中考复习-简单机械和功.ppt
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2015物理第一轮总复习物理第一轮总复习第第八八讲讲延远中学初三物理备课组延远中学初三物理备课组延远中学初三物理备课组延远中学初三物理备课组通过实验探究,通过实验探究,通过实验探究,通过实验探究,学会学会学会学会使用简单机械改变力的使用简单机械改变力的使用简单机械改变力的使用简单机械改变力的大小和方向。
大小和方向。
大小和方向。
大小和方向。
了解了解了解了解机械使用的历史发展过程。
机械使用的历史发展过程。
机械使用的历史发展过程。
机械使用的历史发展过程。
认认认认识识识识机械的使用对社会发展的作用。
机械的使用对社会发展的作用。
机械的使用对社会发展的作用。
机械的使用对社会发展的作用。
(一)杠杆
(一)杠杆1.定义定义一根硬棒,在力的作用下能绕着一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
2.几个名称几个名称:
支点:
杠杆绕着转动的点。
支点:
杠杆绕着转动的点。
动力:
使杠杆转动的力。
动力:
使杠杆转动的力。
阻力:
阻碍杠杆转动的力。
阻力:
阻碍杠杆转动的力。
动力臂:
从支点到动动力臂:
从支点到动力作用线力作用线的距离。
的距离。
阻力臂:
从支点到阻阻力臂:
从支点到阻力作用线力作用线的距离。
的距离。
(一)杠杆
(一)杠杆1.定义定义一根硬棒,在力的作用下能绕着一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
2.几个名称几个名称:
支点:
杠杆绕着转动的点。
支点:
杠杆绕着转动的点。
动力:
使杠杆转动的力。
动力:
使杠杆转动的力。
阻力:
阻碍杠杆转动的力。
阻力:
阻碍杠杆转动的力。
动力臂:
从支点到动动力臂:
从支点到动力作用线力作用线的距离。
的距离。
阻力臂:
从支点到阻阻力臂:
从支点到阻力作用线力作用线的距离。
的距离。
OOOF1F1F1F2F2F2OL1L2支点支点动动力力阻阻力力动力臂动力臂阻力臂阻力臂F2如图所示,杠杆如图所示,杠杆AOAO在力在力FF11、FF22的作用下的作用下处于静止状态处于静止状态LL22是力是力FF22的力臂,在图中画出的力臂,在图中画出力力FF22。
FF2233杠杆的平衡状态:
杠杆的平衡状态:
杠杆杠杆静止状态静止状态匀速转动状态匀速转动状态或或44探究杠杆的平衡条件:
探究杠杆的平衡条件:
怎样调节才能怎样调节才能使杠杆在水平位使杠杆在水平位置静止置静止,这样做,这样做的目的是什么?
的目的是什么?
杠杆杠杆如何挂钩码才能如何挂钩码才能使杠杆在水平位使杠杆在水平位置平衡置平衡,这样做,这样做的目的是什么?
的目的是什么?
便于读出动力臂与阻力臂便于读出动力臂与阻力臂如果用弹簧测力计应如何拉?
如果用弹簧测力计应如何拉?
请你对以上做法作出评价请你对以上做法作出评价试题研究试题研究87页页17题题84-85页例页例1实验拓展实验拓展杠杆杠杆通过探究,可以得出什么结论?
通过探究,可以得出什么结论?
杠杆平衡时,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
杠杆平衡时,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
动力(动力(N)动力臂(动力臂(cm)阻力(阻力(N)阻力臂阻力臂(cm)122123324664得出结论:
得出结论:
动力动力+动力臂动力臂=阻力阻力+阻力臂阻力臂请你对此作出评价:
请你对此作出评价:
55杠杆平衡条件的应用:
杠杆平衡条件的应用:
判断杠杆是否平衡判断杠杆是否平衡撤去手后,杠杆是否平衡?
撤去手后,杠杆是否平衡?
若不平衡,杠杆哪测会偏高?
若不平衡,杠杆哪测会偏高?
