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能量的转换与守恒复习

发布时间:2013-11-02 12:40:18  

自然界中各种形式的能量都不是孤立的, 不同形式的能量会发生相互转化 能量也会在不同的物体间相互转移。 即所谓的“消耗能量”“利用能量”“获得能量” 的实质是能量相互转化或转移的过程 能量可以转化,总量不变

一.动能: 物体由于运动而具有的能量,叫做动能. 影响动能大小的因素:质量、速度 二.势能 (一)重力势能 物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能. 影响重力势能的因素:质量、高度

(二).弹性势能 物体由于发生形变而具有的能量,叫做弹性势能. 影响弹性势能的因素:形变程度 三、物体的内能 1、热运动: 物体内部大量粒子的无规则运动

跟温度有直接关系

2、物体内部大量粒子做热运动时具有的能 叫做内能,俗称热能。 是指所有分子动能和分子势能

3、内能与机械能是两种不同形式的能量。

一切物体都有内能,内能与物体内部的分 子热运动以及分子间的相互作用情况有关, 内能大小与温度有关。 而机械能则决定于整个物体的机械运动情 况,与物体的运动速度和高度等有关。

改变 物体 内能 的两 种方 法

做 功

实质上是其他形式的能与物 体内能之间的相互转化。 对物体做功,可以使 物体的内能增加 物体对外做功,本 身的内能会减少 实质是内能从高温物体传 递到低温物体,或内能从 同一物体的高温部分传递 到低温部分的过程。 热传递的形式:热传导、 热对流、热辐射

热 传 递

做功和热传递是两个不同的过程,实质也不 相同,但是在改变物体的内能上是等效的。

4、在热传递中,传递的能量的多少叫 做热量,用Q表示。 5、物体从外界吸收多少热量,内能就 增加多少;物体向外界放出多少热量, 内能就减少多少,热量是物体内能转移 的量度。 6、单位:功、能、热量单位都是焦耳

①燃料燃烧是剧烈的氧化过程,会放出大 量的热量; ②燃料燃烧释放热量的过程,是贮存在燃 料中的化学能转化为内能的过程; ③由于化学成分不同,相同质量的不同燃 料燃烧时放出的热量不同。

一千克某种燃料完全燃烧时放出的热量 单位:焦 千克

汽油的热值是4.6×108焦/千克 表示:完全燃烧1千克的汽油,将有 4.6×108焦的化学能转化为内能。

四、核能
1、在原子核发生变化时放出的能 量叫做核能. 2、获得核能的两条途径是: 1)裂变 2)聚变

1、核裂变 ---重核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新 原子核,并释放出能量的过程。 原子弹――根据核裂变的原理制成。属于不 可控制的链式反应的结果! 2、核聚变 ---聚变又叫热核反应 2个质量较小的原子核结合成质量较大的新 核,同时释

放出能量的过程。 核聚变发生的条件--高温 另一种威力更大的核武器——氢弹,则是利用 轻核聚变现象制成的.

4、核电站特点:消耗燃料少、废渣少、无污染 5、我国第一座自行设计建造的核电站: --秦山核电站 6、存在的问题: --放射性污染 7、放射线
α 射线:带2个单位正电荷,是氦原子核 β 射线:带1个单位负电荷,是高速的电子流 γ 射线:电中性

自然界中的热核反应
太阳辐射出的光和热,正是由聚变反应释放 的核能转化而来的.

