初中物理滑輪組解題方法能量功和效率

1、關(guān)于初中物理滑輪組的解題方法能量功和效率第一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在此過程中總能量保持不變第二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 幾種能量轉(zhuǎn)化形式：膠片感光光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能激光切割金屬光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能剎車機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能光合作用光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能后面的球?qū)⑶懊娴那笞沧吆竺娴那虻囊徊糠謩幽苻D(zhuǎn)移到前面球上熱傳遞內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上第三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月功是能量轉(zhuǎn)化的量度，一個力做多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移二、功1做功的

2、兩個必要因素：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過的距離2公式：W=FSF為物體受到的力，單位為牛頓，NS為物體在力的方向上通過的距離，單位為米，mW為力F作的功，單位為焦耳，J第四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 判斷力是否對物體做功的方法根據(jù)做功的兩個必要因素，以下三種情況下力沒有做功：（1）物體沒有受到力的作用如：物體在光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動，水平方向上不受外力，所以沒有力做功（2）物體受到力的作用，但沒有通過一段距離如：用手推車但沒有推動，車受到力但沒有移動，所以推力不做功（3）物體受到力且通過一段距離，但物體移動的距離和力的方向垂直。如：用手提著瓶子前進(jìn)移

3、動距離，手對瓶子的拉力與前進(jìn)的距離方向垂直，該力也不做功第五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1表示做功快慢的物理量，大小等于力F在單位時(shí)間內(nèi)做的功，即：P=W / T P的單位為瓦特，W2比較功率大小的方法（1）當(dāng)做的總功大小相等時(shí)，所用時(shí)間越少，功率越大（2）當(dāng)所用時(shí)間相等時(shí)，做的總功越多，功率越大（3）當(dāng)做的總功和時(shí)間都不相等時(shí)，則通過計(jì)算比較功率大小三、功率第六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 所以司機(jī)在上坡時(shí)通過換低檔位減速來增大牽引力3計(jì)算功率的公式：P=FV由 P=W / T， W=FS， S=VT可以推導(dǎo)得到：P = W / T= FS / T=FVT / T

4、=FV由此公式可知：當(dāng)P恒定不變時(shí)，V越大，F(xiàn)越??；V越小，F(xiàn)越大第七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月簡單機(jī)械總是和力和做功的問題聯(lián)系在一起，初中階段主要研究的簡單機(jī)械有杠桿，滑輪，滑輪組，轉(zhuǎn)軸和斜面 四、簡單機(jī)械第八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、杠桿1定義：在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒（剛體）叫做杠桿2杠桿的七要素：支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)動力作用點(diǎn)：動力的作用點(diǎn)（重心，浮心）阻力作用點(diǎn)：阻力的作用點(diǎn)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力 F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力 F2動力臂：支點(diǎn)到動力作用線的距離L1阻力臂：支點(diǎn)到阻力作用線的距離L2第九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022

5、年6月 3畫力臂的方法（1）確定支點(diǎn)（2）畫力的作用線（虛線）（3）過支點(diǎn)畫力的作用線的垂線（標(biāo)上垂足），即為力臂4動力和阻力的作用效果其中一個力使杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，另一個力使杠桿繞支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動第十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1平衡狀態(tài)：靜止或勻速轉(zhuǎn)動2杠桿的平衡條件：動力動力臂=阻力阻力臂（正力矩=反力矩）F1L1 = F2L2 ， F1 / L2=F2 / L1意義：動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之幾3探究 F1 / L2=F2 / L1時(shí)注意的問題：（1）實(shí)驗(yàn)前要先調(diào)整杠桿兩端的平衡螺母，是杠桿在水平位置平衡（2）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能移動平衡螺母（3）在加減或移

6、動鉤碼時(shí)，要是杠桿在水平位置平衡（4）實(shí)驗(yàn)不能只憑一組數(shù)據(jù)得到的結(jié)論，必須在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析杠桿的平衡條件第十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 杠桿的應(yīng)用1省力杠桿特點(diǎn)：動力臂大于阻力臂（L1 L2），省力費(fèi)距離實(shí)例：鉗子、撬棍、剎車踏板、鍘刀、瓶蓋起子2費(fèi)力杠桿特點(diǎn)：動力臂小于阻力臂（L1 L2），費(fèi)力省距離實(shí)例：鑷子、釣魚竿、縫紉機(jī)踏板、人的前臂、理發(fā)剪子、攝影機(jī)搖桿等3等臂杠桿特點(diǎn)：動力臂等于阻力臂（L1 = L2），不省力也不費(fèi)力實(shí)例：天平、定滑輪第十二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 滑輪1定義和構(gòu)造：周邊有小槽，能繞軸轉(zhuǎn)動的小輪，叫做滑輪構(gòu)造：框，轉(zhuǎn)軸

