第十講簡單機(jī)械和功第1頁考點(diǎn)梳理知識精講簡單機(jī)械和功杠桿杠桿杠桿平衡條件分類及應(yīng)用滑輪功力學(xué)中功功計(jì)算?？寂e例功率功分類機(jī)械效率第2頁杠桿杠桿定義：如圖所表示，一根硬棒，在力作用下能繞著①________轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿.②____：杠桿能夠繞其轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O.③____：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)力F1.④____：妨礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)力F2.動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到⑤__________距離l1.阻力臂：從支點(diǎn)O到⑥__________距離l2.五要素固定點(diǎn)O支點(diǎn)動(dòng)力阻力動(dòng)力作用線阻力作用線第3頁杠桿平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂.用F1、F2、l1、l2分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿平衡條件能夠?qū)憺椋孩達(dá)_______.F1l1=F2l2第4頁杠桿種類力臂關(guān)系力關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂⑧__阻力臂動(dòng)力<阻力⑨____________用羊角錘拔釘子費(fèi)勁杠桿動(dòng)力臂<阻力臂動(dòng)力⑩__阻力費(fèi)勁但省距離用魚竿釣魚等臂杠桿動(dòng)力臂__阻力臂動(dòng)力＝阻力力、距離都不省天平、蹺蹺板>省力但>=11費(fèi)距離第5頁圖示定義實(shí)質(zhì)特點(diǎn)F移動(dòng)距離（s）和G移動(dòng)距離（h）關(guān)系應(yīng)用定滑輪使用時(shí)軸固定不動(dòng)滑輪____杠桿能夠改變________，但不省力

_____旗桿頂部定滑輪等等臂力s=h121314方向第6頁圖示定義實(shí)質(zhì)特點(diǎn)F移動(dòng)距離（s）和G移動(dòng)距離（h）關(guān)系應(yīng)用動(dòng)滑輪軸能夠隨被吊物體一起運(yùn)動(dòng)滑輪____杠桿能夠___，但_________________________________電動(dòng)起重機(jī)動(dòng)滑輪省力能改變力s=2h15161718方向而且費(fèi)距離省力不第7頁圖示定義實(shí)質(zhì)特點(diǎn)F移動(dòng)距離（s）和G移動(dòng)距離（h）關(guān)系應(yīng)用滑輪組把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起,組成滑輪組.若負(fù)擔(dān)物重繩子為n段，則繩端施加力為物重(忽略動(dòng)滑輪自重)既能夠———，又能夠改變————_______常使用滑輪組提升重物省力力方向s=nh192021第8頁其它簡單機(jī)械輪軸實(shí)質(zhì)：一個(gè)能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)____.使用斜面特點(diǎn)：___力___距離；高度相同，斜面越長，越___力.杠桿省費(fèi)省22232425第9頁力學(xué)中功定義：物理學(xué)中，把力與物體在_________經(jīng)過距離乘積稱為機(jī)械功，簡稱功.做功兩個(gè)必要原因：一個(gè)是________________；另一個(gè)是____________________________.不做功三種情況力方向作用在物體物體在這個(gè)力方向上移262728上上力動(dòng)距離第10頁不做功三種情況1.有力沒有_____.比如：用力搬石頭而沒有搬動(dòng).2.有距離沒有____.比如：小車在水平光滑平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).3.力與距離____.比如：人提著滑板在水平路面上行走.距離力垂直293031第11頁功計(jì)算定義：力學(xué)中，功等于力與物體在力方向上移動(dòng)距離_____.公式：W=____，其中F表示力，單位是牛，s表示物體沿力方向移動(dòng)距離，單位是米，W表示功，單位是?！っ祝幸粋€(gè)專門名稱叫做焦耳，簡稱___，符號是___.乘積Fs焦J32333435第12頁常考舉例：將地面上物理書本撿起放到桌子上，人對書本做功約為2J；從地上拿起一個(gè)雞蛋，緩緩舉過頭頂大約做功1J.第13頁定義：__與___________之比叫做功率，是表示做功____物理量.它在數(shù)值上等于________內(nèi)所做功.表示式：P＝___.