●核能的和平利用--核电站
1、原理:利用裂变的链式反应,所产生 的能量来发电的。

2、核电站构成:反应堆、安全壳、热交 换器、冷凝器、汽轮发电机
3、能量转化: 内能 核能 机械能 电能

☆能量的转化和守恒定律: 能量既不会消灭,也 不会创生,它只会从一 种形式转化为另一种形式或从一个物体转 移到另一个物体.而能的总量保持不变. ? 一种能增加,总伴随着另一种形式能减少 或者另一物体转移而来。 ? 该定律是大量实验事实得出,是人们对自 然现象长期观察和研究的科学总结。 ? 是自然界最普遍、最重要的基本定律之一, 是人们认识自然和改造自然的重要科学依 据。

1.下列例子中,用同一种方法改变物体内能的是 ( ) C (1)划着火柴 (2)踢踺子 (3)放在手心的小雪球会 慢慢熔化 (4)把袋装牛奶放在开水中加热 (5)量体 温时,要将体温表紧贴身体的腋下 (6)砂轮磨刀溅出火 星 A.(1)(3)(5) B.(2)(4)(6) C.(3)(4)(5) D.(4)(5)(6) 2.为了使快速降落的“神舟”六号返回舱安全着陆,返回 舱在距离地面几米处,向下迅速喷 出高温高压气体。从 C ) 开始喷气到安全着陆,返回舱的( A.动能增大,重力势能减少,机械能不变 B.动能不变,重力势能减少,机械能减少 C.动能减小,重力势能减少,机械能减少 D.动能减小,重力势能增加,机械能不变

3.两颗质量不同的子弹,以不同的速度在不同的高度飞行, 它们的--------------( )D A、动能一定不等,势能一定不等,机械能一定不等 B、动能一定相等,势能一定相等,机械能一定相等 C、动能可能相等,势能可能相等,机械能一定不等 D、动能可能相等,势能可能相等,机械能可能相等

4.乒乓球从球台上弹起后,球在上升的过程中,若不考虑 空气阻力,则---------( ) B A、势能逐渐减小,动能逐渐增大 B、势能逐渐增大, 动能逐渐减小 C、机械能总量增大 D、机械能总量减小
5.质量是10-3千克的雨滴在从高空匀速下落的过程中,所 受阻力等于0.0098 牛,具有的机械能 减少 。(填“增 加”、“减少”

或“不变”)

6.下列有关能量转化的说法错误的是 ( B ) A 电磁感应现象的实质是机械能转化为电能 B 蓄电池充电是化学能转化为电能 C 树上的苹果逐渐长大、长高是太阳能转化为化 学能与机械能 D 神六返回地面时主要是将机械能转化为热能 7.从能量角度讲光合作用是绿色植物将太阳能转化 化学能 贮存于体内有机物中的过程,其它生命 为 活动所需的能量,都直接或间接来 自 太阳辐射能 。

8.在核电站工作过程中,能是如何转化的? 核能→内能→机械能→电能

9.氢能源具有诱人的前景,请联系有关知识回答下 列问题: (1)所谓氢能源是指氢气燃烧所放出的能量。它作 为能源与其它能源相比具有哪些显著优点?___ 1.燃烧值大;2.产物不会污染环境;3….. _____________________ (至少写两点) (2)氢气的热值1.5×108焦/千克,它的物理意义是 __________________________ 每千克氢气完全燃烧放出的热量是1.5×108焦 。完全燃烧2千克氢气可生成水_______千克,同 18 3×108焦 时放出热量____________焦。可以将1吨的水从 55.7 20℃加热到_______℃ (假设50%的热量被水吸收)

能量转化的量度-----1)功
1、功等于力和物体在力的方向上通过的距离 的乘积。 2、功的公式:功=力×距离

W=F· S
(注意S是指在 F的方向上移动的距离)

3、功的单位:焦耳

1焦耳=1牛顿· 米

(意义:1牛的力使物体在力的方向上,通

过1米的距离时所做的功为1焦。)

做功的两个必要因素:
(1)作用在物体上的力。 (2)物体在力的方向上通过的距离。
这两个因素是严格的,缺一不可 !

