简单机械与功-课件

简单机械和功（一）杠杆1.定义一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。2.几个名称:支点：杠杆绕着转动的点。动力：使杠杆转动的力。阻力：阻碍杠杆转动的力。动力臂：从支点到动力作用线的距离。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。OOOF1F1F1F2F2F2OL1L2支点动力阻力动力臂阻力臂F23.杠杆的平衡条件4.杠杆的种类（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。例如：起子、扳子。（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。例如：镊子、钓杆。（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。例如：天平。省力杠杆省力，但费距离，费力杠杆费力，但省距离。F1·L1=F2·L21、在下列机械中，①羊角锤②钓鱼竿③天平④钢丝钳⑤筷子⑥理发剪刀⑦普通剪刀⑧铁匠剪刀⑨缝纫机的脚踏板(10)铡草用的铡刀(11)镊子(12)铁锹(13)道钉撬(14)定滑轮(15)动滑轮，它们中属于省力杠杆的是属于费力杠杆的是________属于等臂杠杆的是.①④⑧(10)(13)(15)②⑤⑥⑨(11)(12)③⑦(14)2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：⑴左右力臂L1:L2=______?·L1L2⑵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?2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：⑶若使杠杆再次平衡，可在___边的钩码下再挂___个钩码？2、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：·⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则___边将下降3、如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是1500N，且AB＝1.5m，BC＝0.3m,CD=0.2m，则要撬动石块所用力应不小于（提示：注意考虑作用在A点动力的方向）（）A．500NB．300NC．200ND．150ND如图所示施力时，动力F/多大？F/F4、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C．先变大后变小D．先变小后变大GOGOL2GL2’4、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C．先变大后变小D．先变小后变大4、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C．先变大后变小D．先变小后变大GGOL2’5、钢丝钳是日常生活中常用到的工具，使用钢丝钳时涉及到许多物理知识，请写出三个：(1)。(2)。(3)。（二）滑轮1.定滑轮（1）定义：轴固定不动的滑轮叫定滑轮（2）实质：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向。2.动滑轮（1）定义：轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。（2）原理：动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。动滑轮省一半力。GF=__GGF=___G6、如何判断滑轮组的省力情况?省力计算公式：s=hn。V绳=n*V物F拉=1/nGs：绳子自由端移动的距离。V绳：绳子自由端移动（上升/下降）的速度h：重物被提升的高度。V物：物体移动（上升/下降）的速度n：承重的绳子段数。G：物重。•原则是：n为奇数时，绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担，其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如：n=5，则需两个动滑轮（3+2）。n为偶数时，绳子从定滑轮为起始，这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如：n=4，则需两个动滑轮（2+2）。其次，按要求确定定滑轮个数，原则是：一般的：两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时，偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向，需增加一个定滑轮。综上所说，滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。3.滑轮组（1）定义：由几个滑轮组合在一起使用叫滑轮组。（2）原理：即利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。7、如图所示，物体A重100N，A与水平面间的摩擦力为30N，不计滑轮与绳子间的摩擦，若用该滑轮组使A沿水平方向匀速运动，则拉力F为多少？AF.（三）功1.功包括两个必要因素：(1)作用在物体上的力，(2)物体在力的方向上通过的距离。2.功的计算：W=F×S3.功的单位：焦耳，J1J=1N·m4.功的原理：使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。8、下列事例中对物体做了功的有（）A．用1000N的力拉车，车没有动B．起重机吊着重物上升10mC．举重运动员将杠铃稳稳的举在空中，停留了10sD．用竖直方向的500N力提着水桶，沿水平方向移动了2mB9、如图所示，水平地面上有两个质量相同的木板货箱，三个工人用水平力沿相同的路面推货箱进仓库，此时这两个货箱所受的滑动摩擦力分别为f甲和f乙，工人对货箱做的功分别为W甲和W乙，则下列判断正确的是（）A．f甲＞f乙，W甲＞W乙B．f甲＝f乙，无法判断做功的多少C．f甲＜f乙，W甲＜W乙D．无法判断滑动摩擦力的大小和做功的多少（四）功率1.概念：单位时间里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。2.公式:p=w/t3.单位瓦特W，W=1J/s10、使用机械做功时，下面说法正确的是：（A）功率大的机器一定比功率小的机器做功多；（B）功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少；（C）功率小的机器一定比功率大的机器做功慢；（D）以上说法都不对．11、在学习了功率知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是（）①用相同的时间爬杆，测量各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率的大小；②都爬到杆顶，测量各自的体重和爬杆的时间即可比较功率的大小；③测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，即可比较功率的大小；A．