寒假专题(三)简单机械 功和功率 首师大版 教案

1、寒假专题(三)简单机械 功和功率一. 本周教学内容： 寒假专题(三) 简单机械 功和功率（一）简单机械： 1. 杠杆：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 （1）杠杆的“一点两力两臂” 支点：杠杆绕着转动的点（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：从支点到动力作用线的距离（l1） 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2） （2）杠杆平衡条件： 动力×动力臂阻力×阻力臂 公式：F1l1F2l2 （3）三种杠杆 2. 滑轮 （1）分类：分为定滑轮和动滑轮 （2）滑轮组： 定义：定滑轮和动滑轮组合起来叫滑轮组。 特点

2、：使用由一根绳子组合的滑轮组，用它提升重物时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体的拉力就是重物的几分之一，拉力作用点，移动的距离就是物体移动距离的几倍。 （n是吊着物体的绳子段数）（二）功和功率： （1）功：力作用在物体上，物体在这个力的作用方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了功。 力对物体做功包含两个必要因素： 1）作用在物体上的力； 2）物体在力的方向上通过的距离。 力对物体没有做功的三种情况： 1）有作用力，但没有距离。例如：推而不动 2）有通过的距离，但没有力的作用。 例如：惯性运动 3）作用在物体上的力与物体通过的距离相互垂直。 例如：水推物水平行走 功的计算：功等于力与物体在力

3、的方向上通过的距离的乘积。 即WF·S 功的单位：国际单位制：焦耳（J） 1焦耳（J）1牛顿·米 （2）功率： 功率：表示物体做功快慢的物理量，单位时间里完成的功 单位：国际单位制中：瓦特（瓦） 1瓦1焦耳/秒 常用单位：毫瓦，千瓦 1毫瓦(mW)10-3瓦（W） 1千瓦(kW)103瓦（W） （3）机械效率： 有用功和额外功 i 有用功：使用机械时，机械对物体做的功是人们需要的，叫有用功，用W有表示。 ii 额外功：克服机械本身重力和摩擦力所做的功不是人们需要的，而是不得不额外增加的，叫额外功，用W额表示。 iii 总功：有用功和额外功的总和，就是动力对机械做的功。（用W

4、总表示） W总W有W额 机械效率：（） i 有用功与总功的比叫机械效率。 ii 机械效率总小于1。 （4）机械能： 能：一个物体能够做功，在物理学中就说这个物体具有能。 动能和势能： 物体由于运动而具有的能叫动能，决定动能大小的因素是m（质量），v（速度）。 物体由于被举高而具有的能叫重力势能。决定因素m（质量），h（高度） 机械能： i 动能和势能的和叫机械能 ii 物体的动能和势能可以相互转化。二. 重点、难点： 1. 理解力臂的概念，会画出力臂，理解力臂的大小对杠杆的作用。 2. 理解杠杆的平衡条件，计算有关问题。 3. 理解定滑轮和动滑轮是杠杆的变形，掌握它们及滑轮组在有关问题中的应用

5、。 4. 理解功的概念，做功的两个必要因素，会运用功的计算公式做有关功的简单计算。 5. 理解功率的定义，功率是描述做功快慢的物理量，运用功率公式简单计算。 6. 理解有用功（W有G·h） 总功（W总F·SW有W额），额外功，机械效率， 7. 了解动能、势能的初步概念，理解决定动能、重力势能大小的因素，理解动能、势能可以相互转化。【典型例题】 例1. 在一根轻质杠杆的一端挂一合金块，在另一端离支点L120厘米处挂重物，杠杆平衡。若将合金块全部浸没在水中，则重物应向支点移动2厘米，杠杆又能平衡，求合金的密度。 分析与解答：当合金块在空中时，合金块对杠杆A端作用力F2G2Vg，

6、重物对杠杆B点的作用力F1G1，由于F1L1F2L2，得G1L1VgL2 （1） 当合金块浸没在水中后，合金块对A端作用力 F2'G2F浮gV水gV(水)gV，重物对杠杆C点作用力F1G1，由F1L1'F2'L2 得：G1L1'(水)gVL2 （2） 例2. 在空中匀速提起质量为240克的石块时，弹簧测力计示数是0.72牛，将石块浸没在水中匀速提起时，弹簧测力计示数是0.52牛。若已知动滑轮总质量为120克，不计摩擦。g=10N/kg， 求：（1）滑轮组在空中提起石块时的机械效率； （2）求石块密度。 分析与解答： （1）在空中提起石块时机械效率。 （2）当石块

7、浸没在水中时，石块要受浮力作用，此时作用于动滑轮框架钩上的拉力G'=GF浮，绳端拉力为F'。 F浮=G石G' 即 水gV石=m石gG' 例3. 如图所示，利用一个动滑轮用80牛的力匀速提升重120牛的口袋，在10秒内把口袋提升了1米，（不计摩擦） （1）依据这些数据，可以求出哪些物理量。（至少5个） （2）若用此动滑轮提升一个重为200N的重物，求此时的拉力和机械效率。 分析解答： （1）口袋在10秒内被匀速提升了1米，（不计摩擦），可以求出口袋的运动速度 利用动滑轮匀速提升口袋，（不计摩擦），可以求出绳子的运动速度。 120牛重口袋被匀速提升了1米，可以求出此动滑轮所做的有用功W有 W有=G·h=120牛×1米=120焦耳 利用动滑轮，80牛顿的力来使口袋升高了1米，可以求所做的总功是多少 W总=F·S=F·2h=80牛×2×1米=160焦耳 动滑轮所做的有用功、总功都知道了，可以求出该动滑轮的机械效率 用80牛的拉力拉起了口袋和动滑轮， G滑=2F拉G袋=2