内容正文:
简单机械和功复习
教学目的:
1、回忆并掌握简单机械的特点及作用
2、会用杠杆平衡条件解题
3、知道做功的两个要素
4、知道功率的意义、会用功率公式解题
5、理解总功、有用功、额外功及相互关系
6、会运用机械效率公式解题
一、简单机械
(一)杠杆
1、杠杆五要素
支点
动力: F1
阻力:F2
动力臂:L1
阻力臂:L2
(注意点:支点一定在杠杆上! )
2、作力臂的方法
1.找支点
2.沿动力和阻力的方向画出力的作用线,
3.从支点作这些力的作用线的垂线。
这个垂线就是力臂。
F1
F2
L2
L1
例1、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是F2的力臂,请在图中画出力F1的力臂L1和力F2.
L1
F2
注意:由于L1>L2,杠杆平衡,所以F1<F2
FI
L2
O
3、探究杠杆的平衡条件
(1)什么叫杠杆的平衡?
答:杠杆平衡是指杠杆静止不动或杠杆匀速转动。
(2)杠杆平衡条件是什么?
答:F1.L1=F2.L2
答:使杠杆的重力不影响杠杆的平衡
(3)实验前为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡?
(3)为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使杠杆在水平位置重新平衡?
答:便于测量力臂
注意:杠杆平衡时,动力使杠杆转动的方向与阻力使杠杆转动的方向相反。
(3)费力杠杆 动力臂<阻力臂, (费力、省距离)
(1)省力杠杆 动力臂>阻力臂, (省力、费距离)
(2)等臂杠杆 动力臂=阻力臂,
4、杠杆分类:
例2、如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是 ( )
例3、图4是一种垃圾夹的结构示意图.拉绳的一端固定在手把上,另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接.当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢复原状.在使用过程中,手把和夹爪分别是
A.省力杠杆 费力杠杆 B.费力杠杆 省力杠杆
C.省力杠杆 省力杠杆 D.费力杠杆 费力杠杆
(二)滑轮、滑轮组
定滑轮:
特点:(1)不能省力,没有摩擦时F=G物
(2)不省距离SF=h物
实质:等臂杠杆
作用:改变施力方向
G
F1
F2
F3
动滑轮
作用:省力,不计摩擦时,F=1/2(G动+G物)
特点:费距离SF=2h物
实质:动力臂等于阻力臂两 倍的杠杆
滑轮组的特点及作用:既可省力,又可改变施力的方向
不计绳重、动滑轮重及摩擦
F
F
G
G
1
2
F=
G
1
3
F=
G
轮轴实质:省力杠杆
斜面作用:省力
二、功
1、做功的两个必要因素:
(1)有力作用在物体上;
(2)物体在这个力的方向上移动一段距离
2、功的定义:力和物体在力的方向上移动距离的乘积
3、功的计算:
W=FS
4、功的国际单位:J
注意:使用任何机械都不省功!
三、功率
2、定义:单位时间内所做的功
1、意义:表示做功快慢
3、公式:P=W/t
4、恒力F做功时功率:P=FV
估测上楼时的功率:
需要测哪些物理量?需要哪些器材?
人从一楼登上三楼正常需要多少时间?
W总=W有用+W额
四、机械效率
有用功 :对人们有利用价值的功
额外功 :无利用价值但又不得不做的功
总功 :动力所做的功
机械效率定义:有用功与总功的比值叫机械效率.
表达式:
没有!因为有用功总小于总功,所以
机械效率总小于1
有没有机械效率为100%的机械?为什么?
100%
滑轮、滑轮组的机械效率
提高滑轮组机械效率的方法:
(1)增大物重;
(2)减小动滑轮重;
(3)减小绳重及摩擦
1、滑轮、滑轮组提升重物:W有用=Gh
2、滑轮、滑轮组平移重物
f指水平面对物体的摩擦力
有用功W有用=f.S物
SF=nS物
例4、如图,用10N的力F拉着物体在
水平面上使物体匀速运动,物体运动速度为20cm/s,
(1)若不计绳重及摩擦,求物体受到地面的摩擦力为多大?拉力的功率为多大?
(2)若考虑绳重及摩擦,实际拉力为12N,则滑轮组的机械效率为多大?
F
解;(1)不计绳重及摩擦,f=3F=3X10N=30N
P=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w
(2)η=W有用/W总
=f.S物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%
答:物体受到地面的摩擦力为30N,拉力的功率为6W.滑轮组的机械效率为83.3%
例5.如图所示的滑轮组,已知物重350N,动滑轮重40N(绳重及摩擦不计),若重物匀速提升2m,则拉力F为多大?额外功是多少?滑轮组的机械效率是?提升重物再