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第1节科学探究：杠杆的平衡条件第2节滑轮及其应用第3节做功了吗第4节做功的快慢第5节机械效率第6节合理利用机械能一、杠杆这三个用具有什么共同特点一、杠杆这些用具是杠杆吗？钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车二、杠杆模型影响杠杆使用效果的因素。【探究】A、支点（O）B、动力（F1）C、阻力（F2）D、动力臂（l1）E、阻力臂（l2）【五要素】l1l2OF1F2（1）先确定杠杆的支点Ｏ和画动力、阻力的方向。（2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线（注意：画的时候要用虚线将力的作用线延长。）（３）用实线或虚线作从支点Ｏ到力的作用线的垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂。（４）最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母L1或L２。（力臂的两种表示方法：大括号和箭头）画力臂的方法是：F1F2L1L2O试着画出各力和力臂oF1F2L1L2oF1F2L2L1oF1F2L1L2静止或缓慢的匀速圆周转动。【平衡状态】【活动】杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？【思考】【猜想】三、杠杆的平衡条件：方案C.实验中如何快速测得动（阻）力臂？（多个钩码）B.实验中如何方便地提供动力和阻力？（平衡螺母）A.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？（水平位置平衡）（弹簧测力计）（刻度尺）（在杠杆上标记均匀刻度）实验步骤：1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。【实验过程】归纳总结实验结论。杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。次数动力F1/N阻力F2/N动力臂l1/m阻力臂l2/m1234561122FlFl【实验评估】1.为什么要调节杠杆在水平位置平衡？2.为什么要进行多次实验探究？（消除杠杆自重的影响）（便于测量相应的力臂）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）【思考】给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。——阿基米德阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？1省力杠杆省力杠杆有哪些特点？【杠杆的分类】【特点】动力臂大于阻力臂动力小于阻力，省力费距离【实例】起子羊角锤压水井手柄等四、杠杆的分类2费力杠杆【杠杆的分类】【特点】动力臂小于阻力臂动力大于阻力，费力省距离【实例】船桨等笤帚筷子费力杠杆有哪些特点？镊子3等臂杠杆天平如果不等臂怎么修正？【杠杆的分类】【特点】动力臂等于阻力臂动力等于阻力，不费力不省距离【实例】天平等（等量替代）例、如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡,然后向右转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先变小后变大D.先变大后变小思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）A．启瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤C2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。（1）若使杠杆在位置平衡，需把平衡螺母向端调节。（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。（3）若在C处挂6N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该，此时弹簧测力计的示数为。水平右2OACB竖直向上2N3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）A．沿F1方向的力最小B．沿F2方向的力最小C．沿F3方向的力最小D．三个力的大小相等BF3F1F2OL1L3L24．一根粗细均匀的木棒重500N，一头着地，求:抬起另一端所需最小的力有多大？这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你在哪里见到过吗？33一、滑轮轴轮滑轮：主要部分是能绕轴转动的轮子周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?旗杆顶端的滑轮电动机下面的滑轮货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，分为定滑轮和动滑轮两种。使用时，轴固定不动，叫定滑轮。使用时，轴和重物一起移动，叫动滑轮。生活中的滑轮图A图B图C图D以下是滑轮常见的几种应用：定滑轮(1)能否改变用力方向?定滑轮可以改变用力方向。(2)能否省力?定滑轮不能省力。(3)能否省距离?定滑轮不能省距离。F1F二、定滑轮受力分析物体匀速上升:F1=G物理论上不省力也不费力。F1＞G物绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大假如摩擦忽略不计使用定滑轮，既不省力也不费力。F1F1G物理论分析转轴固定不动，相当于支点O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。L1=L2F1=F2F2=G物F1=G物定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。l2l1OF2F1使用定滑轮的特点1.拉力的方向2.拉力的大小3.拉力作用点移动的距离改变拉力的方向不省力不省距离小结:缺点：使用定滑轮不省力也不费力，优点：但可以改变动力的方向，实质:是一个等臂杠杆。动滑轮(1)能否改变用力方向?动滑轮不能改变用力方向。(2)能否省力?动滑轮能省力。(3)能否省距离?动滑轮不能省距离。F1F三、动滑轮理论分析支点是A点还是O点?∵G·R=2R·FF=GR2R=12G动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。因此能省一半力。杠杆的支点在O点处OAFl2=Rl1=2ROGFG动滑轮的实质动滑轮实质可看做是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆使用动滑轮的特点1.拉力的方向2.拉力的大小3.拉力作用点移动的距离拉力的方向不改变省力费距离小结:优点：在使用动滑轮拉物体时,可以省力,缺点：但拉力的方向不改变。