若若FFIILLII等于等于FF22LL22,杠杆平衡;,杠杆平衡;若若FF11LL11不等于不等于FF22LL22,杠杆就不能平衡,且向乘积,杠杆就不能平衡,且向乘积大的那端下沉。
大的那端下沉。
杠杆杠杆举例举例在已平衡的杠杆两边分别挂上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),不同数量的钩码(每个质量相等),杠杆平衡,如图,则:
杠杆平衡,如图,则:
LL11LL22在两边钩码下同时在两边钩码下同时加挂一个同样的钩加挂一个同样的钩码,杠杆码,杠杆_(填(填“能或不能能或不能”)平)平衡?
衡?
_边下降边下降?
判断杠杆的类型判断杠杆的类型杠杆杠杆(20112011山东济宁)山东济宁)如图所示,使用中属如图所示,使用中属于于费力杠杆费力杠杆的工具是(的工具是()杠杆杠杆省力杠杆:
省力杠杆:
F1F2费力费力F1=F2既不省力也不费力既不省力也不费力L1L2费距离费距离L1G)FG),但可以改变力的,但可以改变力的方向;方向;s=hs=h;不计绳重及摩不计绳重及摩擦:
擦:
F=GF=G;拉力的方向改变,拉力的方向改变,拉力的大小不改变。
拉力的大小不改变。
GGGGFFFFsssshhhhFFFF1111FFFF2222F1F2l2l1O2.动滑轮动滑轮
(1)定义:
)定义:
轴可以随物体一起移动的滑轮轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。
叫动滑轮。
(2)本质:
)本质:
动滑轮实质是动力臂动滑轮实质是动力臂为阻力臂为阻力臂2倍的杠杆。
倍的杠杆。
滑轮滑轮(4)拉力的方向改变,拉力的拉力的方向改变,拉力的大小改变。
大小改变。
(3)特点:
省一半的力但不可以改)特点:
省一半的力但不可以改变力的方向,变力的方向,动力作用点移动的距离动力作用点移动的距离是阻力作用点移动距离的是阻力作用点移动距离的2倍倍F=1/2GF=1/2(G+G动动)s=nhGF=_GGF=_G66、如何判断滑轮组的如何判断滑轮组的省力情况省力情况?
实验表明,使用滑轮组实验表明,使用滑轮组吊重物吊重物时,时,若动滑轮重和若动滑轮重和摩擦不计,摩擦不计,动滑轮动滑轮被几股绳子吊起被几股绳子吊起,所用力就是,所用力就是物重物重的几分之一即的几分之一即思考题:
思考题:
在左图所示的滑轮组中,在左图所示的滑轮组中,(a)(a)若若动滑轮重动滑轮重GG/不计不计,拉力,拉力FF是多少?
是多少?
(b)若若动滑轮重动滑轮重G/不能忽略不能忽略,那么图中,那么图中的拉力的拉力F应等于多少?
应等于多少?
G/GF分析:
图中分析:
图中吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子股数为的绳子股数为57、如图所示,物体、如图所示,物体A重重100N,A与水平与水平面间的摩擦力为面间的摩擦力为30N,不计滑轮与绳子,不计滑轮与绳子间的摩擦,若用该滑轮组使间的摩擦,若用该滑轮组使A沿水平方沿水平方向匀速运动,则拉力向匀速运动,则拉力F为多少?
为多少?
轮轴和斜面轮轴和斜面轮轴的原理轮轴的原理a.动力臂为轮半径动力臂为轮半径R,b.阻力臂为轴半径阻力臂为轴半径r。
Rr轮轴是一种杠杆的变形。
想一想,想一想,为什么使用轮轴时,为什么使用轮轴时,施力在施力在轮轮上会比较上会比较省力省力呢?
呢?
轮轴和斜面轮轴和斜面2.轮轴实质可看做是一个轮轴实质可看做是一个可以可以连续转动的杠杆连续转动的杠杆RrF2F1F1RF2rF1F2rR1.动力作用在动力作用在轮轮上,轮轴上,轮轴是一个是一个省力杠杆,但费距离。
省力杠杆,但费距离。
动力作用在动力作用在轴轴上,轮轴上,轮轴又将起到什么作用?
又将起到什么作用?
