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简单机械第4课时

发布时间:2013-11-08 10:05:14  

第3节 认识简单机械

如图所示,质量 均匀的一把米尺,放 在水平桌面上,A端伸 出桌面30厘米,A端挂 物体质量为50克,米 尺B端恰能离开桌面而 处于平衡,则该米尺 质量为多少?

G

5、 如图所示,在水平拉力F的作用下,重 40牛的物体A匀速移动5米,已知物体A受到 地面的摩擦力为5牛,不计摩擦和绳重,则 2.5 拉力F通过的距离为______米,拉力F做的 功为______焦。 25

F A

复习提问
做功的两个必要因素是什么? 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 功的计算公式是什么? W=Fs 简单机械的作用是什么?
?省力 ? 使用简单机械的作用 省距离 ? ?改变力的方向 ?

使用简单机械可以省力,或者省距离,能省功吗?

要把这个物体运到高处,有哪些方法?
用手直接把物体提上去. 用杠杆把物体提上去.

用动滑轮或滑轮组

功的原理

使用任何机械都不能省功.

不省功的原因是什么?
因省力的机械必费距离,省距离的机械一 定费力,而功=力×距离,所以不能省功.

相反,我们却发现使用机械时,会做一些 并不希望做的功。

你 会 选 哪 种 方 法 呢 ? 砂子重100N,体重400N,动滑轮重10N
桶重20N,口袋重5N

某人用动滑轮将重为G1的米袋 提升h高度。设动滑轮重G2,不 考虑绳子重及滑轮摩擦,人所 做的功为:
G1 ? G2 ? 2h W=Fs= 2

=G1h+G2h =W1+W2

一、有用功、额外功、总功

有用功 W有用 :使用机械时,对人们有用的功
额外功W额:人们不需要但又不 得不做的功 总功 W总:有用功与额外功的总和,即 W总=W有+W额
注:通常总功指对机械所施加的动力所做的功 W总=Fs

W有=Gh

用水桶从井中提水的时候,所做的功哪 部分是有用功?那部分是额外功?如果桶掉 进井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带 了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪 部分是额外功?

请计算出有用功、额外功和总功分别是多少? 砂子重100N 体重400N 动滑轮重10N 桶重20N 口袋重5N 每层高3米 请算出刚才的三种办法中有用功在总功中 占的百分比。 用哪种方法好?

二、机械效率

1、有用功跟总功的比值叫机械效率
W有 公式:? ? W总

(1)机械效率一般用百分数表示,没有单位 看看刚才的数据,思考机械效率会大于1吗? 为什么? (2)有用功总小于总功,所以机械效率总小于1

起重机的机械效率是60%
它表示什么意思?

使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功 的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有 60%,另外的40%是额外功.

如图,某人用动滑 轮将重为G1米袋 提升h高度。设动 滑轮重为G2,不 考虑绳子重及滑轮 轴心处的摩擦,人 所做的功为多少?

利用

动滑轮提升物体时, 在人所做的两部分功W1和W 2中,哪个功是我们所必需要 做的?哪个功并不是我们需要 做的,但又不得不做的?

有用功:必须要做的功。如W有用 额外功或无用功:虽然不需要,但又不 得不做的功。如W额外 总功:有用功与额外功的总和。 W总

1、在图中,如果考 虑绳子的自身重及滑 轮轴心处的摩擦,所 做的额外功还有哪些? 你希望额外功大些、 还是小些?
2、图中人提起重物过程中,能量如何 转化?

