简单机械行业及功的原理课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十一章 简单机械和功,物理中考复习,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,7、理解功是能的转化形式,知识框架,简单机械和功,简单机械,功,功的计算,滑轮,杠杆,做功的两个必要因素,功,机械效率,功率,功的单位,省力杠杆,等臂杠杆,费力杠杆,支点,(,O,),：,动力,(,F,1,),：,动力臂(,L,1,)：,阻力,(,F,2,),：,杠杆绕其转动的点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力（方向判断）,从支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂(,L,2,)：,从支点到阻力作用线的垂直距离,F,2,一点、二力、二臂,杠杆的平衡条件,杠杆的平衡条件,：,F,1,L,1,=,F,2,L,2,1.,省力杠杆，费距离。,2.,费力杠杆，省距离。,3.,不省力也不费力。,三杠杆的分类,F,1,F,2,O,L,1,L,2,(3)费力杠杆 动力臂阻力臂,（省力、费距离）,(2)等臂杠杆 动力臂=阻力臂,杠杆分类:,定滑轮：,1.定义：,使用时，轴的位置固定不动的滑轮,2.实质：,等臂杠杆,3.特点：,不省力但可以改变动力方向,定滑轮,F,1,F,2,l,2,l,1,O,动滑轮：,1.定义：,使用时，轴的位置随被拉物体,一起运动的滑轮,2.实质：,动力臂是阻力臂两倍的杠杆,3.特点：,省一半力但不可以改变动力方向，,动力移动距离是阻力移动距离的两倍,动滑轮,F,1,F,2,O,l,1,l,2,滑轮组：,1.定义：,动滑轮与定滑轮的组合,2.,每一类滑轮组绳子绕法有两种,3.特点：,省力又可以改变动力方向,F=（G+G,动,）/n,n是与动滑轮相连的绳子段数,滑轮组,成立的条件：不计绳重和摩擦,功,1.做功的两个要素：,作用在物体上的力和物体,在力的方向上,通过的距离,2.公式：,W=FS,3.单位：,J,（两个鸡蛋举高1,m,，做的功大约是1,J）,4.功的原理：使用任何机械都不省功,功率,1.功率：,表示做功快慢的物理量,2.定义：,单位时间完成的功,3.公式：,P=W/t,4.单位：,W,机械效率,1.有用功：,为达到目的必须做的功,2.额外功：,为达到目的不需要做但不得不做的功,3.总功：,为达到目的实际做的功,W,总,=W,有,+W,额,4.机械效率：,有用功与总功的比值,=,W,有,/W,总,能量,功是能的转化形式：物体对外做了多少功就有多少能量转化为其他形式的能量。,1.,动能,：物体由于运动而具有的能，动能的大小与_和_有关，_越大动能越大，_越大动能越大。,2.,重力势能,：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与_和_有关，_越大重力势能越大，物体被举得越高重力势能_。,3.弹性势能,5.动能和势能的转化,4.能量守恒,6.,机械能守恒,：,质量,速度,质量,速度,质量,质量,被举高度,越大,在动能和势能的相互转化过程中，若没有机械能的损失，机械能的总量保持不变。,1.实验器材：,2.要测的物理量：,3.操作注意点：,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,4.相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大,W,有,=Gh,(,h为重物提升高度）,W,总,=FS,(S为绳子自由端的伸长）,W,额,=G,动,h,S=nh,(n为吊着动滑轮的绳子段数）,测滑轮组机械效率,探究活动,G,动,W,有用,Gh,W,总,s,若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：,W,额外,G,动,h,滑轮组的机械效率：,W,有用,W,总,100%,Gh,s,100%,G,n,100%,测滑轮组的机械效率,G,G,+,G,动,1.实验器材：,2.要测的物理量：,3.机械效率表达式:,Gh,Gh,+,G,动,h,例题选解,例1.如图所示，画出下图中各力的力臂,例题选解,例题选解,例3.如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（）,A始终是省力杠杆,B始终是费力杠杆,C.先是省力的，后是费力的,D先是费力的，后是省力的,C,例题选解,例4.如图所示，物体M放在水平桌面上，现通过一滑轮（质量和摩擦均忽略不计）拉着物体M向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N。若在物体M上加放一个物块m,可保持M向左匀速运动，需在绕过动滑轮的绳子自由端施加一个拉力F，则（）,A物体M运动时受到向左的摩擦力,B加放m前，M受到10N的摩擦力,C.加放m前，M受到20N的摩擦力,D加放m后，力F保持10N不变,C,一、是否做功的判断,例（2008柳州）以下实例，力对物体做功的是（）,A举重运动员举着杠铃不动,B小明将水桶从地面上提起,C吊车吊着货物在空中水平匀速移动,D用力搬桌子而未搬起,B,二、功的原理,1、功的原理的判断,2、运用功的原理计算功,A,三、有用功、额外功和总功的判断,例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中 (),A绳子自由端被拉下3 m,B做的有用功是800 J,C拉力F的功率是80 W,D滑轮组的机械效率是60,B,四、机械效率的判断及计算,例2.如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力,F,1,为500N，货物在1min内匀速上升了5m。,（1）请在图上画出最省力绳子的绕法；,（2）求滑轮组的机械效率；,（3）如果重物是600N，要把,重物提升5m，求拉力做的功,。,G,图22,四、探究机械效率,1、探究斜面的机械效率,2、探究动滑轮的机械效率,3、探究滑轮组的机械效率,例1.（2008乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想,下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：,请将表格中空格处的数据填写完整；,由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：,_,_,_,分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越_（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_（只写出一条即可）。,80,%,1.5J,小车重,斜面长度,斜面粗糙程度,省力,盘山公路,例2：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。,(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑,轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越,。,(2)第3次实验中所做的有用功是,J，机械效率是_。,(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功,(选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。,(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，,额外功(选填“增大”或“减小”)。,大,0.4,727,增大,减小,例3、如图，用10N的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动，物体运动速度为20cm/s,（1）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？,(2)若考虑绳重及摩擦，实际拉力为12N，则滑轮组的机械效率为多大？,F,解；(1),不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30N,P=F.V,F,=FX3V,物,=10NX3X0.2m/s=6w,(2),=W,有用,/W,总,=f.S,物,/F.S,F,=f/3F=30N/3X12N=83.3%,答：物体受到地面的摩擦力为30N,拉力的功率为6W.滑轮组的机械效率为83.3%,例4,如图所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮重40N(绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升2m，则拉力F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20N，那么该装置的机械效率将,是,多大？,解：F=(G动+G物）/3=(40N+350N)/3=130N,W额外=,G动.h=40NX2m=80J,=W有用/W总=,1、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（）,B,点是支点，液压杆施的力是动力，货物重,是阻力,B,B,点是支点，物体,A,放在车厢前部可省力,C,C,点是支点，物体,A,放在车厢后部可省力,D,C,点是支点，物体,A,放在车厢前部可省力,课堂练习,2、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力）,的作用下以,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,为,l,，动力与动力臂的乘积,为,，则（）,A,增大，,增大，,增大,B,增大，,减小，,减小,C,增大，,减小，,增大,D,减小，,增大，,增大,3、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 N,4、下列说法正确的是(),A、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,C、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,5,、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/h和180 km/h在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为,A23 B32 C49 D94,6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约为,W.,7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=W2，1W2，12,8、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，求：拉力F的功率是多少？在2S内拉力做的功是多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重）,9、如图所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一,端拴在地面上，用力F为50N的力使滑轮匀速上升,了2m，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？,10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”),滑轮组的绕线放法,原则：奇动偶定,