费力费力轮轴的应用斜斜面面斜面斜面假设斜面很光滑,无摩擦假设斜面很光滑,无摩擦3.3.要使物要使物体体升高相同的升高相同的高度,斜面越长越省力高度,斜面越长越省力2.2.斜面长是斜面高的几倍,斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一推力就是物重的几分之一根据功的原理:
根据功的原理:
4.4.斜面坡度越小越省力斜面坡度越小越省力w有用有用=w总总斜斜面面的的应应用用5.螺旋螺旋是也是是也是斜面斜面的一种应用的一种应用螺旋的特点螺旋的特点;可以将可以将旋转运动旋转运动与与沿轴向的运动沿轴向的运动进行互相转化进行互相转化第九讲第九讲功功和和功功率率一、功11、做功的两个必要因素:
、做功的两个必要因素:
(11)有力作用在物体上;)有力作用在物体上;(22)物体在这个力的方向上)物体在这个力的方向上移动一段距离移动一段距离1.在图中的四种情境中,人对物体做在图中的四种情境中,人对物体做功的是(功的是()2、功的定义:
力和物体在力的方向上移、功的定义:
力和物体在力的方向上移动距离的乘积动距离的乘积3、功的计算:
、功的计算:
W=FS44、功的国际单位、功的国际单位:
注意:
使用任何机械都不省功!
注意:
使用任何机械都不省功!
JJ例例2小明同学用小明同学用40N的水平推力的水平推力沿水平地面推重为沿水平地面推重为200N的小车,的小车,匀速前进了匀速前进了5m,所用时间为所用时间为20s,在这个过程中在这个过程中()A重力做功重力做功1000JB推力做功推力做功200JC小车所受合力为小车所受合力为160ND小明做功功率为小明做功功率为50W单位时间内所做的功叫做功率。
单位时间内所做的功叫做功率。
国际单位:
瓦特国际单位:
瓦特,符号,符号WW常用单位:
千瓦常用单位:
千瓦(kWkW)、兆)、兆瓦(瓦(MMWW)11、概念:
、概念:
33、公式:
、公式:
44、单位:
、单位:
11千瓦(千瓦(kWkW)=1000=1000瓦(瓦(ww)11兆瓦(兆瓦(MMWW)=1000=1000千瓦(千瓦(kWkW)22、意义:
、意义:
功率是表示物体做功快慢的物理量功率是表示物体做功快慢的物理量P=WtFstFv=二二、功、功率率3.关于功率的各种说法,正确的是:
关于功率的各种说法,正确的是:
()A.做功越多,功率一定越大做功越多,功率一定越大B.做功所用的时间越少,功率越大做功所用的时间越少,功率越大C.做功越快,功率一定越大做功越快,功率一定越大D.做功越省力,功率越大做功越省力,功率越大44、用同一水平力、用同一水平力FF拉一个物体先后沿光拉一个物体先后沿光滑水平面和粗糙水平面运动,两次物体滑水平面和粗糙水平面运动,两次物体运动的距离都为运动的距离都为SS,运动的时间分别为,运动的时间分别为ttll和和tt22(t(t11tPP22BBWW11WW22,PP11=P=P22CCWW11WPP22DDWWll=W=W22,PPllPP22A例例4、估测上楼时的功率:
、估测上楼时的功率:
需要测哪些物理量?
需要哪些器材?
需要测哪些物理量?
需要哪些器材?