在國際單位制中，功單位是焦耳，時(shí)間單位是秒，則功率單位是____,簡稱___，符號是___，其它慣用功率單位是____.注：P=Fv(勻速直線運(yùn)動(dòng)).單位換算：1kW=_____W.常考舉例：中學(xué)生跳繩功率約為60W；優(yōu)異運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間運(yùn)動(dòng)功率約一千瓦；小轎車功率為數(shù)十千瓦至數(shù)百千瓦.功做功所用時(shí)間快慢36373839444540414243單位時(shí)間瓦特瓦W千瓦1000第14頁功分類有用功：不論是否使用簡單機(jī)械，必須要做功，用W有表示.額外功：使用簡單機(jī)械時(shí)，并非我們需要而又不得不做功，用W額表示.總功：有用功與額外功之和，用W總表示，即：W總＝_________.46W有+W額第15頁機(jī)械效率定義：將有用功跟____比值叫做機(jī)械效率，用符號___表示.公式：___________.功原理：使用任何機(jī)械都不可防止地要做額外功，有用功總是____總功，所以機(jī)械效率總是小于1.提升機(jī)械效率辦法：改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使機(jī)械更合理，更輕巧等.47總功η小于484950第16頁一重難點(diǎn)突破杠桿相關(guān)作圖例1題圖例1如圖是靜止在水平地面上拉桿旅行箱示意圖，O是輪子轉(zhuǎn)軸，O′是箱體重心.以O(shè)為支點(diǎn)，畫出力F力臂和箱體所受重力示意圖.例1題答圖如答圖所表示LG第17頁方法指導(dǎo)杠桿力臂作圖步驟：一找點(diǎn)：首先在杠桿示意圖上，確定支點(diǎn)O.二畫線：畫出動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫時(shí)候要用虛線將力作用線適當(dāng)延長.三作垂線段：從支點(diǎn)O向力作用線引垂線，作出垂足，則從支點(diǎn)到垂足距離就是力臂.四標(biāo)長和短：力臂用實(shí)線，在兩端加箭頭表示（或用虛線表示并用大括號標(biāo)明）力臂，并在旁邊標(biāo)上對應(yīng)字母如L1或L2，來表示動(dòng)力臂和阻力臂.第18頁二滑輪組省力情況及機(jī)械效率大小判斷例2題圖例3題圖第19頁例2

用相同滑輪和繩子分別組成如圖所表示甲、乙兩個(gè)滑輪組，把相同物體提升相同高度，在不計(jì)繩重及機(jī)械摩擦情況下，甲所用拉力____乙所用拉力；甲滑輪組效率____乙滑輪組效率（均選填“大于”“等于”或“小于”）.大于等于第20頁例3

如圖所表示，使用滑輪組提升重物時(shí)，能提升機(jī)械效率是（忽略繩重和摩擦）()A.改變繞繩方式B.減小動(dòng)滑輪質(zhì)量C.減小提升重物高度D.減小被提升物質(zhì)量B第21頁方法指導(dǎo)（1）滑輪組中負(fù)擔(dān)物重繩子段數(shù)n判斷方法：n能夠經(jīng)過“隔離法”來確定，如上圖所表示，在動(dòng)滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，有幾段繩子經(jīng)過動(dòng)滑輪（或者有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連），n就等于幾.第22頁方法指導(dǎo)（2）滑輪組省力情況分析：①不考慮摩擦力和機(jī)械本身重力時(shí)，F(xiàn)=G物；②只考慮動(dòng)滑輪重力，不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，F(xiàn)＝(G滑+G物).(3)繩子自由端移動(dòng)距離與物體移動(dòng)距離判斷：①滑輪組縱放，即使用滑輪組拉著物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體移動(dòng)距離與繩子自由端移動(dòng)距離關(guān)系：s繩=nh物.第23頁方法指導(dǎo)②滑輪組橫放，即使用滑輪組拉著物體在水平方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體移動(dòng)距離與繩子自由端移動(dòng)距離關(guān)系：s繩=ns物.(4)滑輪組組裝依據(jù)負(fù)擔(dān)物重繩子段數(shù)n奇偶性確定繩子固定端位置，即“奇動(dòng)偶定”：①n為奇數(shù)，繩子固定端在動(dòng)滑輪上；②n為偶數(shù)，繩子固定端在定滑輪上.第24頁三功、功率計(jì)算例4一輛汽車以20m/s速度在水平路面上沿直線勻速行駛5分鐘，汽車質(zhì)量為1500kg，行駛時(shí)所受阻力為車重0.2倍，則牽引力為_______N，此時(shí)汽車功率為___kW，重力做功為___J（取g=10N/kg）.603×1030第25頁例5如圖所表示是工廠里用來吊運(yùn)貨物行車滑輪組.某次作業(yè)時(shí)，行車用時(shí)9s將重6000N貨物勻速豎直提升3m，接著又在水平方向移動(dòng)6m，則行車在水平移動(dòng)貨物過程中，對貨物重力所做功是__J.在豎直提升貨物過程中，對貨物重力所做功是______J，行車滑輪組提升貨物時(shí)功率為_____W.例5題圖2000018000第26頁四機(jī)械效率計(jì)算例6題圖第27頁例6

