课件25张PPT。 第4节 简单机械(4)——机械效率W手=Gh=100N×6m=600JW拉=Fs=60N×12m=720J解:s=2h=2×6m=12m直接用手提起重物做的功:为什么利用实际机械做的功大于
不用机械直接用手做的功呢 ?F=(G1+G2)/2=练习:某人用动滑轮将重为100牛的米袋提升6米。动滑轮重20牛,不考虑绳子重及滑轮摩擦,问:
(1)人所做的功为多少?
(2)如用手直接提起做功多少?(100N+20N)/2=60N拉力做功人提砂子做功1、对砂子做功2、对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1、对砂子做功 2、对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1、对砂子做功2、对口袋做功3对动滑轮做功分析人提砂子所做的功?有用功:必须要做的这部分功额外功:人们不需要但又不得不做的功总 功:有用功与额外功的总和W总=W有 +W额注:通常总功指对机械所施加的动力所做的功W总=Fs W有=G物hW额=fs或=G动h——W有——W额 ——W总 (无用功) 用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功?那部分是额外功?如果桶掉进井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?讨论:一、机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率 ⑵有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 ⑴机械效率一般用百分数表示,没有单位 2、公式:1、定义:3、注意: 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%。机械效率也可以反映机械对能量的利用率。起重机的机械效率是60%,表示什么意思?一般情况下:
滑轮组的机械效率为50%~70%
起重机的机械效率为40%~50%
抽水机的机械效率为60%~80%1.机械效率无单位
2.机械效率总是小于1,为什么?
3.机械工作时,功率越大,是否机械效率就越高呢?额外功不为零.机械效率和功率无关1.有用功越多,机械效率越高
2.物体做功越慢,机械效率越低
3.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高
4、功率大的机械效率高。练习:判断下面说法中是否正确.比较它们的物理意义:
功 功率 机械效率例1、如图所示的滑轮组,若用150牛的拉力将400牛的物体匀速提起2米,该滑轮组的机械效率多大?W有用=Gh=400牛×2米=800焦W总=FS=150牛×8米=1200焦=800焦/1200焦×100%
=66.7%例:2:用如图所示的滑轮组将重为600牛的重物提升2米,动滑轮重20牛,则拉力要多大?(摩擦及绳的重力不计)拉力所做的功是多少焦?W=Fs=310牛×4米=1240焦提升重物所做的功是多少焦?W=G物h=600牛×2米=1200焦提升动滑轮所做的功是多少焦?W=G动h=20牛×2米=40焦求:该滑轮组的机械效率?拉力F=(600牛+20牛)/2=310牛1. 减小动滑轮自重来减少额外功3. 增加提升物体的重力来增加有用功2. 减小机械间的摩擦力来减少额外功如何提高机械效率?比较甲、乙两滑轮组谁的机械效率更高?
(要考虑滑轮重力和摩擦)F哪个效率高G甲乙G乙的效率高GG=200N
G’=50N哪个效率高甲乙乙的效率高斜面的应用生活中哪些地方
用到了斜面?斜面:5550.20.50.71112.43.24.3使用斜面可以省力;GFFLW动力=W有用= GhFL=Gh光滑斜面:2.斜面长是斜面高的几倍, 推力就是物重的几分之一;3. 同一物体升高相同的高度,斜面越长越省力。 1. 使用斜面可以省力;斜面:因为h<L,所以F GFL=Gh<斜面LhGFACBW有用=GhW总=FLW额外=fL实际情况(斜面粗糙):FL =Gh+fL 1、如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求:
(1)拉力F;
(2)拉力做功的功率;
(3)装置的机械效率.2、如图物体重180N,若将物体匀速提高2m,需要用80N的拉力.求
(1)拉力做的功。
(2)滑轮组的机械效率。3、图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要向上 拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为 N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动 cm,该滑轮组的机械效率为 。(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将 。(选填:“增大”、“减小”或“不变”) 使用任何机械都不能省功.功的原理:判断:下面说法中是否正确?
1. 做功多的机械,机械效率高
2.做总功越多,机械效率越低
3.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高
4.做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高
5.用不同的滑轮组,做的有用功相同时,机械效率
一定相同
6.因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
7.做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高
8.有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高.