二、功的计算
1、把两只鸡蛋举高1米,所做的功大约 为 1焦耳 2、把一本<科学>书从地面捡起放回桌面 所做的功大约为 2焦耳

一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重 200N的车前进2m,求这个人对车做功多少? 重力对车做功多少? 已知: ? 50 N G ? 200 N s ? 2m F 求: W重 ? ?  W人=? 解: W人 ? F ? s ? 50 N ? 2m ? 100 J

W重 ? G ? s ? 200 N ? 0m ? 0J
答 :人对车做功100J,重力对车没有做功.

举重运动员将60千 克的杠铃举高2米,运 动员对杠铃至少做多少 功? (g取10牛/千克)
解: G=mg=60千克×10牛/千克=600牛 W=Gh=600牛×2米=1200焦

答:….. 杠铃的势能增加1200焦。

三、功和能的关系 1、能:物体具有做功的本领,就说物体 具有能。(单位:焦耳) 2、做功的过程实质上就是能量转化的过程。 3、功用来量度能量转化的多少。 4、物体对外界做功时,要消耗其自身的能, 所以做功的实质是能量转化的过程。 5、力对物体做了多少功,就有多少能量发生 了转化。 6、可以用功来量度能量转

化的多少,能量的 单位与功的单位一样,也是焦耳。 7、物体对外做功,说明物体具有能;物体具有 能并不一定对外做功.

能量转化的量度-----2)功率
? 单位时间里完成的功叫“功率”。功率可 以反映物体做功的快慢。(即能量转化的快 慢) W 功 =F.S/t=F.v t ? 功率= 时间 P= ? 功的单位为“焦”,时间的单位为“秒”, 则功率的单位为“焦/秒”,我们称“焦/秒” 为“瓦”,即1瓦=1焦/秒。 ?记住一些常见的功率

1.判断题 1).举重运动员举着杠铃不动,举力做了功. 2).人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离, 提力对重物做了功. 3).苹果从树上落下,重力对苹果做了功. 4).小球在光滑平面上移动一段距离,桌子的支 持力对小球做了功.
2、某足球运动员在水平方向用25牛的力,将 10牛的球沿水平地面踢出,踢出后球在地面上 滚了30米才停下来。在球滚动过程中,脚对球 所做的功为( D ) A、750焦 B、300焦 C、450焦 D、0焦

3.重量为500牛的人,用10牛的水平的拉力将50牛 的物体沿水平面匀速拉动10米,拉力所做的功的 是---(B ) A、5×103焦 B、100焦 C、500焦 D、O焦 4.在如图所示推拉重物的实例中 没有做功的是( D ) A.①叉车举起货物到3米高 B.②直升机吊起 架电线的铁塔到0.001米高的地方 C.⑧马拉动原木走了3米 D.④小科用力但 没有推动大石头


5.一颗重0.2牛的子弹从枪膛中水平射出,子弹在 枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是 600牛,枪膛长60厘米,射出后子弹在空中飞行 C 1200米,则气体对子弹做的功为-------------( ) A、0.12焦 B、240焦 C、360焦 D、7.2×105焦 6.甲、乙两个同学体重相同,都从一楼上到三楼, 甲走得慢,乙走得快,比较做功大小W甲 = W 乙;比较功率大小P甲 < P乙。 7.抽水机每秒钟能把20千克水抽到10米高处,它 每分钟所做的功是 1.176×105 焦,这抽水机的功率 为 瓦。 1960

8.关于功与功率,下列说法中正确的是 (C ) A.机器做功少,功率一定小 B.功率小的机器做功不一定慢 C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器一定比功率小的杌器做的功多 9.使用功率大的机械,可以-------------------(C ) A、少做功 B、少费距离 C、少花时间 D、少做额外功

10.功率相同的甲乙两辆汽车,在相等时间内匀速 通过的距离之比是2∶1,则(A ) A、甲乙两汽车牵引力之比为1∶2 B、甲乙两汽车做功之比为1∶2 C、甲乙两汽车速度之比为1∶2 D、上述说法都不正确 11.载重汽车与所装货物共重4×104牛,当发动机 牵引力为2.2×103牛时,汽车在10秒内水平匀速 前进0.3千米,则 1)6.6×105J
⑴牵引力做的功的是多少焦?

