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苏科版初三物理第十一章简单机械和功复习

发布时间:2014-01-04 09:41:28  

第十一章 简单机械和功复习

教学目标
? 1、知道杠杆的平衡条件。 ? 2、了解滑轮的特点,会组装滑轮组。 ? 3、理解功和功率的概念,了解功和功率在实际 生活和生产中的应用。 ? 4、知道有用功、额外功、总功间的关系,能计 算机械效率,并用机械效率解释有关现象。 ? 5、能在具体实际中找到提高机械效率的办法。

杠杆 简单 机械

种类 平衡条件

F1· 1=F2· 2 L L
特点及实质 力的关系 距离的关系

定滑轮
滑轮 功的 计算 动滑轮 滑轮组

简 单 机 械 和 功

W=FS

做功的两个必要因素 功率的定义

功、 功率 及机 械效 率

做功 快慢

功率的计算

W =FV P= t

做功 机械效率的定义、测量及计算 W有用 效率 η= ×100%

W总

第一节、杠杆
1、杠杆定义:一根在力的作用下可绕一固定点转
动的硬棒,叫做杠杆。

2、有关杠杆的名词术语
F1 a:支点O b:动力F1 c:阻力F2 d:动力臂l1 e:阻力臂l2 杠杆绕着转动的点 使杠杆转动的力

.A

.B
F2

.

o

阻碍杠杆转动的力
从支点到动力作用线的垂直距离。 从支点到阻力作用线的垂直距离。

l2

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.过支点作这些力的作用线的垂线。 所得垂线段就是力臂(用大括号标出)。

例1、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作 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.
F2 L1

O

L2 FI

注意:F1,F2使杠杆转动方向相反

研究杠杆的平衡条件 (1)杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆 匀速转动。 (2)为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水 平位置平衡? 答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时, 杠杆有一定的重力,为保证实验中杠杆的平 衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力 臂成立,必须使杠杆的重力(包括两端的平 衡螺母的总重力)乘以其力臂为零。调节杠 杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡, 就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零。 (使杠杆的重力作用线通过支点)

(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:杠杆只有在水平位置平衡,量得支点到 钩码的距离就是力臂,此时杠杆如果不水平, 则支点到钩码的距离就不是力臂。从支点到 动(阻)力作用线的距离,即力臂的长度,

才可从杠杆上的刻度值直接读出.

杠杆平衡条件:F1L1=F2L2

? 在“研究杠杆平衡条件”的实验中 1、实验前,发现杠杆处于如图所示位置,为 了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端 的平衡螺母向________________移动(选 填“右”或“左”)。

2、在已平衡的杠杆两边分别

上不同数量的钩码(每个质量相 等),杠杆平衡,如图,则:
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?

4、杠杆分类:
(1)省力杠杆 动力臂>阻力臂, (省力、
费距离)

(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1、如图所示的工具中,使用时属 于费力杠杆的是 ( )

例3、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 O C.先变大后变小 D.先变小后变大
G

A

(二)滑轮、滑轮组
F1 F2 F3

G

定滑轮 特点:不省力,可 改变施力的方向 实质: 等臂杠杆

特点:省一半力但不 改变力的方向。 若不计摩擦时, F=1/2(G动+G物) 实质:省力杠杆

动滑轮

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

? 在图中的四种情境中,人对物体做 功的是( )

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!

? 13.小明同学用40N的水平推力沿水平地面 推重为200N的小车,匀速前进了5m,所用 时间为20s,在这个过程中 ( ) ? A.重力做功1000J. ? B.推力做功200J. ? C.小车所受合力为160N. ? D.小明做功功率为50W.

马拉车前进

第四节 功率
1、概念:单位时间内所做的功叫做功率。 2、意义: 功率是表示物体做功快慢的物理量

P= W 3、公式: t
4、单位:

= t

Fs

=F v

国际单位:瓦特 ,符号 W 常用单位:千瓦
(k W)、兆瓦(mW)

1千瓦(k W)=1000瓦(w) 1兆瓦(mW)=1000千瓦(k W)

? 关于功率的各种说法,正确的是: ( ) ? A.做功越多,功率一定越大 ? B.做功所用的时间越少,功率越大 ? C.做功越快,功率一定越大 ? D.做功越省力,功率越大

例4、估测上楼时的功率:

需要测哪些物理量?需要哪些器材? 物理量: 质量m、高度h、时间s
“器 磅秤、刻度尺、秒表 材”:

人 提 沙 子 做 功

1对砂子做功 2对桶做功

有用功 额外功

3克服自重做功

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!因为额外功的存在,有用功总小于总 功,所以机械效率总小于1

测量滑轮组的机械效率
原理: η=
计算式: =


W有用 W总

G物h物 F绳S绳
G物h物

W总
=

S绳 h物

F绳nh物 G物

W有用
G物

=

n F绳

注意:实验过程中应
竖直匀速拉动测力计

滑轮、滑轮组的机械效率
1、滑轮、滑轮组提升重物:

W有用= Gh

w总 = FS
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

? 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 F 轮组的机械效率为多大?

解;(1)不计绳重及摩擦

f=3F=3X10N=30N

P=FVF=FX3V物= 10NX3X0.2m/s=6W (2)η=W有用/W总 = f.S /(F.SF)


=f/3F=30N/3X12N=83.3%

例、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

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 2 速向上拉6m,则泥桶上升_______m, 手拉绳子的力为______N,拉 80 力的功率为___W,滑轮组的 96 机械效率为________. 91.7 %

例9.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 1、拉力F为多大? 2、有用功多大 3、总功多大 4、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OB可绕O点转动, 在杠杆上的A点和B点分别作用两个力F1和F2, 使杠杆保持水平平衡,已知OA=10cm,AB= 20cm。 ? (1)若F1=12N,方向竖直向下,问作用在B 点的力F2的最小值为多大?

弹簧测力 计的 钩码重/n 示数 /n 3 1.2

钩码移动 的距 离/m 0.1

弹簧测力 计移动 有用功/j 的距离 /m 0.3

总功/j

机械效率

例. 在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,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 率的值; (2)实验时。应使弹簧测力计做 运动。 实验中除弹簧测力计外,还需要的测量工具是 ________


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