如圖甲所表示，用彈簧測力計(jì)將重為3.9N物塊從斜面底端勻速拉至頂端，則物塊所受拉力為___N，已知斜面高為2m，長為4m，則拉力做功為____J，斜面機(jī)械效率為____.若用圖乙所表示裝置勻速提升該重物上升0.5m，當(dāng)其機(jī)械效率與斜面相同時(shí)，豎直向上拉力為____N，該過程所做額外功為____J.0.652.610.475%1.73第28頁方法指導(dǎo)機(jī)械效率計(jì)算公式為,對于四種簡單機(jī)械機(jī)械效率計(jì)算總結(jié)以下:簡單機(jī)械有用功(物體重為G,高度為h)W有用＝Gh第29頁方法指導(dǎo)總功(F為拉力，s為繩端移動(dòng)距離)W總＝Fs(s=vt)W總＝Fss=nh(n為動(dòng)滑輪負(fù)擔(dān)繩子段數(shù))W總＝Fs機(jī)械效率第30頁試驗(yàn)試驗(yàn)突破基礎(chǔ)小試驗(yàn)1.如圖所表示蠟燭蹺蹺板，用小刀對蠟燭兩端進(jìn)行加工，使蹺蹺板能在水平位置平衡，點(diǎn)燃蠟燭兩端，蠟燭上下擺動(dòng)，蹺蹺板應(yīng)用了原理_________.命題點(diǎn)杠桿平衡條件杠桿平衡第31頁_______________________________.2.如圖所表示，在用圖示三種方法提升重物過程中，比較彈簧測力計(jì)示數(shù)可得出定滑輪特點(diǎn)：___________________________；動(dòng)滑輪特點(diǎn)：命題點(diǎn)動(dòng)滑輪和定滑輪特點(diǎn)省力，但不改變力方向且費(fèi)距離不省力，但能夠改變力方向第32頁教材重點(diǎn)試驗(yàn)試驗(yàn)一探究杠桿平衡條件命題點(diǎn)：1.杠桿平衡螺母調(diào)整(左高左調(diào)，右高右調(diào))2.讓支點(diǎn)處于杠桿中央目標(biāo)(減小杠桿本身重力對試驗(yàn)造成影響)3.調(diào)整杠桿使其在水平位置平衡目標(biāo)(便于準(zhǔn)確測量力臂)4.彈簧測力計(jì)使用和讀數(shù)第33頁5.在杠桿平衡時(shí)，兩邊同時(shí)增減砝碼后杠桿是否平衡判斷（看兩邊力和力臂乘積是否相等，若不相等，則哪邊乘積大，杠桿就向哪邊傾斜）6.測力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，測力計(jì)示數(shù)改變(測力計(jì)示數(shù)將變大，因?yàn)槔αΡ圩冃×?7.試驗(yàn)進(jìn)行屢次目標(biāo)(一次試驗(yàn)數(shù)據(jù)含有偶然性，屢次試驗(yàn)結(jié)論才含有普遍性)第34頁8.試驗(yàn)評定試驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂（F1L1=F2L2）第35頁例1如圖所表示，探究小組利用鐵架臺、帶有刻度杠桿、細(xì)線、若干相同鉤碼、彈簧測力計(jì)（單位：N）等試驗(yàn)器材探究杠桿平衡條件，在探究試驗(yàn)中例1題圖第36頁（1）在掛鉤碼前，小組發(fā)覺杠桿左端高右端低（如圖所表示），應(yīng)將杠桿兩端平衡螺母向調(diào)整___（選填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡，這么做目標(biāo)是為了方便讀出_____.（2）接著小組在杠桿兩側(cè)掛上不一樣數(shù)量鉤碼，移動(dòng)鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡（如圖乙），這時(shí)杠桿兩側(cè)受到作用力大小_____（選填“大于”“等于”或“小于”）各自鉤碼所受重力大小.若在A、B下方再增掛一個(gè)相同鉤碼，則杠桿___端將下沉（選填“左”或“右”）.左力臂左等于第37頁（3）如圖丙是已經(jīng)調(diào)整平衡杠桿，用彈簧測力計(jì)在杠桿C處豎直向上拉，在A處掛上適當(dāng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)讀數(shù)為_____，鉤碼總質(zhì)量為___kg.(g取10N/kg)3.0N0.2第38頁【解析】（1）杠桿重心右移應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)整，直至重心移到支點(diǎn)處；因?yàn)榱Ρ凼侵c(diǎn)到力作用線垂直距離，調(diào)整杠桿在水平位置平衡時(shí)，能夠方便讀出力臂；（2）杠桿兩側(cè)受到作用力大小等于各自鉤碼所受重力大??；設(shè)杠桿一個(gè)小格為L，一個(gè)鉤碼重力為G，分別加掛一個(gè)相同鉤碼后；左邊＝5G×3L，右邊＝7G×2L，左邊＞右邊，所以，杠桿不能平衡，杠桿右端上升，左端下沉；第39頁（3）題圖中彈簧測力計(jì)分度值為0.2N，彈簧測力計(jì)示數(shù)為3.0N；設(shè)杠桿一個(gè)小格為L，鉤碼質(zhì)量為G，依據(jù)杠桿平衡條件可得，G×3L＝3.0N×2L，則,所以鉤碼總質(zhì)量.第40頁____（選填“能”或“不能”），理由是____________________________________________________.補(bǔ)充設(shè)問（1）試驗(yàn)時(shí)，讓支點(diǎn)在杠桿中央是為了__________________________________.補(bǔ)充設(shè)問（3）題圖減小杠桿本身重力對試驗(yàn)造成影響

