簡單機械功蘇科版

第11章簡單機械和功2014年中考總復習系列課件濱淮中學初三物理備課組莊慶明一、杠桿支點動力：F1阻力：F2動力臂：L1阻力臂：L2（注意點：支點一定在杠桿上,力臂不一定在杠桿上！）O

F2F1L1L21、杠桿五要素2、作力臂的方法（1）.找支點（2）.沿動力和阻力的方向畫出力的作用線（3）.從支點作這些力的作用線的垂線。這個垂線就是力臂。F1F2L2L11、如圖所示、杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止狀態(tài)，L2是F2的力臂，請在圖中畫出力F1的力臂L1和力F2.FIL2OL1F2注意：由于L1>L2,杠桿平衡，所以F1<F2練習例題選解例3．如圖要使杠桿AOD保持平衡，應選擇B、C、D中哪一點為動力的作用點，且力的方向如何時將最省力？G0ADCBFBFCFD(1)什么叫杠桿的平衡？答：杠桿平衡是指杠桿靜止不轉(zhuǎn)或勻速轉(zhuǎn)動。(2)杠桿平衡條件是什么？答：F1.L1=F2.L2答:避免杠桿的自重影響杠桿的平衡;(3)實驗前為什么要先調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡？為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？

便于測量力臂.3、探究杠桿的平衡條件(3)費力杠桿動力臂<阻力臂,（費力、省距離）(1)省力杠桿

動力臂>阻力臂,（省力、費距離）(2)等臂杠桿動力臂=阻力臂,4、杠桿分類:1、先確定分類的標準，然后對圖所示的杠桿進行分類。A、用撬棒撬石頭B、理發(fā)剪刀C、鑷子夾東西D、起子撬瓶蓋練習E、搖杠抽水機F、手推車G、鉗子H、天平省力杠桿：A、D、E、F、G費力杠桿：B、C等臂杠桿：H2、

如圖是自卸車的示意圖，車廂部分視為杠桿，則下列分析正確的是（

）B點是支點，液壓桿施的力是動力，貨物重是阻力

B．B點是支點，物體A放在車廂前部可省力C．C點是支點，物體A放在車廂后部可省力

D．C點是支點，物體A放在車廂前部可省力

4、如圖是一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖.拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿后與兩夾爪的一端相連接.當用力捏手把時，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時彈簧被壓縮；當松開手把時，夾爪在彈簧的作用下恢復原狀.在使用過程中，手把和夾爪分別是（）A．省力杠桿費力杠桿B．費力杠桿省力杠桿C．省力杠桿省力杠桿D．費力杠桿費力杠桿A

例題選解5.如圖所示，一個輕質(zhì)直桿可繞0點轉(zhuǎn)動，桿的末端懸掛一重物，用一個始終跟直桿垂直的力F作用于杠桿的中點，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中直桿（）A．始終是省力杠桿B．始終是費力杠桿C.先是省力的，后是費力的D．先是費力的，后是省力的C例3、如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，F(xiàn)大小的變化情況是（

）

A．大小不變

B．由小變大

C．先變大后變小

D．先變小后變大

GOAC6、如圖所示，O為杠桿的支點，在杠桿的右端B點處掛一重物。MN是以A為圓心的弧線導軌，繩的一端系在杠桿的A點，另一端E可以在弧線形導軌上自由滑動，當繩的E端從導軌的一端N點向另一端M點滑動的過程中，杠桿始終水平，繩AE對杠桿拉力的變化情況是（）OMNEBAA、先變大后變小B、先變小后變大C、一直變小D、一直變大B7、斜拉橋是一種科技含量很高的大橋，圖甲是斜拉索橋的橋提結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙取橋體一部分結(jié)構(gòu)進行研究，圖丙是這部分結(jié)構(gòu)的受力示意圖。甲乙丙F1F2（1）從圖丙可以看出，斜拉橋的設計應用了

的相關(guān)知識，其中O是

，

代表橋重和橋面上的車輛對橋的作用力，

是鋼索對橋面的拉力。橋塔鋼索橋面O（2）為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當增加橋的高度，請分析原因。杠桿支點F1F2（3）假如讓你來設計新的斜拉橋，你還能提出什么方法可以減輕鋼索承受的拉力？（說出一種方法即可）答：增加橋塔的高度，可以增大拉力的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件，鋼索所受的拉力也隨之減小。答：使用新型的高強度輕質(zhì)材料減小橋的自重。7、如圖所示，一根重木棒在水平動力（拉力）Ｆ的作用下以Ｏ點為軸，由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，若動力臂為l，動力與動力臂的乘積為Ｍ，則（

