初中物理人教版八年級(jí)下第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率 優(yōu)秀獎(jiǎng)

知識(shí)清單1．杠桿(1)定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿．(2)平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2.(3)杠桿分類(lèi)：①省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂；③等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂．2．滑輪(1)定滑輪：實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，使用它不可以省力，可以改變力的方向．(2)動(dòng)滑輪：實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿，使用它可以省一半的力，但費(fèi)距離、不能改變力的方向．(3)滑輪組：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，繩子自由端通過(guò)的距離就是物體上升高度的幾倍．3．機(jī)械效率定義：有用功與總功的比值，通常用百分率表示．計(jì)算公式：η＝eq\f(W有,W總)×100%，機(jī)械效率總是小于1，減小機(jī)械自重及機(jī)械摩擦可以提高機(jī)械效率．4．其他機(jī)械：輪軸、斜面等也是簡(jiǎn)單的機(jī)械，使用它們通常也可以省力．1．三種杠桿杠桿類(lèi)型力臂關(guān)系力的關(guān)系優(yōu)缺點(diǎn)生活舉例省力杠桿l1>l2F1<F2省力但費(fèi)距離撬棒、羊角錘費(fèi)力杠桿l1<l2F1>F2費(fèi)力但省距離鑷子、筷子等臂杠桿l1＝l2F1＝F2不省力不費(fèi)距離天平、定滑輪2.滑輪比較定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組實(shí)質(zhì)等臂杠桿省力杠桿——力臂關(guān)系l1＝l2l1＝2l2——省力情況F＝GF＝eq\f(G,2)F＝eq\f(G,n)拉力方向改變不改變可能改變繩端距離s＝hs＝2hs＝nh3.功、功率、機(jī)械效率功功率機(jī)械效率物理意義做功即能量的轉(zhuǎn)化表示做功的快慢反映機(jī)械性能的好壞定義力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離功與做功所用時(shí)間之比有用功跟總功的比值符號(hào)WPη公式W＝FsP＝eq\f(W,t)η＝eq\f(W有,W總)單位JW或kW無(wú)單位決定因素力和物體在力的方向上移動(dòng)的距離功和時(shí)間有用功和總功實(shí)驗(yàn)一：探究杠桿的平衡條件(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡；在左、右兩端懸掛鉤碼，并改變它們數(shù)量及離支點(diǎn)的距離，記錄力和力臂的數(shù)值，找出它們之間的關(guān)系．(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件：F1l1＝F2l2．(寫(xiě)出表達(dá)式)(3)交流討論：實(shí)驗(yàn)中只測(cè)一組數(shù)據(jù)，不能得出普遍結(jié)論；若用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼，應(yīng)當(dāng)沿豎直方向拉測(cè)力計(jì)，便于測(cè)量力臂．實(shí)驗(yàn)二：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：利用彈簧測(cè)力沿豎直方向勻速提升重物，記錄物重G、物體上升的高度h、拉力F、測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，改變鉤碼數(shù)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同一滑輪組，提升重物越重，機(jī)械效率越高．(3)交流討論：提高機(jī)械效率的方法有，減小動(dòng)滑輪的重力；減小摩擦；增大物重．杠桿搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車(chē)有關(guān)尺寸如圖所示，它是省力(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿．若推車(chē)時(shí)人手向上的力為400N，則車(chē)廂和磚頭所受的總重力為1__333N.滑輪高高的旗桿頂端有個(gè)能繞著固定軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪子，站在地面的旗手緩緩向下拉繩子時(shí)，國(guó)旗會(huì)徐徐上升，關(guān)于這個(gè)小輪子的說(shuō)法中不正確的是(C)A．這種小輪子我們稱(chēng)為定滑輪B．這種小輪子實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不能省力C．使用這種小輪子的目的是為了省距離D．使用這種小輪子的目的是為了改變力的方向機(jī)械效率如圖所示，沿斜面向上拉一個(gè)重為N的物體到斜面頂端，斜面長(zhǎng)m，高m，拉力做功為J，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是%，物體受到的摩擦力是.【例1】(懷化中考)如圖所示，小明正在做俯臥撐，把他的身體看作一個(gè)杠桿，O為支點(diǎn)，A為重心，他的體重為550N．地面對(duì)手的支持力F的力臂是，大小為330N.【解析】根據(jù)圖示可知，支點(diǎn)到重力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段和支持力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段分別為動(dòng)力臂和阻力臂，即動(dòng)力臂l1＝m＋m＝m，阻力臂l2＝m；根據(jù)杠桿平衡的條件可得：Fl1＝Gl2，F(xiàn)×m＝550N×m，F(xiàn)＝330N.【例2】(內(nèi)江中考)如圖所示，分別用圖甲、乙兩種形式滑輪組合，把重為500N的物體以m/s的速度勻速向上提起，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車(chē)對(duì)繩子的拉力為500N，圖乙中人所做有用功的功率為250W.甲乙【解析】圖甲兩個(gè)滑輪的軸都固定不動(dòng)，是定滑輪，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，F(xiàn)＝G＝500N；圖乙中有用功W有用＝Gh，人所做有用功的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Gh,t)＝Gv＝500N×m/s＝250W.【例3】(葫蘆島中考)如圖所示，大威用40N的拉力，使物體A以m/s的速度豎直勻速上升，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75%(不計(jì)繩重和摩擦)，則物體A的重力為90N，拉力的功率為12W.若豎直勻速提升120N的物體，滑輪組的機(jī)械效率為80%．【解析】由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，知道拉力，利用：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,Fs)＝eq\f(Gh,F·3h)＝eq\f(G,F×3)求提升物體的重力；(2)n＝3，繩子自由端移動(dòng)的速度等于物體移動(dòng)速度的3倍，利用P＝Fv求拉力的功率；(3)不計(jì)摩擦和繩重，利用F＝eq\f(1,3)(G＋G動(dòng))求出動(dòng)滑輪重，再利用F＝eq\f(1,3)(G＋G動(dòng))求提升1