实质：是一个省力杠杆。想一想：还有别的绕线方法吗？定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。四、滑轮组这两种绕线方法有什么不同？1．绳子的起点2．拉力的方向3．拉力的大小4．移动的距离议一议利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？试一试FF讨论：这两种绕线方法有什么不同？议一议FF你发现了什么规律？结论：n为承担物重的绳子段数。1FGGn动（）snh讨论1nF＝G使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重和摩擦力忽略不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用力就是物重的几分之一即思考题：在左图所示的滑轮组中，(a)若动滑轮重G/不计，拉力F是多少？(b)若动滑轮重G/不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？G/GF15F＝G15F＝(G+G/)分析：图中吊起动滑轮的绳子段数为5斜面也是一种省力机械1．定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为：F1、F2、F3，则（）。A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．三个力一样大F2F1F3D练一练2．用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（）。A．F1F2F3B．F2F3F1C．F2F1F3D．F3F1F2D丙F3乙F2甲F1讨论：若每个滑轮重30N，结果如何？G=?h=?F=100Ns=10mF=?s=?G=100Nh=10mF=100Ns=?G=?h=10mFs=?物体以0.2m/s的速度匀速上升10s的时间汽车重2×104N，陷入泥中，受到的阻力为3×103N。用如图所示装置，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？F“做功”与“做工”纹丝不动!!真辛苦哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？F支ＧＦF支ＧF阻F对小车做了功ＦF支ＧF阻想想议议叉车举高货物Fs物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，说这个力对物体作了功。一、找出活动中的共同点找出活动中的共同点找出活动中的共同点找出活动中的共同点找出活动中的共同点找出活动中的共同点找出活动中的共同点sFFFs找出活动中的共同点动画演示：马拉车前进二、力学中的功马拉车FsF1．功：拉力对车做了功如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力对物体做了功。sFF起重机吊起货物拉力对货物做了功动画演示：叉车运物、提物ＦＳ叉车的举力Ｆ将货物移动了一段距离Ｓ，我们说叉车的举力对货物做了功，或简单的说叉车对货物做了功。（作用在物体上的力）（物体在力的方向上移动的距离）Ｆ二者缺一不可。必要因素s你知道用什么标准来判断是否做功吗？sFFFsF起重机和直升飞机吊起重物都是做功的实例，你们知道力为什么做功了吗？有力作用在物体上．物体在力的方向上移动了一段距离．原因搬而不动拉而不动FF没有在力的方向上通过一段距离三、判断物体是否做功在运动的方向上没有受到力的作用F如果F跟S方向互相垂直，力Ｆ不做功．１．有力，但是在力的方向上通过的距离为零．２．有距离，但是和距离同一方向上没有力的作用３．有力，也有距离，但是力和距离方向是相互垂直的．不做功的情况１．力学中规定：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积．即：功＝力×距离如果用Ｆ表示力，Ｓ表示物体在力的方向上通过的距离，Ｗ表示力所做的功．则：Ｗ＝Ｆ×Ｓ四、功的计算Ｗ＝Ｆ×Ｓ牛米焦耳意义：用１牛的力使物体在力的方向上移动１米距离，力对物体所做的功就是１焦耳。用文字表示：１焦耳＝１牛×１米.Ｗ＝Ｆ×Ｓ针对功的定义式的几点说明：１．使用Ｗ＝Ｆ×Ｓ时，要注意单位的统一．２．做功的多少只由Ｗ＝Ｆ×Ｓ决定，与物体的质量，速度，运动方向，是否有摩擦无关．例题：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：求：m2N200N50sGF?W人?W重J100m2N50sFW人J0m0N200sGW重解：答：人对车做功100J，重力对车没有做功．例题讲解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．（×）（√）（×）（×）5、小车重200N，人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中，下列判断正确的是（）A．重力做功为10000JB．人对车做功10000JC．人对车做功1500JD．小车受到的阻力是230NC6、一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱，分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）A．粗糙地面上做功较多B．在光滑地面上做功较多C．两次做功一样多D．条件不够，无法比较两次做功的多少C7、小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远，则铅球抛出后，人对铅球所作的功是：（）A、1000JB、500JC、0JD、1500JC练一练8、某同学用20N的力将重50N的铅球沿水平方向扔出，球在地面上滚动了10m后停下。在铁球滚动的过程中，人对球做的功是＿＿＿＿J，重力对球做的功是＿＿＿J。00他们爬相同的楼时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？汽车和火车它们做功快慢一样吗？一、怎样比较做功快慢人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？做一样多的功，所用时间不同。甲乙在相同的时间内，做功多少不一样。人与起重机，哪个做功快？你是怎样比较出来的？甲乙比较做功快慢的方法．方法一：W甲=W乙时，用时间短的则做功快；方法二：t甲=t乙时，做功多的则做功快。若时间和做功都不相同，怎样去比较做功的快慢呢甲乙例甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼，每块砖物重为10N，楼高为3m，他们搬砖的数量和所用的时间如下表：甲乙丙砖数（块）202015做功（J）时间（min）102020甲、乙、丙做功分别是多少？600450600甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？应选取同一标准进行比较所做的功时间比较做功快慢的一般方法甲乙丙砖数（块）202