只有①B．①②C．①③D．①②③D(五)、机械效率1、有用功：无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。（1）举高重物时：W有=G物·hW有=f摩擦·S（2）在粗糙水平面上移动物体时：2、额外功：并非人们需要但又不得不做的功（1）克服机械自重做功：W额外=G动滑轮·h使用动滑轮或滑轮组时：（2）克服机械间的摩擦做功：使用斜面时：W额外=f摩擦·L3、总功：有用功和额外功的和，叫总功。W总=W有用+W额外公式（1）：公式（2）：W总=F动力·S动力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离4、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率。公式：总有用WW5、机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用总额外总12、判断：下面说法中是否正确．1．有用功越多，机械效率越高2．额外功越少，机械效率越高3．物体做功越慢，机械效率越低4．做总功越多，机械效率越低5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高7．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同8．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于19．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高10．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．13、某同学为了将质量为5kg的物体提高1m，考虑到额外功的影响，则下列方式中该同学做功最少的是（）A．徒手将物体直接抬高1mB．通过动滑轮把物体吊高1mC．通过斜面把物体推高1mD．通过定滑轮把物体吊高1mA14、如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：（1）工人做的总功（2）该动滑轮的机械效率15、李勇想探究斜面的机械效率。他用长木板支在凳子上搭成斜面，将1Kg盐装在塑料袋中，通过弹簧测力计将盐袋匀速向上拉，弹簧测力计的示数为4N；盐袋沿斜面移动1m，上升高度为30cm。这个斜面的机械效率为（g取10N/kg）75％16、如图所示，在50N的水平拉力F作用下,重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为_______；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为___________J．17、各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同)，产生额外功最多的应是____图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为_____，由此可判断出_______图的机械效率最大。(g取10N/Kg)作业一：．18、在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下：•⑴实验中应拉弹簧测力计．⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为_______；第二次实验时滑轮组的机械效率(选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机械效率．⑶若不计摩擦，该动滑轮的重为__________。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm测力计示数F/N测力计移动距离s/cm12101.5202553.01019、如图所示是小亮同学测定斜面机械效率的装置图，下表是小亮同学设计的记录表格。分析表中的实验数据，你能得到哪些结论？（要求写两条）斜面倾斜程度小车重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓100.1311333％较陡100.2412450％最陡100.3513560％(1)同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体所用拉力越大（2）同一斜面，倾斜程度越高，拉同一物体机械效率越高20、一块水田面积为2400m2要灌平均0.1m深的水。不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的体积；（2）所灌水的质量；（3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率为2.4kw，抽这些水要用多长时间？（ρ水＝1.0x103kg/m3,g=10N/kg)已知：S=2400m2,h1＝0.1m，h2＝2mP＝2.4kw＝2400w求：（1）V=?（3）m＝？（3）W=?（4）t＝？（1）V＝Sh1=2400m2x0.1m=240m3（2）m＝ρV＝1.0xl03Kg/m3x240m3解：(3)W=Gh=mgh=2.4x105kgx10N/kgx2m=4.8x106J=2x103s＝2.4x105kg(4)由p=Wt得：t＝WP4.8x106J2.4x103=W讨论（1）抽水机抽水所做的功是有用功还是总功？（2）P＝2.4kw是什么功率？21、工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度s＝3m，现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F′＝1200N，则该斜面的机械效率是%22、如图所示，用一个动滑轮拉动一个物体A以0.5m／s的速度在水平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是_______J，滑轮的机械效率是_____(不计滑轮重力)。23、如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m／s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为________，在2s内拉力F做的功为__________J。24、小马用如图所示的滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：（1）若不计动滑轮重，绳子自由端弹簧测力计的示数多大？（2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，该滑轮组的机械效率多大？（3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？n=4（3）分析：当F＝G物时，不再省力，（2）η＝（1）F＝1nG14×5N=＝1.25NW有W总×100％＝GhFS×100