2)66千瓦 ⑵这段时间

内发动机的功率是多少瓦?

一、电功 1、概念:电流所做的功。 2、电流做 功的实质

电能转化为其他形式的能
电流做了多少功,就有多少电 能转化为其他形式的能量。

3、单位: 国际单位:焦(J)

电功是电能转 化的量度

常用单位:千瓦时(度)-------KW.h 换算:1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106焦

4、电功的计算公式:W = U I t
电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。

电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两
端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 电压U 的单位用伏特,电流 I 的单位用安培, 时间 t 的单位用秒 1焦=1牛.米 1焦=1伏.安.秒

5、测定电功通常用的仪器:电 能 表 (测量用电器消耗电能的多少) 把电能表接在电路 中,电能表的记数 器上前后两次读数 之差,就是这段时 间内用电的度数。 “220V 5(20)A”:表 示电能表额定电压为 220V,工作时标定电流 为5A,最大电流不得超 过20A。 600r/kw.h表示电能表的转盘转动600转电 路消耗的电能为1千瓦时

1.概念:
单位时间内电流所做的功叫电功率。 2、意义:描述电流做功的快慢的物理量 (即:消耗电能快慢的物理量) 3.计算公式:

P=W/t

这是电功率的定义公式

4.电功率的单位及物理意义
单位名称:瓦特(简称瓦) 单位符号 : W

1千瓦=1000 瓦

1瓦=1焦/秒

电功和电功率的区别和联系
特点 物理 比较 概念 概念 意义 公式

电功
电流所做的功 电流做功多少 W=UIt

电功率
电流在单位时间内所做的功

电流做功快慢
P=UI

单位

焦耳 、千瓦时
用电能表直接测量

瓦 、千瓦
用伏安法间接测量

测量方法
联系

W=P t

4.电器的额定电压和额定功率
额定功率标在电器的铭牌上
额定电压(U额):用电器正常工作时的电压 额定功率(P额):用电器在额定电压下消耗的功率

“PZ220---40”
“220伏”:灯泡正常工作时的电压 额定电压 “40瓦”:灯泡在额定电压下工作时所 消 耗的电功率 额定功率

灯泡的额定功率60瓦
表示:电流通过白炽灯正常工作时, 1秒钟内电流做的功为60焦。 或者:1秒钟内灯泡消耗的电能为60焦.
实际电压(U实) 用电器实际工作时的电压

即:将用电器接入某一电路时, 电路所能提供的电压。
实际功率(P实)

用电器在实际电压下的功率

实际功率与额定功率的关系
大于

实 际 电 压

等于
小于

额 定 电 压

实 际 功 率

大于

等于
小于

额 定 功 率

影响寿命

正常工作
不能正 常工作

(1)当U实=U额时,P实=P额 (2)当U实<U额时,P实<P额

用电器正常工作

(3)当U实>U额时,P实>P额

用电器 都不正 常工作

实际电功率的计算方法---用电器的电阻不变, 通过

用电器的额定值来计算。 P=UI,I=U/R P=U2/R R=U2/P

R?

U

2 额

P额

R=

U

2 实

P实

P实 = U

U

2 实 × 2 额

P额

输入功率:用电器消耗的总电功率

输出功率:电动机输出的有用功率

灯泡的电功率越大,灯泡越亮。 决定灯泡亮度的因素是灯泡 在工作时所能达到的实际功 率,在不烧毁灯泡的前提下, 灯泡所能达到的实际功率越 电路图 大,灯泡越亮。 对结论的一种解释:电功率越大,说明电 流做功越快,说明在相同的时间内电流对 它所做的功就越多,所转化的电能就越多, 所以灯泡就越亮。

探究:电功率与哪些因素有关? 在电压相等的情况下, 通过灯泡电流越大,灯 泡消耗的电功率越大。

A1 A2

V1

V2

L1

L2

在电流相等的情况下, 灯泡两端的电压越大, 灯泡消耗的电功率越大。

1.决定电功率大小的因素:

U和I

2.电器的电功率等于通过这个电器的电 流与这个电器两端电压的乘积。
3. 电功率计算公式: P=UI 1瓦=1伏 .安 这是电功率的推导公式 U=P/I I=P/U 对于纯电阻电器(只有电阻在做功) P=I2R (已知I和R求P) P=UI P=U2/R (已知U和R求P) (已知U和I求P)

电功率的计算公式 1.