“器材器材”:
磅秤、刻度尺、秒表磅秤、刻度尺、秒表物理量:
物理量:
质量质量m、高度、高度h、时间、时间s练一练:
练一练:
1.九九年年级级一一班班的的男男同同学学要要举举行行爬爬楼楼比比赛赛,看看看谁的功率大,要测出某同学爬楼的功率看谁的功率大,要测出某同学爬楼的功率
(1)已已测测出出了了这这个个同同学学的的质质量量m,还还需需要要测测出出的物理量是的物理量是_;
(2)还需要的测量工具是还需要的测量工具是_;(3)由由测测得得的的物物理理量量,计计算算爬爬楼楼功功率率的的表表达达式式为为_。
5在中考体育达标在中考体育达标“跳绳项目跳绳项目”测试中,燕燕同学测试中,燕燕同学1min跳了跳了120次,每次跳起的高度约为次,每次跳起的高度约为4cm,若她的质量为,若她的质量为50kg,则,则她跳一次做的功约为她跳一次做的功约为_J,她跳绳的平均功率约为,她跳绳的平均功率约为_W。
(g=10Nkg)人人提提沙沙子子做做功功1对砂子做功对砂子做功2对桶做功对桶做功3克服自重做功克服自重做功有用功有用功额外功额外功有用功有用功:
对人们有利用价值的功对人们有利用价值的功额外功额外功:
无利用价值但又不得不做的功无利用价值但又不得不做的功总功总功:
动力所做的功:
动力所做的功W总总=W有用有用+W额额四、机械效率四、机械效率机械效率定义:
机械效率定义:
有用功与总功的比值叫机有用功与总功的比值叫机械效率械效率.表达式表达式:
没有!
因为额外功的存在,有用功总小于总没有!
因为额外功的存在,有用功总小于总功,所以功,所以机械效率总小于机械效率总小于11有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械?
的机械?
为什么?
为什么?
100%=W有用有用W总总h物物S绳绳G物物W有用有用W总总=G物物h物物F绳绳S绳绳测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率原理:
原理:
绳绳=G物物h物物F绳绳nh物物=G物物nF绳绳计算式计算式:
注意:
实验过程中应注意:
实验过程中应竖直匀速拉动测力计竖直匀速拉动测力计例题例题44:
小明和小华完成:
小明和小华完成“测量滑轮组的机测量滑轮组的机械效率械效率”的实验后,各记录一组数据如下的实验后,各记录一组数据如下表所示表所示请你根据表中的数据回答:
请你根据表中的数据回答:
(1)
(1)画出小明的实验装置图画出小明的实验装置图zxxk例题例题44:
小明和小华完成:
小明和小华完成“测量滑轮组的机测量滑轮组的机械效率械效率”的实验后,各记录一组数据如下的实验后,各记录一组数据如下表所示表所示请你根据表中的数据回答:
请你根据表中的数据回答:
(1)
(1)画出小明的实验装置图画出小明的实验装置图
(2)
(2)小明做的额外功是小明做的额外功是_J_J,所测滑轮组的机械效率为,所测滑轮组的机械效率为_;小华做的额外功是小华做的额外功是_J_J,所测滑轮组的机械效率为,所测滑轮组的机械效率为_(3)(3)小华在实验中若去掉一个钩码,再测滑轮组的机械效率,其测小华在实验中若去掉一个钩码,再测滑轮组的机械效率,其测量值与去掉前相比较要量值与去掉前相比较要_(变大不变变小)(变大不变变小)(4)(4)比较两个实验,造成滑轮组机械效率不同的原因是比较两个实验,造成滑轮组机械效率不同的原因是_(5)(5)若实验中没有刻度尺,则只需要用弹簧测力计测出若实验中没有刻度尺,则只需要用弹簧测力计测出_、_,此时计算机械效率的表达式是,此时计算机械效率的表达式是_zxxk提高滑轮组机械效率的方法:
提高滑轮组机械效率的方法:
(1)增大物重;)增大物重;
(2)减小动滑轮重;)减小动滑轮重;(3)减小绳重及摩擦)减小绳重及摩擦1、滑轮、滑轮组提升重物:
、滑轮、滑轮组提升重物:
W有用有用=Ghw总总=FS滑轮、滑轮组的机械效率例8、小明测量“斜面机械效率”。
下表是他记录的实验数据:
请将表格中空格处的数据填写完整。
分析小明表格中的实验数据可知:
长度相同的斜面,越平缓的越(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)。
根据你的实验经历,实验中很难控制的操作是。
省力省力盘山公路盘山公路拉动弹簧测力计使物体沿拉动弹簧测力计使物体沿斜面匀速向上运动斜面匀速向上运动.实验次数斜面倾斜程度物体A重G/N物体上升高度h/m沿斜面拉力F/N物体移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率1较缓5.00.11.50.50.50.7566.7%2较陡5.00.22.50.511.253最陡5.00.33.40.51.788.2%80%1.5(4)、分析表中的实验数据,你能得到哪些结、分析表中的实验数据,你能得到哪些结论?
