《简单机械与功》PPT课件.ppt

简单机械和功,（一）杠杆,1. 定义,一根硬棒，在力的作用下能绕着 固定点转动，这根硬棒就是杠杆。,2.几个名称:,支点：杠杆绕着转动的点。 动力：使杠杆转动的力。 阻力：阻碍杠杆转动的力。 动力臂：从支点到动力作用线的距离。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。,L1,L2,3. 杠杆的平衡条件,4. 杠杆的种类,（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。 例如：起子、扳子。 （2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。 例如：镊子、钓杆。 （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。 例如：天平。 省力杠杆省力，但费距离，费力杠杆费力， 但省距离。,F1L1=F2L2,1、在下列机械中， 羊角锤钓鱼竿天平钢丝钳筷子理发剪刀普通剪刀铁匠剪刀缝纫机的脚踏板(10)铡草用的铡刀 (11)镊子(12)铁锹(13)道钉撬(14)定滑轮(15)动滑轮，它们中属于省力杠杆的是 属于费力杠杆的是_ 属于等臂杠杆的是 .,(10)(13)(15),(11)(12),(14),2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：,左右力臂L1:L2=_?,在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆_（填“能或不能”）平衡？ _边下降?,2、 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：,若使杠杆再次平衡，可在 _边的钩码下再挂 _ 个钩码？,2、 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：,若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则 _ 边将下降,3、 如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是1500N，且AB1.5m，BC0.3m,CD=0.2m，则要撬动石块所用力应不小于（提示：注意考虑作用在A点动力的方向） （ ） A500N B300N C200N D150N,D,如图所示施力时，动力F/多大？,F/,F,4、如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ） A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,G,4、如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ） A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,4、 如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ） A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,5、钢丝钳是日常生活中常用到的工具，使用钢丝钳时涉及到许多物理知识，请写出三个： (1) 。 (2) 。 (3) 。,（二）滑轮,1. 定滑轮,（1）定义：,轴固定不动的滑轮叫定滑轮,（2）实质：,定滑轮实质是等臂杠杆，不省力， 但能改变力的方向。,2. 动滑轮,（1）定义：,轴可以随物体一起移动的滑轮 叫动滑轮。,（2）原理：,动滑轮实质是动力臂为阻力臂 2倍的杠杆。动滑轮省一半力。,6、如何判断滑轮组的省力情况?,省力计算 公式：s=hn。 V绳=n*V物 F拉=1/nG s：绳子自由端移动的距离。 V绳：绳子自由端移动（上升/下降）的速度 h：重物被提升的高度。 V物：物体移动（上升/下降）的速度 n：承重的绳子段数。 G：物重。,原则是：n为奇数时，绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担，其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如：n=5，则需两个动滑轮（3+2）。n为偶数时，绳子从定滑轮为起始，这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如：n=4，则需两个动滑轮（2+2）。 其次，按要求确定定滑轮个数，原则是：一般的：两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时，偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向，需增加一个定滑轮。 综上所说，滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。,3. 滑轮组,（1）定义：,由几个滑轮组合在一起使用 叫滑轮组。,（2）原理：,即利用了动滑轮省一半力又利用了 定滑轮改变动力的方向。,7、如图所示，物体A重100N，A与水平面间的摩擦力为30N，不计滑轮与绳子间的摩擦，若用该滑轮组使A沿水平方向匀速运动，则拉力F为多少？,（三）功,1.功包括两个必要因素：,(1) 作用在物体上的力， (2)物体在力的方向上通过的距离。,2. 功的计算：,W=FS,3. 功的单位：,焦耳，J 1J=1Nm,4. 功的原理：,使用机械时，人们所做的功都等 于不用机械而直接用手所做的功， 也就是使用任何机械都不省功。,8、下列事例中对物体做了功的有 （ ） A用1000N的力拉车，车没有动 B起重机吊着重物上升10m C举重运动员将杠铃稳稳的举在空中，停留了10s D用竖直方向的500N力提着水桶，沿水平方向移动了2m,B,9、如图所示，水平地面上有两个质量相同的木板货箱，三个工人用水平力沿相同的路面推货箱进仓库，此时这两个货箱所受的滑动摩擦力分别为f甲和f乙，工人对货箱做的功分别为W甲和W乙，则下列判断正确的是（ ）,Af甲f乙，W甲W乙 Bf甲f乙，无法判断做功的多少 Cf甲f乙，W甲W乙 D无法判断滑动摩擦力的大小和做功的多少,（四）功率,1. 概念：单位时间里完成的功，叫做功率。,功率表示做功的快慢。,2.公式: p=w/t,3. 