只做一次試驗(yàn)得出結(jié)論往往含有偶然性和片面性，不具普遍性（2）某同學(xué)進(jìn)行正確試驗(yàn)操作后，能不能依據(jù)一組數(shù)據(jù)得出探究結(jié)論？不能第41頁補(bǔ)充設(shè)問（3）若用如圖所表示平衡裝置進(jìn)行試驗(yàn)，將彈簧測力計(jì)逐步向右傾斜時(shí)，仍要使杠桿在原來位置平衡，此時(shí)拉力力臂將_____,彈簧測力計(jì)示數(shù)將_____（均選填“變大”“變小”或“不變”）.變大變小第42頁補(bǔ)充設(shè)問（4）下表是試驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)，據(jù)此分析能夠發(fā)覺這次試驗(yàn)不妥之處____________________________________________.試驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.5103.0521.0202.01031.0302.015動(dòng)力臂是阻力臂兩倍，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不含有普遍性第43頁試驗(yàn)二測量滑輪組機(jī)械效率命題點(diǎn)：1.測量器材(彈簧測力計(jì)和刻度尺)2.彈簧測力計(jì)讀數(shù)3.依據(jù)繩子段數(shù)，畫出滑輪組繞法4.彈簧測力計(jì)拉動(dòng)方式(勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)，確保拉力等于彈簧測力計(jì)示數(shù))第44頁5.有用功、總功、機(jī)械效率計(jì)算(W有＝Gh、W總=Fs、)6.試驗(yàn)中分別記下鉤碼和彈簧測力計(jì)起始位置目標(biāo)（測量鉤碼和彈簧測力計(jì)移動(dòng)距離）7.影響滑輪組機(jī)械效率大小原因(滑輪組機(jī)械效率與物體重力、機(jī)械間摩擦力、動(dòng)滑輪重力相關(guān))8.控制變量法應(yīng)用第45頁a.探究滑輪組機(jī)械效率與所吊重物重力大小關(guān)系（控制滑輪組繞線方式相同，改變滑輪組所吊鉤碼數(shù)量）b.探究滑輪組機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力大小關(guān)系（控制滑輪組所吊鉤碼數(shù)量相同，改變動(dòng)滑輪數(shù)量或換重力不一樣動(dòng)滑輪）9.表格數(shù)據(jù)補(bǔ)充10.試驗(yàn)錯(cuò)誤分析11.機(jī)械效率計(jì)算12.分析數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論第46頁例2在探究“滑輪組機(jī)械效率”時(shí)，小強(qiáng)利用兩組滑輪組進(jìn)行了4次測量，用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪測得前3組數(shù)據(jù)，用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪測得第4組數(shù)據(jù)，以下表：例2題圖第47頁試驗(yàn)次數(shù)物重G物/N動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N鉤碼上升高度h/m動(dòng)力F/N動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離s/m滑輪組機(jī)械效率η/%110.50.10.70.347.6220.50.11.00.360.6340.50.120.34410.10.550.0第48頁(1)依據(jù)表中前3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出甲圖中滑輪組繞繩方法．如答圖所表示例2題答圖第49頁(2)在試驗(yàn)中，測量繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡可能______勻速向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，讀出乙圖中彈簧測力計(jì)示數(shù)為___N，第3次試驗(yàn)時(shí)滑輪組機(jī)械效率為______．(3)由表中第_____