(要求写两条)论?
(要求写两条)
(1)
(1)同一斜面,倾斜程度越高,拉同一物体同一斜面,倾斜程度越高,拉同一物体所用拉力越大所用拉力越大(22)同一斜面,倾斜程度越高,拉同一物体)同一斜面,倾斜程度越高,拉同一物体机械效率越高机械效率越高例题例题22:
如图所示,斜面长:
如图所示,斜面长ss10m10m,高高hh4m4m用沿斜面方向的推力用沿斜面方向的推力FF,将,将一个重为一个重为100N100N的物体由斜面底端的物体由斜面底端AA匀匀速推到顶端速推到顶端BB运动过程中物体克服运动过程中物体克服摩擦力做了摩擦力做了100J100J的功的功求:
求:
(1)
(1)运动过程中克服物体的重力运动过程中克服物体的重力做的功做的功
(2)
(2)斜面的机械效率斜面的机械效率(3)(3)推力推力FF的大小的大小用用10N的力的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动,拉着物体在水平面上使物体匀速运动,物体运动速度为物体运动速度为20cm/s,(11)若不计绳重及摩擦,求物体受到地面的摩擦若不计绳重及摩擦,求物体受到地面的摩擦力为多大?
拉力的功率为多大?
力为多大?
拉力的功率为多大?
(2)
(2)若考虑绳重及摩擦,实际拉力为若考虑绳重及摩擦,实际拉力为12N,则滑,则滑轮组的机械效率为多大?
轮组的机械效率为多大?
F解;解;
(1)不计绳重及摩擦不计绳重及摩擦f=3F=3X10N=30NP=FVF=FX3V物物=10NX3X0.2m/s=6W
(2)=W有用有用/W总总=f.S物物/(F.SF)=f/3F=30N/3X12N=83.3%例、如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升_m,手拉绳子的力为_N,拉力的功率为_W,滑轮组的机械效率为_.2809691.7例、下列说法正确的是例、下列说法正确的是()A、机械效率高的机械,功率一定大、机械效率高的机械,功率一定大B、做功多的机械,功率一定大、做功多的机械,功率一定大C、做功快的机械,功率一定大、做功快的机械,功率一定大D、做功时间长的机械,功率一定大、做功时间长的机械,功率一定大例例9如图如图所示的滑轮组,已知物重所示的滑轮组,已知物重350N,动滑轮,动滑轮重重40N(绳重及摩擦不计绳重及摩擦不计),若重物匀速提升,若重物匀速提升2m,则,则1、拉力、拉力F为多大?
为多大?
2、有用功多大、有用功多大3、总功多大、总功多大4、滑轮组的机械效率是?
、滑轮组的机械效率是?
例10如图所示,物体G在拉力F的作用下做匀速直线运动,拉力所做的功是600J,物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是80%,求:
(1)拉力F是多少?
(2)额外功是多少?
例如图所示,一轻质杠杆例如图所示,一轻质杠杆OB可绕可绕O点转动,点转动,在杠杆上的在杠杆上的A点和点和B点分别作用两个力点分别作用两个力F1和和F2,使杠杆保持水平平衡,已知使杠杆保持水平平衡,已知OA=10cm,AB20cm。
(1)若)若F112N,方向竖直向下,问作用在,方向竖直向下,问作用在B点的力点的力F2的最小值为多大?
的最小值为多大?
钩码重/n弹簧测力计的示数/n钩码移动的距离/m弹簧测力计移动的距离/m有用功/j总功/j机械效率31.20.10.3例例.在在“测定滑轮组的机械效率测定滑轮组的机械效率”的实验中,的实验中,小明同学测得的数据如下表所示:
小明同学测得的数据如下表所示:
(1)在表中空白处写出有用功、总功和机械效)在表中空白处写出有用功、总功和机械效率的值;率的值;
(2)实验时。
应使弹簧测力计做)实验时。
应使弹簧测力计做运动。
运动。
实验中除弹簧测力计外,还需要的测量工具是实验中除弹簧测力计外,还需要的测量工具是_
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