第十一章 简单机械和功复习

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　　　第十一章
　简单机械和功复习
三龙二中李银松
教学目标
１、知道杠杆的平衡条件。
2、了解滑轮的特点，会组装滑轮组。
3、理解功和功率的概念，了解功和功率在实际生活和生产中的应用。
4、知道有用功、额外功、总功间的关系，能计算机械效率，并用机械效率解释有关现象。
5、能在具体实际中找到提高机械效率的办法。
简单机械
简单机械和功
杠杆
种类
平衡条件
F1·L1=F2·L2
滑轮
定滑轮
动滑轮
特点及实质
滑轮组
力的关系
功、功率及机械效率
做功的两个必要因素
功的计算
W=FS
做功快慢
功率的定义
功率的计算
P=
W
t
做功效率
机械效率的定义、测量及计算
η= ×100％
W有用
W总
＝FV
距离的关系
a:支点O
b:动力F1
c:阻力F2
d:动力臂l1
e:阻力臂l2
o
.
F1
F2
.B
.A
l2
l1
杠杆绕着转动的点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
从支点到动力作用线的垂直距离。
从支点到阻力作用线的垂直距离。
2、有关杠杆的名词术语
1、杠杆定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
第一节、杠杆
2、作力臂的方法
1.找支点
2.沿动力和阻力的方向画出力的作用线，
3.过支点作这些力的作用线的垂线。
所得垂线段就是力臂（用大括号标出）。
F1
F2
L2
L1
例1、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是F2的力臂，请在图中画出力F1的力臂L1和力F2.
FI
L2
O
L1
F2
注意：F1,F2使杠杆转动方向相反
答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时，杠杆有一定的重力，为保证实验中杠杆的平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂成立，必须使杠杆的重力（包括两端的平衡螺母的总重力）乘以其力臂为零。调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零。（使杠杆的重力作用线通过支点）
(2)为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？
研究杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。
（3）为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？
答:杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到钩码的距离就是力臂，此时杠杆如果不水平，则支点到钩码的距离就不是力臂。从支点到动（阻）力作用线的距离，即力臂的长度，才可从杠杆上的刻度值直接读出.
杠杆平衡条件：F1L1=F2L2
在“研究杠杆平衡条件”的实验中
1、实验前，发现杠杆处于如图所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________________移动（选填“右”或“左”）。
2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆平衡，如图，则：
·
L1
L2
在两边钩码下同时 加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？ _____边下降
(3)费力杠杆
(1)省力杠杆
(2)等臂杠杆
4、杠杆分类:
动力臂>阻力臂, （省力、费距离）
动力臂=阻力臂,
动力臂<阻力臂, （费力、省距离）
例1、如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是 ( )
例3、如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ）
A．大小不变
B．由小变大
C．先变大后变小
D．先变小后变大
G
O
A
（二）滑轮、滑轮组
定滑轮
特点：不省力，可改变施力的方向
实质：
等臂杠杆
G
F1
F2
F3
动滑轮
特点：省一半力但不改变力的方向。
若不计摩擦时，
F=1/2（G动+G物）
实质：省力杠杆
滑轮组的特点及作用：既可省力，又可改变施力的方向
F
F
G
G
1
2
F＝
G
1
3
F＝
G
不计绳重、动滑轮重及摩擦
轮轴实质：省力杠杆
斜面作用：省力
二、功
1、做功的两个必要因素：
（1）有力作用在物体上；
（2）物体在这个力的方向上移动一段距离
在图中的四种情境中，人对物体做功的是（ ）
2、功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积
3、功的计算：
W=FS
4、功的国际单位：
注意：使用任何机械都不省功！
J
13．小明同学用40N的水平推力沿水平地面推重为200N的小车，匀速前进了5m,所用时间为20s，在这个过程中 （ ）
A．重力做功1000J．
B．推力做功200J．
C．小车所受合力为160N．
D．小明做功功率为50W．
马拉车前进
单位时间内所做的功叫做功率。
国际单位：瓦特 ，符号 W
常用单位：千瓦 （k W）、兆瓦（mW）
1、概念：
3、公式：
4、单位：
1千瓦（k W）=1000瓦（w）
1兆瓦（mW）=1000千瓦（k W）
2、意义：
功率是表示物体做功快慢的物理量
第四节 功率
＝
P =
W
t
F s
t
F v
=
关于功率的各种说法，正确的是： （ ）
A.做功越多，功率一定越大
B.做功所用的时间越少，功率越大
C.做功越快，功率一定越大
D.做功越省力，功率越大
例4、估测上楼时的功率：
需要测哪些物理量？需要哪些器材？
“器材”：
磅秤、刻度尺、秒表
物理量：
质量m、高度h、时间s
人提沙子做功
1对砂子做功
2对桶做功
3克服自重做功
有用功
额外功
有用功 ：对人们有利用价值的功
额外功 ：无利用价值但又不得不做的功
总功 　：动力所做的功
W总=W有用+W额
四、机械效率
机械效率定义： 有用功与总功的比值叫机械效率.
表达式:
没有！因为额外功的存在，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
有没有机械效率为100%的机械？
为什么？
×100%
η=
W有用
W总
h物
S绳
G物
W有用
W总
=
G物h物
F绳S绳
测量滑轮组的机械效率
原理：
绳
=
G物h物
F绳nh物
=
G物
n F绳
计算式:
注意：实验过程中应
竖直匀速拉动测力计
提高滑轮组机械效率的方法：
（1）增大物重；
（2）减小动滑轮重；
（3）减小绳重及摩擦
1、滑轮、滑轮组提升重物：
W有用= Gh
w总 = FS
滑轮、滑轮组的机械效率
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=FVF=FX3V物= 10NX3X0.2m/s=6W
(2)η=W有用/W总 = f.S物/(F.SF）
=f/3F=30N/3X12N=83.3%
例、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_______m，
手拉绳子的力为______N，拉
力的功率为___W，滑轮组的
机械效率为________.
2
80
96
91.7 ％
例、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
例9．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1、拉力F为多大？
2、有用功多大
3、总功多大
4、滑轮组的机械效率是？
例10．如图所示，物体G在拉力F的作用下做匀速直线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了2m，滑轮组的机械效率是80%，求：
(1）拉力F是多少？
（2）额外功是多少？
例．如图所示，一轻质杠杆OB可绕O点转动，在杠杆上的A点和B点分别作用两个力F1和F2，使杠杆保持水平平衡，已知OA=10cm，AB＝20cm。
（1）若F1＝12N，方向竖直向下，问作用在B点的力F2的最小值为多大？
钩码重/n 弹簧测力计的示数/n 钩码移动的距离/m 弹簧测力计移动的距离/m 有用功/j 总功/j 机械效率
3 1.2 0.1 0.3
例. 在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学测得的数据如下表所示：
（1）在表中空白处写出有用功、总功和机械效率的值；
（2）实验时。应使弹簧测力计做 运动。实验中除弹簧测力计外，还需要的测量工具是________