪軸定義:有兩個(gè)半徑 的圓柱固定在同一軸線上組成的簡(jiǎn)單機(jī)械,其中大的稱為 ,小的稱為 。4輪軸做功的特點(diǎn):拉動(dòng)論所做的功 繞在軸上的繩拉動(dòng)物體所做的功,也就是使用輪軸 省功,但可以改變 。5.輪軸的兩個(gè)功能:一是改變力的大小。根據(jù)杠桿平衡條件F1R=F2r
26、,由于輪的半徑R 軸的半徑r,所以作用在輪上的力F1 作用在軸上的力F2,且輪半徑R是軸半徑R的幾倍,作用在輪上的力就是軸上的 。二是改變物體的運(yùn)動(dòng)速度。輪和軸在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度相同,而輪和軸的半徑不同,所以繞在輪上的繩子運(yùn)動(dòng)的速度比軸上的 ,他們的關(guān)系是V輪:V軸= 。合作探究: 斜面是如何省力的6.斜面的定義:一個(gè)與水平面成 的傾斜平面。斜面的特點(diǎn):物體所受重力為G,斜面長(zhǎng)為L(zhǎng),高為h,F(xiàn)為沿斜面拉物體的力。根據(jù)功的原理,如果不計(jì)物體與斜面間的摩擦,用力F沿斜面把物體勻速拉上去所做的功,應(yīng)該等于直接將物體舉高所做的功,即FL=Gh,F= 。由此可知,斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍,推力就是物體所
27、受重力的 ,所以斜面是一種可以省力但費(fèi) 的簡(jiǎn)單機(jī)械。7.螺旋可以看作是繞在 上的斜面。特點(diǎn):可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與 進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。8.應(yīng)用: 。例題1用如圖所示的滑輪組來(lái)提升重為1500N的物體,應(yīng)用功的原理求需要在繩端加的拉力。(動(dòng)滑輪的重量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì))例題3用如圖所示的裝置來(lái)勻速拉動(dòng)重物G沿斜面從底端拉到頂端,斜面傾角為30°,物體重100N,斜面高10m,不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦,則作用于動(dòng)滑輪上繩子的自由端的拉力為多少?拉力做的功為多少?學(xué)習(xí)檢測(cè):1.在生產(chǎn)和生活過(guò)程中經(jīng)常使用各種機(jī)械,使用機(jī)械( )A.可以省力或省距離,但不能省功 B.可以省力,同時(shí)也可以省功C.可以省
28、距離,同時(shí)也可以省功 D.只有在費(fèi)力情況下才能省功2.分別使用杠桿、滑輪組將同一物體提升相同高度時(shí),不計(jì)摩擦、繩重及滑輪的重時(shí),動(dòng)力做功( )A.杠桿最多 B.滑輪組最多 C.條件不足,無(wú)法判斷 D.一樣多3.關(guān)于輪軸,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A.輪軸是變形的杠桿 B.輪軸由輪和軸組成,能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)C.使用輪軸可以省力 D.使用輪軸一定省力4.如圖所示,AO、BO、CO三個(gè)光滑斜面高度均為h,已知AO>BO>CO,將同一物體沿這三個(gè)斜面以不同的速度勻速推到斜面頂端O所需的推力分別是FA、FB、FC,那么( )A. FA>FB>FC B. FA<FB<F
29、C C. FA=FB=FC D.無(wú)法判斷5.如圖所示,工人們?cè)谕嚿习徇\(yùn)重物時(shí),用到了 ,它是一種可以 的簡(jiǎn)單機(jī)械。盤山公路也是一個(gè) ,可以讓汽車駛上高山。6.如圖所示的滑輪組,以F=10N的力將重物勻速提高1m,不計(jì)滑輪重及摩擦,則F所做的功為( )A.40J B.30J C.20J D.10J拓展延伸:如圖所示,在探究輪軸做功特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,若R=15cm,r=5cm。不計(jì)繩重和摩擦,在彈簧測(cè)力計(jì)的作用下,輪軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為12N,問(wèn)鉤碼重多少?動(dòng)力做功多少?若彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)輪上的繩子的速度為5m/s,則鉤碼上升的速度是多少?11.5 機(jī)械效率學(xué)習(xí)目標(biāo)理解有用功、額外
30、功和總功的含義;理解機(jī)械效率的定義及物理意義,會(huì)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算;知道提高機(jī)械效率的意義和主要方法。 方法指導(dǎo):結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)什么是有用功、額外功、總功,理解機(jī)械效率的概念會(huì)利用機(jī)械效率公式進(jìn)行計(jì)算知識(shí)鏈接:甲 乙 丙圖1在圖1甲、乙、丙中,若不計(jì)機(jī)械重、繩重及摩擦,物重為G,F(xiàn)1= 、F2= 、F3= 。如果參照?qǐng)D甲、乙、丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為F1 、F2、 F3與物重的大小關(guān)系可能會(huì)怎樣?自主學(xué)習(xí)(第1課時(shí))知識(shí)點(diǎn)1:有用功、額外功和總功的概念學(xué)生活動(dòng) 參照教科書(shū)中的圖1151,思考討論下面的問(wèn)題:1人施加的力對(duì)哪些物體做了功,總共做的功是多少?2.哪些功對(duì)我們是有用的,是多少?3哪些功對(duì)我們是無(wú)
