简单机械和功-复习课

《简单机械与功》杠杆

一.杠杆

1.定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。支点(O)

：动力(F1)

：动力臂(L1)：阻力(F2)

：杠杆绕其转动的点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力（方向判断）从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离F2

2.杠杆的五要素1.省力杠杆，费距离。F1＜F2,L1＞L22.费力杠杆，省距离。F1＞F2,L1＜L23.不省力也不费力。F1=F2,L1=L23．杠杆的分类F1

F2O

L1L2

人体中的杠杆4.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L2二.滑轮、滑轮组

1.滑轮：周边有槽能绕轴心转动的圆轮

2.分类：定滑轮和动滑轮

。一）定滑轮

定滑轮在工作时，中心轴固定不动。F=G（不计摩擦）SF=h物实质：等臂杠杆作用：改变施力方向二）动滑轮

动滑轮在工作时，中心轴固定随物体移动。F=1/2（G动+G物）费距离SF=2h物实质：动力臂等于阻力臂两倍的杠杆

滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向。但要费距离。三）滑轮组理想情况：F=G/n（不计摩擦，绳、滑轮重）半理想情况：F=（G+G0）/n（不计摩擦绳重）（n为绕在动滑轮上绳子的股数）S绳=nh物V绳=nV物讨论：使用这个滑轮组时，F用多大的力可以拉动物体？FG物G动G动G定1F=—（G物+2G动）

4三.功1.做功的两个要素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离2.公式：功=力*距离W=FS

3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）1J=1N.m1瓦特的意义：1、意义：表示做功的快慢2、定义：单位时间内做的功3、计算公式：P=W/tP=F·V4、单位：表示1秒钟做功1焦耳常用单位：千瓦（kw)兆瓦（Mw)瓦（W）（一）功率三、比值类甲乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9S，若甲乙两人的体重之比为5：6，则甲乙两人爬到杆顶做功之比是

，甲乙两人平均功率之比是

。5：63：4P比=W比t比W比=G比h比

如图所示的是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体做功功率P甲、P乙的大小关系是（）A．P甲>P乙

B．P甲=P乙

C．P甲<P乙

D．无法判断四、图像类tw甲乙A

引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始。上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。①请你说出应测量哪些物理量。②写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。五、实验类＝P=Wt16mgLt六、功率的判断及计算例1．(2008广东)如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m／s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程?(2)他在这段时间内做了多少功?(3)他做功的功率是多少?（1）S=vt=5m／s×30×60s=9000m(2)W=Fs=40N×9000m=360000J(3)P=W/t=360000J/1800s=200W20、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？（ρ水＝1.0x103kg/m3,g=10N/kg)已知：S=2400m2,h1＝0.1m，h2＝2mP＝2.4kw＝2400w求：（1）V=?（3）m＝？（3）W=?（4）t＝？（1）V＝Sh1=2400m2x0.1m=240m3

（2）m＝ρV＝1.0xl03Kg/m3x240m3解：(3)W=Gh=mgh=2.4x105kgx10N/kgx2m

=4.8x106J

=2x103s＝2.4x105kg(4)由p=Wt得：t＝WP

4.8x106J2.4x103

=W判断使用定滑轮和动滑轮的特点例1．如图5所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小

（选填“也改变”或“不变”）。若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的功为

J，功率为

W。图5A不变125机械效率1.有用功：为达到目的必须做的功2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功3.总功：为达到目的实际做的功

W总=W有+W额

4.机械效率：有用功与总功的比值η=W有/W总4、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率。

公式：W有＝Gh－－提升物体W总＝FSW总＝FSW有＝fS物－－水平移动W总＝FLW有＝Gh（二）机械效率提升物体水平移动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5、机械效率公式：关于滑轮组的机械效率同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重物的重力越大，机械效率越高不同的滑轮组提起相同重力的重物时，滑轮组中动滑轮的重力越大，机械效率越低1.实验器材：2.要测的物理量：3.操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计4.相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大W有=Gh(h为重物提升高度）W总=FS(S为绳子自由端的伸长）