9. 机械效率高的机械省功
10. 机械效率高的机械有用功占总功比值大×√××××√√√√斜面越陡,越不省力;斜面越陡,机械效率越高。从实验过程和数据中有什么新发现?斜面:5550.20.50.71112.43.24.31. 使用斜面可以省力;课件24张PPT。生活中的杠杆 第4节 简单机械(2)——杠杆的平衡条件杠杆的平衡水平静止倾斜静止匀速转动当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,或作匀速转动时,就说杠杆平衡了。.便于读出力臂的数值思考:实验时为什么要让杠杆处于水平位置上平衡??进行实验与收集数据
改变钩码个数并调节悬挂点到O点的距离,使杠杆在水平位置处于静止状态。将各次实验数据填写入下表。研 究 杠 杆 平 衡 的 条 件 探 究动力×动力臂 = 阻力×阻力臂10201015515202020101010F1 L2 = F2 L2 如下图所示,要求杠杆在水平位置平衡,
①应在A点挂几个钩码?
②应在B点挂几个钩码?
此时的动力、阻力各为多大施加一个多大的竖直向下的动力?(图中每个钩码所受的重力为1牛,每小格长度为1厘米)如果将两个钩码向内移动一格,则A、B处所挂钩码为几个?动手做6个3个4个2个 下图所示的杠杆处于平衡状态。如果
两边各减少一个钩码,则 ( ) A.杠杆仍平衡
B.杠杆绕O点顺时针转动 C.杠杆绕O点逆时针转动
D.无法判断例题:C例1.一根轻质扁担长1.8m,前后两端分别挂上
重600N和200N的货物,问:人肩应挑在离前端
多远处才能使扁担平衡?F1=G1=600NF2=G2=200N想一想OL1L2L=1.8m例2如图是铁道检修工用的道钉撬,有关尺寸见图。若在 A点竖直向下 作用200牛的力,道钉撬对道钉会产生多大的力?OAF1F21.2米200牛6厘米如果还不能将道钉撬出,在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下,采用什么方法可增大道钉撬对道钉的作用力?OAF1F21.2米200牛6厘米 D练习1.两个力作用在杠杆两端,当杠杆达到平衡时,正确的说法是( )。
A.这两个力的大小一定相等;
B.这两个力的力臂一定相等
C.力臂较长的那个力较大;
D.力和力臂的乘积一样大。2.如图杠杆平衡,杆上每格的长度相等,在杠杆A处挂4个均为10牛的钩码,这时B处的拉力F是( )
A.30牛 B.20 牛 C.40牛 D.25牛ABFA3.在研究“杠杆的平衡条件”实验中。
(1)调节______,使杠杆在___位置平衡,这样做的好处是____________。杠杆的平衡条件是______。
(2)下表是小明实验中记录的部分测量结果,请在空格中填入适当的值。
(3)在本次实验课的总结中,老师提出了这样一个问题:如图所示,杠杆处于平衡状态,若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码,释放后观察到的现
象是杠杆的____端下沉。4、如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为一个杠杆。他的重心在A点,重力为500牛,那么他将身体撑起,双手对地面的压力至少___ 。若他在1分钟内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4米,则他的功率至少为___瓦。 300牛605.有趣的分财产:
有一位财主留下1根形状象胡萝卜的黄金,他的两个儿子分家了,但是怎么分这段黄金呢?他们犯愁了,你能帮他们吗?想一想G1G2L2L1短长重轻杠杆的应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆省力杠杆F1F2F1F2L1>L2F1<F2L1 < L2F1 >F2L1 = L2F1 = F2三种不同类型的杠杆1、在下列工具中省力的是哪一组( )
A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子;
B. 镊子、钓鱼杆、剪子;
C. 铡刀、天平、钓鱼杆;
D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。2、下列说法中哪些是正确的( )
A. 使用杠杆一定会省力;
B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂;
C. 动力臂是支点到动力作用点的距离;
D. 等臂杠杆不省力也不省距离。AD当堂检测3.用剪刀剪东西时,如果用剪刀的尖部去剪就不易剪断,而改用剪刀中部去剪就容易些,这是因为( )
A.增大了动力 B.减小了阻力