31、用但又不得不做的功,為多少?4 這些功的大小有什么關(guān)系?練習(xí):人用水桶從井中提水,有用功、額外功、總功各是什么?填一填對(duì)人們 的功做的功叫做有用功,用W有用表示。對(duì)我們無(wú)用但又 的功叫做額外功,用 表示。 所做的功叫做總功,用W總表示。它們的關(guān)系是 知識(shí)點(diǎn)2:關(guān)于機(jī)械效率的概念提問(wèn):參照教科書(shū)中的圖1151,你愿意采取哪種方法?為什么? 提問(wèn):“做的功少”指的是什么功少?有用功、額外功、還是總功?提問(wèn):三個(gè)方法做的總功不同,有用功相同嗎?任何機(jī)械所做的有用功只是總功的一部分。有用功所占的比例越大,說(shuō)明機(jī)械的效率越高。填一填(1)機(jī)械效率的定義: 跟 的比值。用表示。機(jī)械效率的數(shù)值常用 表示。(
32、2)機(jī)械效率的公式:= 。說(shuō)明:為一比值,沒(méi)有單位。 提問(wèn):總功又等于有用功和額外功之和,則又可以表示為什么? 注意:對(duì)于實(shí)際機(jī)械,由于總是有額外功存在,1。(想想為什么)說(shuō)明:在實(shí)際機(jī)械中,由于機(jī)械重力、摩擦力等等因素的存在,額外功 是一定存在的,即 >0 , 可見(jiàn) < 100%; 只有在理想機(jī)械中,機(jī)械重力、摩擦力等等因素可以忽略,這時(shí) =0 , = 100% 。 1下列關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是 ( )A. 機(jī)械效率可以提高到100 B機(jī)械效率總小于1C功率大的機(jī)械,機(jī)械效率高D機(jī)械效率越高,有用功就越多2.見(jiàn)教科書(shū)97頁(yè)例題知識(shí)點(diǎn)3:提出提高機(jī)械效率的意義 填一填同一滑輪組
33、的機(jī)械效率不是 的,提升的重物越重,滑輪組的機(jī)械效率越 。使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越 ,滑輪組的機(jī)械效率越低。學(xué)習(xí)檢測(cè)1(08江蘇揚(yáng)州)建筑工地用如圖21所示的簡(jiǎn)易滑輪組提升磚塊,某工人將500N重的磚塊一次勻速提升到離地面4m高的砌墻處,所用拉力是200N,所用時(shí)間是20s,求這次提升磚塊過(guò)程(1)工人做的有用功;(2)工人做工的功率(3)滑輪組的機(jī)械效率。2(08江蘇鎮(zhèn)江)用如圖所示的滑輪組勻速提升重為480N的物體G,所用拉力F為200N,將重物提升3 m所用的時(shí)間為10s求:(1)重物上升的速度(2)拉力所做的有用功(3)拉力的功率(4)滑輪組的機(jī)械效率3某工人利
34、用動(dòng)滑輪在20s內(nèi)將3000N的物體勻速提高4m,已知這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是80,求:(1)這名工人所做的總功是多少焦? (2)他所做的額外功是多少焦?(3)他的輸出功率是多少瓦?4用圖示的裝置提水,已知?jiǎng)踊喼?N,桶重6N,桶中的水重50N,摩擦不計(jì),求裝置的機(jī)械效率。5.(07天津)關(guān)于機(jī)械效率,下面說(shuō)法正確的是( )A. 功率越大的機(jī)械,機(jī)械效率越高B. 機(jī)械效率大小與功率大小有關(guān)C. 機(jī)械效率越低的機(jī)械,做的功就越少D. 由于有用功總小于總功,機(jī)械效率總小于16.(07河南)工人用滑輪組把一箱箱貨物從一樓提升到五樓,在滑輪組上加潤(rùn)滑油后,機(jī)械效率提高了,則加潤(rùn)滑油后工人提升同樣的重物
35、時(shí),做功的A有用功減小,總功不變 B有用功增加,總功增加C有用功減小,總功減小 D有用功不變,總功減小7. 判斷:下面說(shuō)法中是否正確(1)有用功越多,機(jī)械效率越高(2)額外功越少,機(jī)械效率越高(3)物體做功越慢,機(jī)械效率越低(4)做總功越多,機(jī)械效率越低(5)做相同的有用功,額外功越少,機(jī)械效率越高(6)有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1(7)做的額外功一定時(shí),總功越少,機(jī)械效率越高8. (07常德)關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械下列說(shuō)法中正確的是( )A定滑輪不僅能改變力的大小而且能改變力的方向B使用滑輪組不僅省力而且省功C做功越多的機(jī)械,其機(jī)械效率就越高 D功率越大的機(jī)械,做功就越快9. 例:用滑輪組把
36、720牛重的貸物提高10米,若滑輪組的機(jī)械效率是60%,求有用功,總功和額外功。F10.用如圖所示的滑輪組提升重為600牛的重物,動(dòng)滑輪重20牛,則拉力要多大?(摩擦及繩的重力不計(jì))(第2課時(shí))機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比值,機(jī)械效率越大,做相同的有用功,需要的總功越少,機(jī)械能夠更好地發(fā)揮效用。的高低是機(jī)械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標(biāo)志之一。 提問(wèn): 如何提高機(jī)械效率呢?知識(shí)點(diǎn)4:測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率(1)對(duì)人們 的功做的功叫做有用功,用W有用表示。對(duì)我們無(wú)用但又 的功叫做額外功,用 表示。 所做的功叫做總功,用W總表示。(2)機(jī)械效率的定義: 跟 的比值。用表示。機(jī)械效率的數(shù)值常用 表示。(3)機(jī)械效率的公式:= 。合作探究: 機(jī)械效率總是一定的嗎?參照教科書(shū)圖1153,測(cè)出不同滑輪組的機(jī)械效率,并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在課本第98頁(yè)的表格中。討論:1測(cè)算滑輪組機(jī)械效率的理論依據(jù)(即原理)是什么?2根據(jù)測(cè)算原理,實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量哪些物理量?這些物理量如何測(cè)量?3只測(cè)重物移動(dòng)的距離或繩子自由端移動(dòng)
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