P=W/t P=IU

定义公式
推导公式

2.

P=W/t
2R P=I

P=UI

任何情况下都适用

2/R 只适用纯电阻下 P=U

串联电路与并联电路中电流、电压、电阻、 电功及电功率的特点: 串联电路(等流分压)

1)I=I1=I2=……

2)U=U1+U2+……
3)R=R1+R2+…… 4)U1 :U2=R1 :R2 5)W1 :W2=R1 :R2

6)P1 :P2=R1

:R2

并联电路(等压分流)

1)I=I1+I2+……

2)U=U1=U2=……
3)1/R=1/R1+1/R2+…… 4)I1 :I2=R2 :R1 5)W1 :W2=R2 :R1 6)P1 :P2=R2 :R1

※不论是串联还是并联电路中:

P总=P1+P2+……

1.下列额定电压,额定功率相同的四种用电器,均正常 工作,产生热量最多的是( D ) A、电风扇 B、日光灯 C、电吹风 D、电烙铁 2.“220V100W”的电热杯和“220V100W”的电风扇各自在 额定电压下正常工作相同的时间,它们放出的热量是(A ) A. 电热杯多 B. 电风扇多 C. 两者一样多 D. 条件不足,无法判断 3.对于图中的各种数据,说法不正确的是( A ) A. 电能表正常工作时的电压一定为220V,电流一定为10A B. 每消耗1kW· h的电能,电能表的转盘转3 000r C. 同时使用的用电器总功率不能超过2 200W D. 电能表读数的单位是kW· h

4.一个标有“220伏,1000W”的电炉,在照明电路 中正常工作0.5小时,求: (1)电流所做的功是多少焦耳? (2)若不计热量损失,上述电流所做的功能使多 少千克水从20℃升温到100℃? (1)W=Pt=1000W×1800S=1.8×106J (2)m=Q/C△t=1.8×106J/4.2×103J/(kg. ℃)×80 ℃ =5.36kg

5.如右图所示电路R1=240Ω,小灯泡

标有“8 V 4 W”字样,滑动变阻器的最大阻值为80欧,当开 关S1、S2都断开时,调节滑动变阻器使小灯泡正 常发光,这时滑动变阻器连入电路部分的阻值为 32欧。求:(1)小灯泡的电阻 (2)电源电压 (3)当S1、S2都闭合时,电源电压不变,电路 消耗的最小功率为多少? (1)16Ω (2)24 V (3)9.6W

测定小灯泡的电功率
间接测量 实验目的: 测定小灯泡的电功率 实验原理: P=UI

实验方法: 伏安法
实验器材: 电源 电流表 电压表 滑动变阻器 小灯泡 小灯座 开关 导线 调节电压

实验器材:

实验步骤: S 1.设计并画出电路图. A 2.按电路图连接好电路,开 P × 始应将滑动变阻器的滑片置 于阻值最大的位置. V 3.闭合开关,接通电路. 4.调节滑动变阻器,使灯泡在额定电压下发 光;记下电表示数,算出这时的电功率. 5.调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压高出额定 电压的1/5;记下电表示数,算出这时的电功率.

6.调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压是额定 电压的4/5;记下电表示数,算出这时的电功率.

