第十二章 简单机械
复习目标:
1、知道杠杆的五要素,会画杠杆的力臂,能根据杠杆的平衡条件进行简单的计算。
2、知道动滑轮,定滑轮,滑轮组的特点。
3、知道什么是机械效率,会探究滑轮组的机械效率。
复习过程
一、基础知识回顾
(一)杠杆
1.五要素—支点(O) 动力(F1) 阻力(F2) 动力臂(l1)阻力臂(l2)
画力臂方法:一定点、二画线、三从点到线画垂线、四括号标出力臂来。
⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)。
2.研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置 。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出 。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。写成公式 。
3.解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
(二)滑轮
定滑轮:只能改变力的 不能改变力的 。
动滑轮:只能改变力的大小不能改变力的方向。
如果既要改变力的方向,又能省更多的力,就要使用 (省多少力的判断方法)
(三)机械效率
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物) 斜面:W有用= Gh
2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W额==G动h ; 斜面:W额=f L
3.总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功。
公式:W总=W有用+W额
W总=FS
W总= W有用/η
斜面:W总= fL+Gh=FL
机械效率:
①定义: 。
② 公式:
③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。通常用 百分数表示。机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
二、 合作探究
1.在图中画出力F的力臂L
2.在图中画出的绕线情况。
3.如图杠杆在水平位置平衡,请画出平衡时作用在杠杆上最小的动力F及其力臂L。
三、达标检测
1.如图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动等于物重G),
用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,则下列关系正确的是:
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.F甲=F乙
D.无法确定
2.在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升,下面说法正确的是
A.滑轮组机械效率是83.3% B.滑轮组机械效率是66.7%
C.绳端移动速度与物体上升速度相同
D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍
3.如图所示,用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m,所用拉力F为250N,则滑轮组的机械效率为
A.60%
B.70%
C.80%
D.90%
4.如图所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来,求:
所需拉力F是多少?
机械的总功率是多少?
5.如图所示装置 ,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F1为500N,货物在1min内匀速上升了5m。
(1)请在图上画出绳子的绕法;
(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。
6.一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:(g取10N/kg)
(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为0.04m2,求货物对地面的压强.
(2)提升时绳子自由端的速度.
(3)拉力F的功率.
(4)此滑轮组的机械效率.
F
B
A
O
G
F甲
G
F乙
G
甲
乙
G