从能量转化的角度,可以对图中的各种 功进行如下的分析。怎样描述机械工作时 能量的利用率?
有用功=米袋增加的势能 总功=人提供的能量 额外功=滑轮增加的势能

有用功跟总功的比值叫做机械效率 η= W有用 W总 ×100%

如图所示的滑轮组将重物 匀速提高0.5米,人对绳的拉 力是600牛,已知物重1000牛, 求: (1)绳的自由端被拉下的长度 (2)拉力做的有用功 (3)拉力做的总功 (4)此滑轮组的机械效率

测量斜面的机械效率

1、测量斜面的机械效率需测量哪些? 2、根据所测的量, 需要哪些仪器?
3、设计实验方案。
(确定实验步骤,设计表格) 斜面 待测的量 物重(N) 斜面高度(m) 拉力(N) 斜面长度(m) 第1次 第2次

4、由实验测量出的数据算出斜面的?。

日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达 到省力的目的,如楼梯、蜿蜒而上的山路等

若将斜面围绕在圆柱上,则形成称为螺旋的 简易机器。常用来锁住物体的螺丝、附螺纹的瓶 盖、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。

上海南浦大桥的引桥是 螺旋式的,是变形的斜面的应 用。两岸引桥全长7500米, 能使汽车省力不省功。螺旋 式结构大大能节省了空间。

若将两个斜面结合在一起,则形成一种称为楔 (或称为劈)的简易机器。楔在切割并分裂东西非常 有用.刀、斧及人类门牙均为楔的例子。

拉链巧妙地利用斜面原理,使两排可互相连的 链齿结合或分离。拉链的滑扣由几个楔组成,当你 拉动时,它可以把原本很小的作用力转变成很大的 力,使拉链拉开或闭合。

1、下列说法正确的是 ( D) A.机器效率越高越省力。 B.机械效率越高,机械的功率就越大。 C.机械效率越高,做有用功越多。 D.机械效率越高,有用功占的比例越多。
2、如图某人用水桶从井中提水,人做的有 ③ ①② 用功______,人做的额外功______。 ①对绳子做的功 ②对桶做的功 ③对水做的功

3、滑轮重为20牛,物体都上升1米,甲、 乙机械效率那个大?
F甲



300牛



500牛

4、一位同学用了60牛的力, 将重为100牛的物体上升了3 米,则该同学的机械效率是 多少



3.斜面长5米, 高1米, 将一个重104牛 顿的物体匀速从斜面底端拉到顶端时, 拉力与斜面平行, 如果用拉力为 2.5×103牛顿. 求: (1) 斜面的机械效率? (2) 额外功为多少焦耳?

4.如图所示把50牛顿的重物匀速提 匀速提升, 所用的力F为15牛顿, 则机 械效率为 83.3%.

1、机械效率总是小于1,为什么? 因为W有一定小于W总所以机 械效率一定小于1。 2、你认为可以从哪些方面提高机械 效率? 技术改进,减轻机械自身重量 加润滑油,减小摩擦 总之就是尽量减小额外功。

1.机械效率永远小于1, 这是因为 ( D ). A. 动力总是小于有用阻力 B. 总功总是小于有用功 C. 总功小于机械克服所有阻力所做的功 D. 永远存在额外功 2.下列有关机械率的说法中正确的是 ( AB ). A. 有用功一定时, 额外功越小, 机械效率越高 B. 额外功一定时, 有用功越大, 机械效率越高 C. 机械越省力, 机械效率越高 D. 不断革新技术, 机械效率可以等于1 3.用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率 的方法是( D ). A. 改变绕绳方法 B. 增加重物提升高度 C. 减少重物提升高度 D. 增加物重

4.一斜面的机械效率为80%, 应用它可以用100牛 顿的力, 匀速地沿斜面拉起重400牛顿的物体, 则斜 面的高与长度之比为 ( D ). A. 4 : 1 B. 1 : 4 C. 5 : 1 D. 1 : 5 5.用同一滑轮组提升同一重物, 第一次将重物提 高h米. 第二次将重物提高2h米. 不考虑摩擦, 比较 两次实验滑轮组的机械效率, 则 ( D ). A. 第二次有用功是第一次的2倍, 因为机械效率 增大一倍 B. 第二次总功是第一次的2倍, 因此机械效率减 为一半 C. 第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍, 所以 机械效率减为一半 D. 两次实验滑轮组机械效率相同


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