实验次 小灯泡 通过灯 灯泡的 灯泡的 序 电功率 两端的 丝的电 亮度 电压 流 1 2 3

在”测定小灯泡灯泡的电功率”的实验中, 已知小灯泡的额定电压为3.8V 3 1、 电源至少应选用____节干电池串联. 0—15V 连接电路时电压表应选用_____量程. 2、闭合开关,发现小灯泡两 端电压只有1.8V,若要测出小 灯泡的额定功率,滑动变阻器 左 的滑片P应向___端移,才能 3.8 使电压表示数为____V. 3、若此时电流表读数 如右图,该小灯泡的额定 功率____W. 2.66 0
S

A

×
V

P

1 A

2 3

4.如果伏特表的大量程已经损坏,小量程完好, 要测量小灯泡的额定功率,该怎么办?将实物图 连接起来.

一、电流的热效应: 1、电流通过任何一个导体,导体都要发热,温 度升高,这种现象叫电流的热效应 2、电流通过导体产生的热量叫电热。 二、电热器是利用电流的热效应来工作的用 电器。 1、 常见的电热器:电热水器、电炉、电烙 铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等等。

2、电热器电路模型
3、电热器结构 ?主要部分是发热体

?发热体特点: 电阻率大 、熔点高

三、电流热效应的实质:

电能 内能 思考:1、电流的热效应有什么利和弊? 2、如何减少电流热效应而产生的负面影响?
优点:无污染,热效率高,方便控制和调节温度 缺点:1)在家庭电路中,由于长期的电流热效应, 导线外的绝缘层会加速老化,甚至会烧毁绝缘层 而引发火灾。 2)由于电流的热效应,会影响家电 的使用性能和寿命。 防止措施:加装散热系统(如散热电扇)或为 了更好散热而特别设计的结构(散热窗)

探究:电流通过导体产生的热量的多少与 哪些

因素有关? 在通电电流和通电时间相同的条件下, 电阻越大,电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下,电 流越大,电流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平 方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下,通电 时间越长,电流产生的热量越多.

四、焦耳定律:电流通过导体产生的热 量,跟电流的平方成正比,跟导体的电 阻成正比,跟通电的时间成正比。
1、公式:Q=I2Rt

2、各量的单位:Q、I、R、t分别是焦 耳、安培、欧姆、秒。
3、意义:表示电流通过用电器有多少 电能转化为热能。
建议:电功公式、欧姆定律推导出焦耳定律

焦耳定律适用于任何用电器的热量计算, 对只存在电流热效应的电路也可用 Q=W=UIt=Pt=U2/R t来计算热量.

五、焦耳定律的应用
例 :电热器接在220伏的电源上,它的电阻是 55欧,通电10分钟产生多少热量? 已知: U=220V R=55 欧 t=10分=600秒 求:Q 解:

1.下图所示是研究焦耳定律的实验装置,在两个完全相同的烧 瓶中装满煤油,瓶中分别装两条电阻丝,电阻R甲>R乙,瓶 塞中各插一根两端开口的细玻璃管,将两条电阻丝串联连接在 电路中,闭合开关,通电一段时间,观察到甲烧瓶内细玻璃管 中的煤油升得比较高。由此可以得出( A ) A、通电导体放出的热量与电阻有关,电阻越大,电流放出的 热量越多 B、通电导体放出的热量与电流有关,电流越大,电流放出的热 量越多 C、通电导体放出的热量与通电时间有关,通电时间越长,电 流放出的热量越多 D、通电导体放出的热量与电压有关,电压越大,电流放出的 热量越多

2.某同学用如图所示的装置研究“导体电阻大小与导体产生的热 量的关系”,图中两个烧瓶内盛有质量和温度均相等的煤油,温 度计显示煤油的温度,两瓶煤油中均浸泡着一段金属丝,烧瓶A 中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金 丝,电阻比较大。实验前,该同学猜想电流产生的热量大概与导 体中通过的电流大小、导体本身电阻大小、以及通电时间有关。 控制变量法 因此他推断这类“多因一果”的问题应该用 的实验 电流 通电时间 方法,那么要研究他所提出来的问题,他应该保持 、 不变。所以电路应该将铜丝与镍铬合金丝 联起来。实验过程 中可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数,这表 明_ 。

