(共16张PPT)
机械与人
第三节 做功了吗
新知 自主预习
知识点一 机械功
1.定义:物理学中把 的乘积叫做机械功,简称功。
2.符号: 。
力和物体在力的方向上移动距离
W
知识点二 怎样才算做功
没有做功
做了功
做了功
力
力的方向上
距离
知识点三 功的计算
1.内容:功等于 的乘积。
2.计算公式: 。
3.单位: 。
4.单位换算: 。
力跟物体在力的方向上通过的距离
W=Fs
焦耳
1 J=1 N·m
重难 合作探究
探究问题 对物体是否做功的判断
【例题】 下列实例中,人对物体做功的是( )
A.学生背着书包在水平路面上匀速前进
B.人推车,车未动
C.足球被踢后,在草地上滚动一段距离
D.举重运动员将杠铃举起
D
(2)几种常见的没有做功的情况(如图)
①缺力无功:物体靠惯性通过了一段距离,此情况有距离无力。
②缺距离无功:有力作用在物体上,但物体没有移动距离。
③垂直无功:有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与物体移动方向垂直。
变式训练 下列有关力做功的说法中正确的是( )
A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功
C.书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功
D.挂钩上的书包静止时,书包受到的拉力做了功
A
基础 限时达标
知识点一 做功的两个必要因素
1.下列实例中,有力对物体做功的是( )
A.跳水运动员从跳台跳下
B.背着书包在水平路面上前进
C.举重运动员举起杠铃停在空中
D.小球在光滑水平面上滚动
A
2.如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是( )
A.文具盒所受重力对它做了功
B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功
D.在此过程中没有力对文具盒做功
C
3.举重运动员在比赛时,第一阶段把杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留3 s。下列关于运动员对杠铃做功的说法正确的是( )
A.在第一阶段内没做功
B.在第二阶段内没做功
C.在两个阶段内都没做功
D.在两个阶段内都做了功
B
4.如图所示的情景中,关于力对杯子做功的描述正确的是( )
D
知识点二 功的计算
5.如图所示,用水平力拉着重为 100 N 的物体,在水平地面上向右匀速移动了5 m,物体所受地面的摩擦力大小为 20 N,则( )
A.重力做的功是500 J
B.拉力的大小为100 N
C.拉力的大小为120 N
D.拉力做的功为100 J
D
6.如图,用 F=20 N的水平推力推着重为 40 N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力F对物体做了40 J的功,则在这一过程中( )
A.重力做的功一定为40 J
B.物体一定受到20 N的摩擦力
C.物体一定运动了2 m
D.物体一定运动了4 m
C
7.(2022·四川内江中考)车速过快是造成交通事故的重要原因之一,为限制车速,常常在下坡路段设置减速带。右图是有减速带的斜坡示意图,在倾角为30°的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间
的距离均为50 m。现有一辆质量为1.2 t的小汽车,从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑,由于减速带、小汽车制动等因素,小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10 m/s。小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,g取10 N/kg。
(1)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少
(2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做的功为多少
(1)30 s (2)1.8×106 J(共16张PPT)
机械与人
第四节 做功的快慢
新知 自主预习
知识点一 比较做功的快慢
重物 ,时间
相同
不同
时间 ,重物
注:均选填“相同”或“不同”
相同
不同
1.做相同的功,所用时间 ,做功越快。
2.在相同时间内,做功 ,做功越快。
越短
越多
知识点二 功率
1.意义
表示物体 的物理量。
2.概念
之比。
做功快慢
功与时间
3.公式
。
(1)意义:功率在数值上等于 内所做的功。
(2)各物理量的单位:W→焦耳(J),t→秒(s),P→瓦特(W)。
4.单位换算
1 kW = W。
单位时间
103
重难 合作探究
探究问题 功率的计算
【例题】 某同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里。在此过程中,下列估算不合理的是( )
A.他提鸡蛋的力做的功约为200 J
B.他提鸡蛋的力做功的功率约为3 W
C.他爬楼做的功约为6×103 J
D.他爬楼做功的功率约为1×103 W
D
变式训练 中考体育测试跳绳的项目中,某同学在1 min内跳了180次,每次跳的高度大约为 5 cm。他跳绳时的功率大约为( )
A.1 000 W B.100 W
C.10 W D.1 W
B
基础 限时达标
知识点一 功率的概念
1.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼,所用的时间不同。从图中提供的信息,小红归纳了以下说法,正确的是( )
A.物体做功越多,做功越快
B.物体做功时间越短,做功越快
C.做相同的功,比较时间,时间越少,做功越快
D.时间相同,比较做功的多少,做功越多,做功越快
C
2.(2021·云南昆明中考)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
功率
时间相同比较功
