内容正文:
第十一章 机械与功
二、滑轮
第二课时
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使用定滑轮能改变力的方向,但不能省力;使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向。
那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,使其既可以改变力的方向,又能省力?
思考
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图中分别是两种形式滑轮的组合。和你的同学一起分析,这样的组合各有什么特点。
讨论交流:滑轮的组合
一、滑轮组
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把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组,讨论一下,你能设计出几种组合方式?把你的方案画出来。
思考
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G
G
G
F
F
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
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拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一即:
拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍,即:
s = nh
小结
1
n
F =
G
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6 段绳子承担
F =(1/6)G
F
G
实例展示
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F
G
7 段绳子承担
F =(1/7)G
*
F
18 段绳子承担
F =(1/18)G
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1. 在右图所示的滑轮组中:
(a)若动滑轮重 G轮 不计,拉力 F
是多少?
G物
(b)若动滑轮重 G轮 不能忽略,那么
图中的拉力 F 应等于多少?
F
G轮
G物
例题
F =
1
5
F =
1
5
(G物+G轮)
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2. 如图所示,物体 A 重为 100 N,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)。
100
50
A
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3. 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
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4. 用如图所示的滑轮组拉动物体 A,怎样绕线最省力,画出绕线图。
A
F
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二、滑轮组的应用
$$
第十一章 机械与功
三、功 功率
第一课时
课堂引入
这些过程需要推、拉、搬、提等,耗费一定的力气,在物理学重如何来描写这个过程呢?
一、做功
观察:他们的效果相同吗?
小明和小聪分别用力移动箱子,发生了什么物理现象?
小明推箱子,虽然费了力气,但箱子没有移动;小聪用力将箱子拉走了。
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。
功的概念
思考:在小明和小聪移动箱子的实验中,哪些力做了功?
交流讨论
思考:那么做功的条件是什么?
做功实例
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扔铅球的瞬间,人对铅球做的功
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做功的两个必要因素
1、作用在物体上的力
2、物体在力的方向上移动的距离
思考:那么功的大小怎么计算呢?
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三、功的计算
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功=力×距离
W = Fs
2、功的单位和物理意义。
牛(N)
米 (m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
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。
单位:焦耳
1、公 式
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4. 1J的功有多大?
从地上捡起一个鸡蛋并举过头顶所做的功大约是1 J
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例1 在平地上,用50 N的水平推力推动重100 N的箱子,前进了10 m,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m,他做了多少功?
解:W1= Fs =50 N×10 m=500 J
答:他推箱子做功500 J,举箱子做功150 J。
W3=Gs=100 N×10 m=1 000 J
水平向前推时,箱子的重力做了多少功?
练一练
50 N
100 N
10 m
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例2 某足球运动员在水平方向用25 N的力,将10 N的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中,脚对球所做的功为( )。
A.750 J B.300 J
C.450 J D.0
D
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例3 起重机将2×104 kg的货物从地上吊起3 m高后,又在水平方向上移动5 m,求起重机做了多少功?
解:
起重机的拉力