W额=G动hS=nh(n为吊着动滑轮的绳子段数）测滑轮组机械效率探究活动G动W有用＝GhW总＝Ｆs若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：W额外＝G动h滑轮组的机械效率：η＝W有用W总×100%＝GhＦs×100%＝GnＦ×100%测滑轮组的机械效率GG+G动1.实验器材：2.要测的物理量：3.机械效率表达式:GhGh+G动hη例1.（2008乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：⑴请将表格中空格处的数据填写完整；⑵由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：①______________________________________________②______________________________________________③______________________________________________⑶分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越___________（填“省力”或“费力”）；斜面在我们生活中的应用有_____________________（只写出一条即可）。80%1.5J小车重斜面长度斜面粗糙程度省力盘山公路例2：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越

。(2)第3次实验中所做的有用功是

J，机械效率是____。(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功

(选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，

额外功(选填“增大”或“减小”)。大0.4

72．7％

增大减小例7.某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。（1）他所选的器材少了___________（2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作A．将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计B．记下钩码和弹簧测力计的起始位置C.向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数D．测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是______________________________例题选解刻度尺C步骤中，匀速向上提起弹簧测力计例题选解(3)补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请帮助完成下表：滑轮组组成钩码重G/N钩码升高h/m弹簧测力计示数F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率η一个定滑轮一个动滑轮2.10.101.00.30（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出判断：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19．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．一、有用功、额外功和总功的判断例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中()A．绳子自由端被拉下3mB．做的有用功是800JC．拉力F的功率是80WD．滑轮组的机械效率是60％B二、机械效率的判断及计算1.如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。（1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。G图222．如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重及摩擦，则A．W1=W2，η1=η2B．W1=W2，η1<η2C．W1<W2，η1>η2D．W1>W2，η1<η23、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）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，该滑轮组的机械效率多大？

（3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？n=4（3）分析：当F＝G物时，不再省力，（2）η＝（1）F＝1nG14×5N=＝1.25NW有W总×100％＝GhFS×100％＝GhF4h×100％＝5N4×2.5N×100％＝50％F＝1nG总＝14（G物+G动）5＝14（5+G动）G动＝20－515N＝机械能一、能量：一个物体能够对另一个物体做功，我们就称这个物体具有能量，简称能。

做功越多，表示这个物体的能量越大。

机械能分类：

动能机械能重力势能

势能弹性势能二、动能(E)：物体由于运动而具有的能叫做动能。（大小表现在它对其他物体所能做的功的大小）。

例：飞行的飞机、运动的锤子、行驶的汽车、运行中的列车、跑动着的运动员、飞行中的子弹头、滚动着的钢球、运行中的人造地球卫星。。。

问题：动能的大小跟哪些因素有关呢？

实验探究1：猜想与假设：可能与物体

和

有关质量大小速度大小设计实验：控制变量法

一、研究动能大小与速度的关系

实验次数质量速度小车被推的远近1相等2二、研究动能大小与质量的关系实验次数速度质量小车被推的远近1相等2小近大远小近大远实验结论：物体的动能（E）与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。

三、势能1、重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能越大。2、弹性势能：当弹性物体被拉伸、压缩或弯曲时所具有的能量弹性形变程度越大，弹性势能越大

四、动能与势能的相互转化1、学生活动1：观察滚摆实验。注意：事先在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。实验的做法：将线一端高高固定，另一端绕完摆轮轴使轮上缘贴紧固定处，轻放摆轮，观察摆轮的运动。（点击按钮参考课件实验1）重点梳理1、

叫杠杆，杠杆的五要素是指

，杠杆的平衡条件是

；杠杆分为

。2、

叫滑轮；滑轮分为

。3、定滑轮的特点是

；实质是

。动滑轮的特点是

；实质是