当电流和通电 时间保持不变 时电流产生的 热量和电阻大 小成正比

3.下表是小企鹅“黄金刚”电热水器的技术参 数表,请根据表中的参数回答下列问题: 1)、该电热水器正常工作时的电流是多少? 2)、该电热水器的电

阻是多少? 3)、该电热水器正常工作10分钟放出的热量是 多少? 型号 XCD 50B
1)5A
额定电压(V) 额定功率(kW) 温度设定范围(℃) 220 1.1 30~85

2)44欧姆
3)6.6×105焦

内胆压力(Mpa) 容量(L)
加热方式 整机外形尺寸(mm)

0.6 50
电加热器 930×480

一、杠杆: 1、在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 2、杠杆的五要素:
支点(O): 杠杆绕着转动的固定点 动力(F1 ): 使杠杆转动的力 阻力(F2): 阻碍杠杆转动的力 动力臂(L1): 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

L1

O

F1

F3

F2

力臂的两种表示方法:大括号和箭头

3、画力臂的方法是:

(1)辨认杠杆; (2)先找支点O; (3)画出动力和阻力; (4)画出力的作用线; (5)过支点0作力的作用线的垂直线段L ,即为力臂。

3.观察、找出自行车上的杠杆。

F1
l1 O

F1

l2
F2

F1 l 1 O l2

l1

F2 F2
l2

l2 F2

O
l1

F1

杠杆的应用

1.天平原理 2.跷跷板原理

杠杆的平衡条件:

F1L1=F2L2 或 杠杆的分类 省力杠杆 (l1 > l2) 杠杆 费力杠杆(l1 < l2 ) 等臂杠杆(l1 = l2)

一、滑轮:
周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。
一)定滑轮: 转轴固定不动的滑轮。 1、特点: 不能省力,但可改变了力的方向。 2、实质: 等臂杠杆。
二)动滑轮: 转动轴 与重物一起移动的滑轮。 1、特点:能省力一半,但不能改变力的方向。 2、实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆。

定滑轮

A:支点在轴心O处。
B:动力臂l1等于阻力臂l2 .0 l2
G
F

1:定滑轮实际上就是等臂杠杆。 l1
F

2:拉力大小始终等于重物的重力大小。 F=G
3:拉力的方向与重物移动的方向相反
F

力 结论:使用定滑轮不省____,但可以改变 方向 施力的___。

动滑轮

. O l2

l1

A:支点在边缘O处 B:动力臂l1为阻力臂l2的2倍。 动力F为阻力G的1/2倍 F= 1 G F 2 1:动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的 杠杆。
2:在上述情况下,动力是阻力的1/2
即 F=1 G 2

G

3:拉力的方向与重物的移动方向相同。

省力 结论:使用动滑轮可以___,但不能改变施 方向 力的___。

由一个定滑轮和一个动滑轮组成。 三、滑轮组:

F F 1 F= G 2 G n=2 1 F= 2 G G n=2

F 1 F= 3 G n=3 G

拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。

使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力 就是物重和动滑轮的几分之一即F=1/n G总 思考题: 在左图所示的滑轮组中, 分析:图中吊起动滑轮的绳子股数为5 (a)若动滑轮重G/不计,拉力F是多少?

