第十二章《简单机械》

简单机械杠杆滑轮轮轴斜面五要素平衡条件应用定滑轮动滑轮滑轮组第十二章简单机械·F1F2OL1L2支点动力阻力一．杠杆：杠杆的力臂______在杠杆上(一定或不一定);画出图中杠杆各力的力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O想一想在“研究杠杆的平衡条件”实验中：①实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在____位置平衡，这样做是为了_____________________.若发现杠杆左端低、右端高，这时应将两端的螺母都向__移.②杠杆的支点通过杠杆的重心，这样做的目的是__________便于精确地测量力臂水平右消除杠杆自重对实验的影响2．探究杠杆的平衡条件③实验中，我们是根据测得的数据，通过计算,才归纳出杠杆的平衡条件是。动力×动力臂和阻力×阻力臂动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆L1L2F1F2L1L2F1F2L1=L2F1=F23、杠杆的分类省力费距离省距离费力既不省力也不省距离既省力又省距离的杠杆是没有的.1、下列分别是什么杠杆？2、标出下列杠杆工作时的五要素F2F1L2L13、如图所示使用羊锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点.请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图.●FL●当以支点与力的作用点的连线当力臂时，力臂最长力最小。4、将一圆锥体推上台阶，现分别在A、B、C点用力，力的方向如图，则最小的推力是（）A、FAB、FBC、FCD、一样大ABCBFtiL1L2O2、动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆L1L2特点：不能省力，但能改变力的方向特点：能省一半的力，但不能改变力的方向1、定滑轮的实质是一个等臂杠杆二．滑轮和滑轮组：3、滑轮组------特点：既可以省力又可以改变力的方向拉力大小与重力大小的关系：摩擦力不计时，动滑轮和重物由几段绳子承重，拉力就是总重的几分之一。绳子自由端移动的距离与重物移动距离的关系：绳子自由端移动的距离是重物移动距离的n倍。1+FGGn物轮（）s=nh按要求画出绳子的绕法FFFFFn=5n=4n=4n=2n=3怎么确定绳子的段数n？例题小明站在地面上准备用一个滑轮组提升重物，请在图中画出绕线的方法。如果想最省力如何绕线？FF三、轮轴和斜面1、轮轴：由（外围的）轮和（中间的）轴组成的能够绕共同的轴心O点转动的简单的机械。工作原理：不等臂杠杆轮：动力轴：阻力省力杠杆轮：阻力轴：动力费力杠杆2、斜面特点：当高度一定时，斜面越长，拉力越小，越省力。二、机械效率1．机械效率的概念①有用功跟总功的比值。②公式：③用百分数表示;总小于1。WηW有总2．测滑轮组的机械效率：WGhWFs有总实验原理滑轮组的机械效率与动滑轮重、物重、绳重和摩擦有关。同一滑轮组，物重越大，机械效率越高。直接测量量为G、F、h、s，用公式计算中间量W总=Fs，W有=Gh。WW有总计算机械效率FGFS物fS拉SFG物h例题：1、某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，使用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。（1）这个人做的总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？FG例题2.如图所示，绳重及摩擦不计。（1）请利用图示的3个滑轮，补画该滑轮组完整的绕线；（2）当物重为50N时，绳端需用20N的拉力才能使物体匀速上升，此时该滑轮组的机械效率？（3）如果绳子能承受的最大拉力为60N，那么该滑轮组的最大机械效率为多少？图8%5.62204504h)2(总有NNFGFSGwwNNNGFGGGF30502044）(41)3(动动）(41同理：动GGFNNNGFG210306044动%5.876042104h总有NNFGSFGWW物重改变，拉力也改变。（隐含G动不变）同一滑轮组，物重增大，η增大。3．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用下图装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（1）作用在绳端的拉力F为＿＿＿N（2）水平桌面对物体A的摩擦力是＿＿＿N（3）在10s内拉力作用点移动＿＿＿mAF2664．用如图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．1．如图所示，日常生活或生产实践中使用的机械，能抽象为斜面的是()图12—8C达标训练：2、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是()A．两杠杆均为省力杠杆B．两杠杆均为费力杠杆C．ABC为省力杠杆D．A'B’C’为省力杠杆C3．小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图12－6所示)，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()A．F1F2，η1＝η2B．F1F2，η1η2C．F1F2，η1＝η2D．F1F2，η1η2A图12—64．如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()A．20N0.4m/sB．20N0.1m/sC．5N0.4m/sD．5N0.1m/sD5．关于机械效率、功率，下列说法正确的是()A．机械效率大的机器功率大B．所做有用功越多，机械效率越高C．做功越快的机器机械效率高D．有用功永远小于总功，所以机械效率一定小于1D6．已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是()A．甲机器一定比乙机器省力B．甲机器一定比乙机器省距离C．甲机器做的有用功一定比乙机器多D．以上说法都不对D7．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至水平位置，力F在这个过程中（）A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小BAO图14G方法：画杠杆示意图，找到五要素，逐个分析变化情况后，根据F1L1=F2L2判断。A8．如图9，杠杆在水平方向平衡，若将测力计缓慢地自位置1移到位置2，并保持杠杆始终水平平衡，则测力计的读数变化是（）A．不断增大B．不断减小C．先增大，然后减小D．先减小，然后增大图：9D9．如图，轻质杠杆一端用一水平方向力F作用而被逐步抬起至接近水平位置，在此过程中F的大小变化是（）A．变大B．变小C．不变D．先变小再变大图10AA2．杠杆由图中位置到水平位置的过程中，力F如何变化？力F始终与杠杆垂直力F的方向始终水平力F的方向始终竖直例题：在“探究杠杆的平衡条件”实验中，上图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下表中.实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510121201031201.510(1)将表格中的实验数据补充完整.(2)小明的第3次实验存在错误，其错误是__.(3)该实验中进行多次实验的目的是什么？L1测量错误避免偶然性，使结果更具有普遍性152解析：n应为整数n=4应用两“动”两“定”滑轮组，绳子固定端在定滑轮下例一根绳子最多能承受300N的拉力，要提起1000N的重物，应用什么样的滑轮组？(不计动滑轮重力和摩擦力且要求向下拉，滑轮个数最少)用这个滑轮组最多能提起多重的物体？1000N33300NGn.F物1FGn物430012NN0=0GnF物F最多能提起：因为不计滑轮的重力和摩擦力