）A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大

B．Ｆ增大，ｌ減小，Ｍ減小

C．Ｆ增大，ｌ減小，Ｍ增大

D．Ｆ減小，ｌ增大，Ｍ增大

8、如圖6所示，長1.6m、粗細均勻的金屬桿可以繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，一拉力——位移傳感器豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關(guān)系如圖7所示。據(jù)圖可知金屬桿重

A．5NB．10NC．20ND．40N二、滑輪、滑輪組特點：（1）不能省力，

沒有摩擦時F=G物（2）不省距離S=h實質(zhì)：等臂杠桿作用：改變施力方向GF1F2F31、定滑輪：2、動滑輪作用：能省一半力，不計摩擦時，F(xiàn)=1/2（G動+G物）特點：費距離S=2h實質(zhì)：動力臂等于阻力臂兩倍的杠桿3、滑輪組FFGG12F＝G13F＝G不計繩重、動滑輪重及摩擦特點及作用：既可省力，又可改變施力的方向.輪軸實質(zhì)：省力杠桿斜面作用：省力4、輪軸、斜面1、升國旗的旗桿上裝有定滑輪，這是為了（）A、省力B、省功C、省距離D、改變施力方向2、用如圖所示的四種方法，提起同一重物G，不計摩擦及動滑輪重，則所用拉力F最大的是

，最小的是

。FFDABCDBC練習3、關(guān)于滑輪和滑輪組，下列說法正確的是（）A、使用定滑輪既可以省力，又可以改變力的方向B、使用定滑輪不能省力，但可以改變用力的方向C、使用動滑輪既可以省力，又可以省距離D、使用一個動滑輪與一個定滑輪組成的滑輪組最多可以省一半的力B課堂練習5、用一根結(jié)實的繩子在兩根光滑的木棒上繞幾圈，如圖所示：小朋友用力一拉，兩位大力士竟撞在一起了，這幅漫畫說明了什么？6、作用在各類杠桿和定滑輪、動滑輪、滑輪組上的力和力移動的距離之間的關(guān)系有什么共同的特點？省力一定費距離，省距離一定費力。點撥：一根結(jié)實的繩子在兩根光滑木棒上繞幾圈可看作是滑輪組，以類似于分析滑輪組省力情況分析大力士拉力和小朋友用拉力之間的關(guān)系。1、功的定義：力和物體在力的方向上移動距離的乘積2、功的計算：W=FS3、功的單位：JN.m1J=1N.m人手托幾個雞蛋舉高1m，所做的功為1J？注意：使用任何機械都不省功?。üΦ脑恚┒?、功（W）（1）有力作用在物體上；（2）物體在力的方向上移動一段距離.4、做功的兩個必要因素：例題選解例5.一個人把重為80N的水桶從井里勻速提升到地面。已知水桶被提起的高度為8m，水桶到地面后，人又提著水桶沿著水平地面勻速前進20m,求人對水桶一共做了多少功？三、功率（P）2、定義：1、意義：3、公式：4、恒力F做功時功率：W=Ptt=WP表示物體做功的快慢功與時間的比值P=W/tP=FV估測上樓時的功率：（2）需要測哪些物理量？需要哪些器材？（3）功率的表達式（1）原理：質(zhì)量m；登樓的高度h；登樓的時間t磅秤皮尺秒表P=mghtP=Wt估測跳繩時的功率：（2）需要測哪些物理量？需要哪些器材？（3）功率的表達式人的質(zhì)量m；跳的高度h；_____________磅秤皮尺秒表P=nmght跳n次的總時間t（1）原理：P=Wt跳繩是一種簡便易行的鍛煉方式.如圖描繪了某同學某次跳繩時重心移動的高度h隨時間t變化的圖像.由圖像可知，他的重心移動的最大高度為

