内容正文:
机 械 与 人
沪科版 九年级总复习八
在使用剪刀、天平、核桃钳的过程中,找出它们在工作时有哪些共同特征?
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆。
杠杆的概念
F1
F2
l1
o
支 点:杠杆绕着转动的固定点O。
动 力:使杠杆转动的力F1。
阻 力:阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂:从支点O 到动力F1作用线的距离l1。
阻力臂:从支点O 到阻力F2作用线的距离l2。
l2
考点 力臂的画法 请画出图中杠杆动力F的力臂l。
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 15 3 5
2 2 10 2 10
3 3 10 2 15
4 2 20 4 10
……
F1l1=F2l2
实验探究
杠杆的平衡条件
F1
F2
l1
l2
o
情景分析
托盘天平
物理天平
这些都是滑轮,请你观察它们的结构吧。
滑轮:边缘有凹槽,能绕轴转动的小轮。
小轮
定滑轮和动滑轮
按照使用过程中滑轮的轴的位置是否改变,可分为定滑轮和动滑轮。
定滑轮:
轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮
动滑轮:
轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮
使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
使用动滑轮的好处是省力,但费距离。
电动起重机的动滑轮
旗杆顶的定滑轮
L1=L2
相当于一个等臂杠杆
F1=F2
定滑轮的实质——等臂杠杆
相当于一个省力杠杆
动滑轮的实质——省力杠杆
L1 =2L2
F1 = F2 /2
定滑轮和动滑轮
用如图所示的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?
G
G
用动滑轮和定滑轮组成的简单机械就称为滑轮组,它即可省力又可改变力的方向。
探究滑轮组的特点
F
G
F
G
G
F
2段绳子承担F=(1/2)G
2段绳子承担F=(1/2)G
3段绳子承担F=(1/3)G
拓展知识:轮轴与斜面
简单的机械运动还包括轮轴与斜面,轮轴由一个轴和一个大轮组成,斜面是大家经常接触的,下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例:
各种轮轴
斜面
2. 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。
a
b
c
d
b
c
a
d
力学中的功
马拉车
F
s
F
1.功:
拉力对车做了功
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力对物体做了功。
(作用在物体上的力)
(物体在力的方向上移动的距离)
F
二者缺一不可。
必要因素
s
你知道用什么标准来判断是否做功吗?
s
F
F
F
s
F
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
功的计算
W = Fs
意义:1 N的力使物体在力的方向上,通过1 m的距离时所做的功为1 J。
1.功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
功=力×距离
公 式
1.在物理学中,把一段时间内做的功与做功所用的这段时间的比叫做功率。
数值上等于单位时间内所做的功。
2.表达式
功 率 (P)
3.国际单位:
常用单位:1 kW= 103 W
焦耳
秒
瓦特
焦耳/秒
(瓦、W)
一些运动物体的功率
昆虫功率约2×10 -5 W
蓝鲸游动时功率约350 kW
马车功率约几百瓦
功率可达5000 kW
轿车的功率约可达200 kW
远洋货轮的功率达10 000 kW 以上
什么是机械效率
名称 定义 公式
有用功 从总功中减去额外功,就是对我们有用的功 W有=W总-W额
额外功 对我们是无用的,但又不得不做的功 W额=W总-W有
总功 拉力(或动力)所做的功 W总=Fs
机械效率 有用功和总功的比值 η= ×100%
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直向上,缓慢拉动测力计。
实验探究
滑轮组的机械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
3
F
实验1 保持动滑轮重一定,改变钩码重力
结论:动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
实验2 保持钩码重力一定,改变动滑轮重。
结论:物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
F
F
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重(轮与轴及轮与绳之间)
(减小摩擦可以减少额外功,提高机械效率)
如:加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
(物重增加,机械效率提高)
动滑