单位,瓦特W，W=1J/s,10、使用机械做功时，下面说法正确的是： （A）功率大的机器一定比功率小的机器做功多； （B）功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少； （C）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢； （D）以上说法都不对,11、 在学习了功率知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是 （ ） 用相同的时间爬杆，测量各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率的大小； 都爬到杆顶，测量各自的体重和爬杆的时间即可比较功率的大小；测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，即可比较功率的大小； A只有 B C D,D,(五)、机械效率,1、有用功：无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。,（1）举高重物时：,W有=G物h,W有=f摩擦S,（2）在粗糙水平面上移动物体时：,2、额外功：并非人们需要但又不得不做的功,（1）克服机械自重做功：,W额外=G动滑轮h,使用动滑轮或滑轮组时：,（2）克服机械间的摩擦做功：,使用斜面时：,W额外=f摩擦L,3、总功：有用功和额外功的和，叫总功。,W总=W有用+ W额外,公式（1） ：,公式（2） ：,W总=F动力S动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,4、机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率。,公式：,5、机械效率公式：,12、判断：下面说法中是否正确 1有用功越多，机械效率越高 2额外功越少，机械效率越高 3物体做功越慢，机械效率越低 4做总功越多，机械效率越低 5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高,6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 7用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同 8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 9做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高,13、某同学为了将质量为5kg的物体提高1m，考虑到额外功的影响，则下列方式中该同学做功最少的是 （ ） A徒手将物体直接抬高1m B通过动滑轮把物体吊高1m C通过斜面把物体推高1m D通过定滑轮把物体吊高1m,A,14、如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮 将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力 为450N，求： （1）工人做的总功 （2）该动滑轮的机械效率,15、李勇想探究斜面的机械效率。他用长木板支在凳子上搭成斜面，将1Kg盐装在塑料袋中，通过弹簧测力计将盐袋匀速向上拉，弹簧测力计的示数为4N；盐袋沿斜面移动1m，上升高度为30cm。这个斜面的机械效率为 （g取10N/kg）,75,16、如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120.则滑轮组的机械效率为 _ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 _ J,17、各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同)，产生额外功最多的应是_图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为_，由此可判断出_图的机械效率最大。(g取10N/Kg),作业一：,18、在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下： 实验中应 拉弹簧测力计 第一次实验测得滑轮组的机械效率为_； 第二次实验时滑轮组的机械效率 (选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机械效率 若不计摩擦，该动滑轮的重为_。,19、如图所示是小亮同学测定斜面机械效率的装置图，下表是小亮同学设计的记录表格。分析表中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）,(1)同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体所用拉力越大,（2）同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体机械效率越高,20、一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水。不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的体积；（2）所灌水的质量；（3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为 2.4kw，抽这些水要用多长时间？（水1.0 x103kg/m3,g=10N/kg),已知：,S= 2400m2 ,h10.1m，h22m,P2.4 kw2400 w,求：,（1）V=? （3）m？（3）W=? （4）t？,（1）VSh1=2400m2x0.1m= 240m3,（2）m V 1.0 x l03 Kg/m3x240m3,解：,(3)W=Gh=mgh=2.4 x 105kg x 10 N/kg x 2 m,=4.8x 106 J,=2 x 103s,2.4 x105kg,讨论,（1）抽水机抽水所做的功是有用功还是总功？,（2）P2.4 kw 是什么功率？,21、工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度s3m，现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦，拉力F为_N；若实际拉力F1200N，则该斜面的机械效率 是 %,22、如图所示，用一个动滑轮拉动一个物体A以0.5ms的速度在水 平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是_J，滑轮的机械效率是_(不计滑轮重力)。,23、如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5ms的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为_，在2s内拉力F做的功为_J。,24、小马用如图所示的滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：（1）若不计动滑轮重，绳子自由端弹簧测力计的示数多大？ （2）若考虑动滑轮