F
G/

1 G F= 5
(b)若动滑轮重G/不能忽略,那么图中 的拉力F应等于多少? 1 F= 5

G

(G+G/)

三、滑轮组
F T . f

1 f F= 3

如图所示,拉力F的大小等于____。

使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起, 所用力就是物重和动滑轮的几分之一; 拉力移动的距离就是重物移动距离的几倍。

知识结构

定义(略)

五个要素

简 单 机 械

杠 平衡条件:F1L1=F2L2 L1 >L2 的杠杆,省力但费距离 杆 应 L1 = L2 的杠杆,不省力也不省距离 用 L1 <L2 的杠杆,省距离但费力 定 实质:等臂杠杆( L1 = L2 ) 滑 特点:不省力,但可以改变力的方向 轮 实质:倍臂杠杆( L1 =2 L2 ) 动滑轮 滑 特点:省一半力,不改变力的方向 轮滑 省力情况:F=G / n(n为承重绳子段数) 轮 特点:既能省力又能改变力的方向 组

1.力臂是指----------------------- ( C ) A、从支点到力的长度 B、从支点到力的作用 点的距离 C、从支点到力的作用线的垂直距离 D、动力作用点和阻力作用点间的距离 2、如下图,物体重力G,在水平拉力F作用下匀速前 进,这时物体受到的摩擦力大小等于----------( C) A、1 F B、F C、2F D、 1 G
2

2

3.如图,杠杆AB可绕B点转动,在A端挂一个重100牛的 物体,并用细线系住A点,当AB保持水平,细线和AB成300 200 角时,拉细线的力F等于_______牛(杠杆自重不计)。

4.如图所示,一根不可伸长的轻绳,一端与置于水 平桌面上重100牛的物体A相连,另一端跨过滑轮固定 于O点。当悬挂在滑轮下的物体B重40牛时,它恰能匀 速下降。B重不变,若要使物体B匀速上升,需要在物 40 体A上施加一个大小为______牛的向左的力F。如果不 计动滑轮重,当物体B上升1米,那么拉力F做功为 80 _______焦。

5.如图所示,A和B为由铜和铁制成的实心球, 它们的体积相同,此时杠杆恰好水平平衡,若将 它们同时浸没水中则--------(B ) A、杠杆仍然保持平衡 B、杠杆不能平衡A下沉 C、杠杆不能保持平衡B下沉 D、无法确定

6.某人只用一个动滑轮,把重为200牛的物体匀 速提高10米,仅用40秒,此人用的力是125牛,那 么--------(D ) A、此滑轮的效率是100% B、物体上升过程中机 械能的总量不变 C、拉力做的总功是2000焦 D、有用功率是50瓦 7、用一个重10牛的动滑轮提升重50牛的物体, 如图,实际工作时拉力---( ) A A、可能是40牛 B、正好是30牛 C、正好是25牛 D、可能是15牛

8.利用斜面把重物匀速推上汽车,如果斜面长 与高之比为10:3,物重为500牛,不计摩擦,推力 150 应为__________牛。如果实际推力需要250牛, 那么物体与斜面之间的摩擦力为_________牛, 100 60% 斜面的机械效率是___________。
9.如图所示用四个完全相同的滑轮和 两根相同的绳组成两个滑轮组,用它们 分别提起重为G的物体,不计摩

擦,所 用的拉力分别为F1和F2,它们的机械效率 分别为η1、η2则--------( A ) A、F1>F2, η1=η2 B、F1<F2, η1=η2 C、F1=F2, η1=η2 D、F1>F2, η1>η2

1O.一质量为60千克的人用2米长的硬棒撬一块 B 质量为240千克的石头,阻力臂最多不能超过( ) A、20厘米 B、40厘米 C、60厘米 D、80厘米 11.一个滑轮组的机械效率为80%,当做了40 焦耳的额外功时,做的总功是200 焦,如果被 提升的重物为80牛,此时重物被提升 2 米。
12.如图所示的滑轮组匀速提起重 1000牛的物体,10秒内绳子的一端拉 下16米,已知做的额外功是800焦, 若绳重和摩擦不计,试求:(1)绳自由 端拉力F的功率;(2)该滑轮组的效率; (3)动滑轮的总重;(4)若用此装置匀速 提起1200牛的重物,则拉力应为多少 牛?
1.480W

2.83.3%
3.200N 4.350N


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