7、，帶槽的小輪2分類及特點(diǎn)：滑輪分定滑輪、動滑輪和滑輪組（1）定滑輪：使用時(shí)，軸固定不動，不能省力，但能改變力的方向，相當(dāng)于等臂杠桿（如圖甲所示）（2）動滑輪：使用時(shí)，滑輪軸隨重物一起運(yùn)動，能省一半的力，但不能改變力的方向相當(dāng)于動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿（如圖乙所示）第十三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）滑輪組：由定滑輪和動滑輪組合成的簡單機(jī)械使用時(shí)，滑輪和重物的總重力由幾股繩子承擔(dān)，每股繩子的受力就為總重力的幾分之幾即：G總=G輪+G物，F(xiàn)=1 / n G總且，重物上升h，繩子的自由端拉動距離為S=nh第十四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 斜面也是一種簡單機(jī)械，

8、如不計(jì)摩擦力，斜面場L是斜面高h(yuǎn)的幾倍，勻速把物體沿斜面上推時(shí)的推力F就是物重的幾分之幾，即： FL=Gh，F(xiàn)=Gh / L 斜面 第十五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 所有的機(jī)械只能省力不能省功，即不能省能量第十六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 杠桿最小動力的求解 由杠桿平衡條件可以知道，在阻力和阻力臂一定的情況下，動力臂越大，動力可以越小，所以問題實(shí)際上就是找到最大的動力臂一般步驟為： 1確定杠桿轉(zhuǎn)動的支點(diǎn)，找到最大動力臂 2根據(jù)杠桿的轉(zhuǎn)動情況，確定動力的方向 3列力矩平衡方程求解 找最大動力臂一般有兩種情況： （1）當(dāng)力的作用點(diǎn)已知時(shí)，最大動力臂就為支點(diǎn)到動力作用

9、點(diǎn)的距離 （2）當(dāng)動力的作用點(diǎn)未知時(shí)，則要根據(jù)杠桿的幾何特征求解，如圓上的最遠(yuǎn)距離為直徑長，直角三角形的斜邊大于直角邊等第十七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 滑輪組的承重繩子股數(shù)n的確定方法和組裝方法1滑輪組承重繩子股數(shù)的確定方法 （1）確定哪些是定滑輪，哪些是動滑輪 （2）在定滑輪和動滑輪之間畫一條線，看與定滑輪相連的有幾段繩子，則承重的繩子股數(shù)n就為幾 2滑輪組的簡單組裝方法 （1）承重繩子股數(shù)n是奇數(shù)時(shí)，繩子一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后依次穿過各個滑輪 （2）承重繩子股數(shù)n是偶數(shù)時(shí)，繩子一端固定在動滑輪的掛鉤上，然后依次穿過各個滑輪 3計(jì)算繩子的最少股數(shù)時(shí)，如果出現(xiàn)小數(shù)，四

10、舍五入都要入不能舍 如需要32股，則取4股，不取3股第十八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 機(jī)械效率1幾個概念 有用功：對我們有用的功或?qū)嶋H所需要的功叫做有用功 額外功：不需要，但不能避免的額外消耗的功叫做額外功 總功：有用功和額外功的總和叫做總功 機(jī)械功率：有用功和總功的比值叫做某個機(jī)械裝置的機(jī)械功率 即：= W用 / W總 100%實(shí)際使用機(jī)械過程中，機(jī)械本身受到重力，機(jī)件之間，物體和機(jī)件之間摩擦力總是存在，所以額外功總是存在，機(jī)械效率總會小于1，即達(dá)不到100%第十九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 滑輪組的機(jī)械效率求解 用滑輪組勻速提升重物，或拉物體勻速移動一段距離

11、， 有用功：為重物的重力勢能增加量，即：G物H（注意 不是G總H） 或在平面上克服摩擦力做的功fs 總功：拉繩子的力與繩子末端前進(jìn)的距離的乘積，即： FS繩 勻速提升重物時(shí)，如果摩擦力和繩子的重力不計(jì)，則滑輪組的機(jī)械效率小于1的原因是動滑輪也存在重力此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率只與所提升重物的重力和動滑輪重力的比值有關(guān)，與繩子的繞法（即承重繩子股數(shù)n）無關(guān) 第二十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 第二十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 注意：一般而言，機(jī)械效率不是恒定不變的，如滑輪組在提升不同重量的物體時(shí)，機(jī)械效率不同除非題目中指出某個機(jī)械的機(jī)械效率不變 第二十二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 用力沿斜面向上的F勻速將