cm.若該同學的體重為500N，則他1min內(nèi)克服重力做功的功率為

W.675練習

1.某建筑工地上，起重機將1000N的重物豎直向上勻速提升10m后，又將重物水平移動了5m，在整個過程中，當物體向上運動時，拉力做功___J；當在水平方向移動時，拉力做功__J.2.重力為100N的物體，受到50N的水平拉力，在水平面上勻速前進5m，則重力做功為____J，拉力做功為___J.010402503.功率是表示_____________的物理量.甲、乙兩臺機器做相同的功所需的時間之比為3∶2，則甲、乙兩機器的功率之比為_______.4.一臺拖拉機，功率為20kW，它以7.2km/h的速度勻速前進0.5h，做功___________J，它受到的阻力為___________N.2∶3做功快慢100003.6×1075、提高機車的額定功率是鐵路進一步提速要解決的一個重要課題。機車的輸出功率等于牽引力與速度的乘積。若列車所受阻力與速度成正比，那么，列車提速前后分別以最高時速120km/h和180km/h在平直軌道上勻速行駛時，機車的輸出功率之比為()A．2﹕3B．3﹕2C．4﹕9D．9﹕4C有用功：對人們有利用價值的功額外功：無利用價值但又不得不做的功總功：動力所做的功

W總=W有用+W額四、機械效率機械效率定義：有用功與總功的比值叫機械效率.表達式:

沒有！因為有用功總小于總功，所以機械效率總小于1有沒有機械效率為100%的機械？為什么？100%例題：下列說法正確的是()A、機械效率高的機械，功率一定大B、做功多的機械，功率一定大C、做功快的機械，功率一定大D、做功時間長的機械，功率一定大C四、滑輪組的機械效率1、滑輪組的機械效率與_______、_________、________有關(guān)；2、提高滑輪組機械效率的方法有：（1）增大物重；（2）減小動滑輪重；（3）減小繩重及摩擦（加潤滑油）物重G動滑輪重G0繩重及摩擦η=W有用W總h物S繩G物W有用W總=G物h物F繩S繩測量滑輪組的機械效率原理：繩=G物h物F繩nh物=G物nF繩計算式:注意：實驗過程中應

豎直勻速拉動測力計

鉤碼重/N彈簧測力計的示數(shù)/N鉤碼移動的距離/m彈簧測力計移動的距離/m有用功/J總功/J機械效率31.20.10.3例1.在“測定滑輪組的機械效率”的實驗中，小明同學測得的數(shù)據(jù)如下表所示：（1）在表中空白處寫出有用功、總功和機械效率的值；（2）實驗時。應使彈簧測力計做

運動。實驗中除彈簧測力計外，還需要的測量工具是________0.30.3683.3%勻速直線刻度尺次數(shù)鉤碼懸掛點鉤碼總重G/N鉤碼移動距離h/m拉力F/N測力計移動距離s/m機械效率η/%1A點1.50.100.70.3071.42B點2.00.151.20.3083.31.用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率．實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為

__N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則杠桿的機械效率為

%．請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：

．（2）為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：

；請簡要說明兩條理由：①

；②_________________

0.566.7克服杠桿自重做額外功不能沒有控制懸掛點不變實驗次數(shù)太少，數(shù)據(jù)有偶然性例3、如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動滑輪重為20N，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重.若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，則泥桶上升_______m，手拉繩子的力為______N，拉力的功率為___W，滑輪組的機械效率為________.2809691.7％例2、下列說法正確的是()A、機械效率高的機械，功率一定大B、做功多的機械，功率一定大C、做功快的機械，功率一定大D、做功時間長的機械，功率一定大C例9．如圖所示的滑輪組，已知物重350N，動滑輪重40N(繩重及摩擦不計)，若重物勻速提升2m，則(1)拉力F為多大？(2)有用功多大(3)總功多大(4)滑輪組的機械效率是？2、滑輪、滑輪組平移重物f指水平面對物體的摩擦力有用功W有用=f.S物SF=nS物例5、如圖所示，用一動滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上勻速運動，物體A重為20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F為2.5N，求：拉力F的功率是多少？在2S內(nèi)拉力做的功是多少，滑輪的機械效率是多少？（不計滑輪重）例4、如圖，用10N的力F拉著物體在

水平面上使物體勻速運動，物體運動速度為20cm/s,（1）若不計繩重及摩擦，求物體受到地面的摩擦力為多大？拉力的功率為多大？(2)若考慮繩重及摩擦，實際拉力為12N，則滑輪組的機械效率為多大？

F解；(1)不計繩重及摩擦，f=3F=3X10N=30NP=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w(2)η=W有用/W總

=f.S物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物體受到地面的摩擦力為30N,拉力的功率為