3.如图所示,挖土机和人同时挖土,挖土机和人相比, 做功快,
的功率大,这是采用 的方法比较物体做功快慢。
挖土机
挖土机
相同的时间比较做功的多少
知识点二 功率的计算
4.下列说法正确的是( )
A.做功多的物体,功率一定大
B.做功时间长的物体,功率一定小
C.做相同的功,做功时间越短的物体,功率一定越大
D.做功越多,做功时间越长的物体,功率一定越大
C
5.某市体育中考,男生有设引体向上的项目。下图是引体向上的示意图,小云在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60 kg,每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m,则小云每做一次引体向上所做的功为
J,整个过程中做功的平均功率为 W。(g取10 N/kg)
240
96
6.某人骑一辆电动自行车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速运动了30 s,牵引力为20 N。则电动自行车在这段时间内:
(1)通过的距离是多少
(2)牵引力做的功是多少
(3)牵引力做功的功率是多少
(1)300 m
(2)6 000 J
(3)200 W(共16张PPT)
机械与人
第五节 机械效率
新知 自主预习
知识点一 机械效率
1.有用功、额外功和总功
(1)总功: 所做的功,用字母 表示。
(2)额外功:为了达到某一目的,不得不克服
和 等因素而做的功,用字母W额表示。
(3)有用功:对我们 的功,用字母 表示。
(4)关系:W总= 。
拉力(或动力)
W总
机械本身的重力
摩擦力
有用
W有
W有+W额
2.机械效率
(1)定义:有用功跟总功的 。
(2)公式: 。
比值
知识点二 机械效率是变化的
探究实验装置 说明
1.器材:滑轮组、钩码、 、刻度尺
2.结论:同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越
总结:因为有用功 总功,所以机械效率总
弹簧测力计
高
小于
小于1
重难 合作探究
探究问题 理解机械效率
【例题】 用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3 m,已知货物重850 N,所用拉力F为300 N。(不计摩擦和绳重带来的影响)求:
(1)有用功W有;
(2)总功W总;
(3)额外功W额;
(4)动滑轮的重力;
(5)滑轮组的机械效率η。
(1)2 550 J (2)2 700 J (3)150 J
(4)50 N (5)94.4%
变式训练 图中的剪刀剪纸机械效率为80%,这表示( )
A.若作用在剪刀的动力是1 N,则阻力是0.8 N
B.若作用在剪刀的阻力是1 N,则动力是0.8 N
C.若作用在剪刀的动力做功1 J,则有0.2 J 的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1 J,则有0.8 J 的功用于剪纸
D
基础 限时达标
知识点一 有用功、额外功和总功
1.小玲同学值日时用水桶提水,她做的有用功是( )
A.对桶所做的功
B.对水所做的功
C.对水和桶所做的功
D.对水、桶和人所做的功
B
2.甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则( )
A.甲吊车的电动机做的有用功较多
B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做的总功较多
D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
B
3.卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯,喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做的功,下列说法正确的是( )
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功
D.对卖茶杯的人而言是有用功
D
4.体重是400 N的同学用重10 N的水桶,提起重为100 N的水,沿楼梯送到5 m高的宿舍里使用,完成这一次提水,他做的有用功和额外功分别是( )
A.500 J 50 J
B.500 J 2 050 J
C.550 J 2 000 J
D.2 500 J 50 J
B
知识点二 机械效率
5.简单机械的机械效率高是指( )
A.有用功多
B.总功多
C.额外功少
D.有用功占总功的比例高
D
6.如图所示,工人师傅用250 N的力将重400 N的物体匀速提升1 m,在此过程中滑轮组的机械效率是( )
A.80%
B.62.5%
C.125%
D.20%
A(共26张PPT)
机械与人
第一节 科学探究杠杆的平衡条件
新知 自主预习
知识点一 认识杠杆
图片 说明
(1)在力的作用下能绕 转动的硬棒叫做 。
(2) 一根硬棒能成为杠杆,应具备两个条件:一是要有
的作用;二是能绕某固定点
固定点
杠杆
力
转动
图片 说明
(1)支点:杠杆绕着转动的 。用字母“O”表示。
(2)动力: 杠杆转动的力。用字母“F1”
表示。
(3)阻力: 杠杆转动的力。用字母“F2”表示。
(4)动力臂:从 O到______________的距离,用字母“l1”表示。
(5)阻力臂:从 O到______________的距离,用字母“l2” 表示
固定点
使
阻碍
支点
动力F1的作用线
支点
阻力F2的作用线
知识点二 杠杆的平衡
1.探究实验
(1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持 并 ,达到平衡状态。
(2)给杠杆两端挂上 的钩码, 钩码的位置,使杠杆重新在 位置平衡。
(3)记录 ,测出两 ,记入表格。
(4)重复 平衡实验,得到不同数据。
水平
静止
不同数量
移动
水平
钩码的重力
力臂
多做几次
2.实验数据及分析
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2 0.02 1 0.04
