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九年级物理简单机械和功1

发布时间:2013-12-18 11:37:55  

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
L1

F1

F2 L2

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。

例1、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作 F2 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.

L2
O

L1

FI 注意:由于L1>L2,杠杆平衡,所以F1<F2

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
(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? 答:使杠杆的重力不影响杠杆的平衡

(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。

(1)省力杠杆 动力臂>阻力臂, (省力、费距离)

4、杠杆分类: (2)等臂杠杆

动力臂=阻力臂, (3)费力杠杆 动力臂<阻力臂, (费力、省距离)

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
F3

F1 F2

G

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

F

F

G

G

不计绳重、动滑轮重及摩擦
1 F= 2 G 1 F= 3 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
1、意义:表示做功快慢 2、定义:单位时间内所做的功 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?

四、机械效率
有用功 W有用:对人们有利用价值的功 额外功W额 :无利用价值但又不得不做的功
总功 W总 :动力所做的功

W总=W有用+W额

机械效率定义:有用功与总功的比值叫机械 效率. 表达式:

??

W有 W总

? 100%

有没有机械效率为100%的机械?为什么? 没有!因为有用功总小于总功,所以 机械效率总小于1

滑轮、滑轮组的机械效率
1、滑轮、滑轮组提升重物:W有用=Gh
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

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?提升重物再增加20N,那么该装置的机械效率 将是多大? 解:F=(G动+G物)/3=(40N+350N)/3=130N W额外= G动.h=40NX2m=80J
η=W有用/W总=

课堂练习

2、 如图是自卸车的示意图,车厢部分视为 杠杆,则下列分析正确的是( ) A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重 是阻力 B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力 C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省 力 D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力

3、如图所示,一根重木棒在水平动力(拉力) F的作用下以 O点为轴,由竖直位置逆时 针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂 为l,动力与动力臂的乘积为 M,则( ) A.F增大,l增大,M增大 B.F增大,l减小,M减 小 C.F增大,l减小,M增大 D.F减小,l增大,M增大

? 4、如图6所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以 绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力——位移 传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平 平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离 x的变化关系如图7所示。据图可知金属杆重 A.5 N B.1

0 N C.20 N D.40 N

5、下列说法正确的是(
A、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 C、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

)

6、提高机车的额定功率是铁路进一步提速要 解决的一个重要课题。机车的输出功率等于牵 引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成 正比,那么,列车提速前后分别以最高时速 120 km和180 km在平直轨道上匀速行驶时,机 车的输出功率之比为 A.2﹕3 B.3﹕2 C.4﹕9 D.9﹕4

7.跳绳是一种简便易行的锻炼 方式.图7描绘了某同学某次 跳绳时重心移动的高度h随时 间t变化的图像.由图像可知, 他的重心移动的最大高度为 cm.若该同学的体重为500N, 则他1min内克服重力做功的 功率为 W.

8.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=η2 B.W1=W2,η1<η2 C.W1<W2,η1>η2 D.W1>W2,η1<η2

例5、如图所示,用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s 的速度在水平面上匀速运动,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, 求:拉力F的功率是多少?在2S内拉力做的功是 多少,滑轮的机械效率是多少?(不计滑轮重)

例6、如图所示,物重为20N,摩擦不计。绳的一 端拴在地面上,用力F为50N的力使滑轮匀速上升 了2m,求出总功,有用功和此滑轮的机械效率?

9.如图10所示,甲、乙两人将一 木箱从一楼抬上三楼,甲对木箱 做的功________乙对木箱做的功 (填“大于”、“等于”或“小 于”).


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