C.减小了阻力臂 D.增大了动力臂COF1F2l1l2OF1F2l1l2l2l1F1F2F1F2l1l2思考并讨论:根据生活经验,你认为图中的杠杆可以分成几类?每一类杠杆分别有什么特点?撬棒羊角锤钓鱼竿天平思考:实验时为什么要让杠杆处于水平位置上平衡?便于读出力臂的数值拓展探究 改用弹簧测力计拉杠杆使之平衡,第一次竖直向下拉,读出示数;第二次斜向下拉,读出示数。看看示数怎样变?想想为什么?oAl1l1’课件13张PPT。 第4节 简单机械(1)——杠杆这些能给我们提供方便的工具都称为机械.起重机挖掘机推土机?1、都有一根硬棒.(软的不行,直的弯的都可以)2、工作过程中都在转动.4、除固定不动的点外,还要受到两个力的作用(一个能使它转动,另一个阻碍它转动).杠杆:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。3、转动过程中有一点是不动的.动力臂(L1):从支点到动
力作用线的垂直距离阻力臂(L2):从支点到 阻
力作用线的垂直距离力臂L1L2(1)找支点:杠杆绕着转动的固定点(2)画作用线:沿力的作用方向将动力、阻力的作用线画出来。(根据情况)(3)作垂线:过支点作动力、阻力作用线的垂线段并标注。画力臂三步曲注意:力臂不是支点到力的作用点的距离模仿尝试:
画出下列杠杆的力臂实验 右手拿几本书,当手抬起时,找出相应的杠杆,以及支点、动力、阻力 思考?将你的头部抬起,或双脚踮起,
你的头部或脚板是否可以看做杠杆?F2F1开瓶器F2课堂小结OF1思考讨论:你能找到指甲钳的杠杆五要素吗?课件21张PPT。 第4节 简单机械(3)——滑轮利用以下器材,你有几种方法提起钩码?一、滑轮周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。你会选择哪种方法提重物?为什么?滑轮固定不动滑轮随物体运动定滑轮动滑轮滑轮是变形杠杆P94定滑轮相当于一个等臂杠杆 动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆思考题:1:使用定滑轮的好处是________。2:使用动滑轮的好处是____。 能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来,使它们即省力又方便呢?能。把它们组合成滑轮组。改变用力的方向省力二、滑轮组探究:拉力大小的影响因素。P95二、滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成。要拉力F最小,绕线起点在哪里?n=2n=2n=3 使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一即S=nh思考题:在左图所示的滑轮组中(a)若动滑轮重G/不计,拉力F是多少?(b)若动滑轮重G/不能忽略,那么图中的拉力F应等于多少?分析:图中吊起动滑轮的绳子股数为5小结一、定滑轮:转轴固定不动的滑轮。1、特点: 不能省力,但可改变了力的方向。2、实质: 等臂杠杆。二、动滑轮:转动轴 与重物一起移动的滑轮。1、特点:能省力一半,但不能改变力的方向。2、实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆。使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一三、滑轮组巩固练习:1:如下图(a)所示,物体B重100N,在力F作用下匀速上升时,F应等于___N。(不计摩擦)2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是__N.人匀速拉绳子的力是__N(动滑轮自重不计)100100503使用图所示的装置匀速提起重物 所用的拉力中,力( )A.F1最大 B.F2最大C.F3最大 D.一样大 D4:如图所示的四个滑轮组中,图__可省一半力,图__最费力,图___和图__用力大小一样。(b)(c)5、如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于____N.
(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)1:竖直方向上有一对平衡力N和G2:水平方向上有一对平衡力T和fG=N=80Nf=T=120N因为T=2F=120N120N6、按要求画出滑轮组的穿绳情况。(动滑轮重力不计,F为拉力) FFA、F1=GB、可以使作用力的方向改变活动二:F11、使用定滑轮提起重物P93G1C、S=h(自由端移动距
离与重物移动距离相等)。A:F2= 1/2 GB:不能使作用力的方向改变F2活动二:2、使用动滑轮提起重物P93G2C:S=2h(自由端是重物
距离的2倍)