2 3 0.02 2 0.03
3 4 0.03 3 0.04
3.实验结论:杠杆的平衡条件:
,即F1l1=F2l2。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
知识点三 杠杆的运用
>
<
=
<
>
=
力
距离
力
距离
不省力
不省距离
重难 合作探究
探究问题一 正确理解力臂
【例1】 请在图中画出力F1的力臂。
如图所示
变式训练1 如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点。请画出动力F1的力臂l1。
如图所示
探究问题二 探究杠杆的平衡条件
【例2】 小强探究杠杆的平衡条件的实验装置如图所示。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆平衡时,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时保持在 位置平衡。这样做的好处是
。
水平
便于从杠杆上直接测量出力臂
(2)在杠杆两端挂钩码,不断改变动力或动力臂的大小,调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆在原来的位置重新平衡,记录数据如下表:
实验次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 20 2.0 10
2 2.0 5 1.0 10
3 2.0 10 2.0 10
4 3.0 10 2.0 15
分析上表,用F1、F2、l1、l2分别表示杠杆动力、阻力、动力臂、阻力臂,则杠杆的平衡条件可表示为 。
F1·l1=F2·l2
(3)杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图所示的静止的跷跷板发生转动,小女孩可采取的做法是 。
小女孩应向远离支点方向移动
变式训练2 某物理实验小组的同学,利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向
(选填“左”或“右”)移动,将杠杆调在水平位置是为了方便测量
。
右
力臂
(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N。
测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
① 1 20 2 10
② 2 15 1.5 20
③ 3 5 15
(3)有的同学按现有方案得出如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母)。
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少,结论具有偶然性
1
B
基础 限时达标
知识点一 杠杆的概念及五要素
1.下列关于杠杆的说法正确的是( )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆不一定要有支点
C.杠杆可以是直的,也可以是弯的
D.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离
C
2.在图中画出力F1的力臂l1和力臂l2对应的力F2。
如图所示
知识点二 探究杠杆的平衡条件
3.如图所示,活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆,它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,则( )
A.F1·OC=F2·OA
B.F1·OD=F2·OB
C.F1·OE=F2·OA
D.F1·OE=F2·OB
D
4.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中( )
A.动力臂逐渐变大
B.阻力臂逐渐变大
C.动力F保持不变
D.动力F逐渐减小
B
5.在探究杠杆平衡条件实验中,利用在杠杆两端挂钩码的方法做实验,实验装置如图所示。
(1)调节杠杆在水平位置平衡时,发现杠杆右端下沉。应把杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)实验时仍然使杠杆在水平位置平衡,这样做有什么好处
。
左
便于能直接读出力臂
(3)记录的实验数据如下表。
根据表中的信息,得出“F1l1=F2l2”的结论。这个结论是否具有普遍性
。原因是 。
(4)如果用杠杆一端挂钩码、另一端用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验。请分析说明用这种方法做实验的好处 。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 3.0 10 2.0 15
2 2.5 20 2.5 20
3 1.0 30 1.0 30
不具有
2、3次实验都是等臂的,相当于一次实验
力的大小具有任意性
知识点三 杠杆的分类
6.室内垃圾桶桶盖平时关闭,垃圾不易散发异味,使用时脚踩踏板,可使桶盖开启,室内垃圾桶的结构示意图如图所示,桶中有两个杠杆在起作用,两杠杆支点分别为O1、O2,则对应的杠杆分别为( )
A.省力杠杆 省力杠杆
B.省力杠杆 费力杠杆
C.费力杠杆 费力杠杆
D.费力杠杆 省力杠杆
B
7.筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时,筷子属于( )
A.费力杠杆,但省距离
B.省力杠杆,且省距离
C.省力杠杆,但费距离
D.等臂杠杆,既不省力也不费力
A
8.右图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重力为210 N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的 ,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为 N。
省力
70
