简单机械,功和能
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简单机械功和能复习要点1、简单机械:(1)杠杆:力臂:支点到力的作用线的距离,叫力臂,用L表示。
杠杆平衡条件:杠杆的分类:使用省力杠杆时省力,但费距离;使用费力杠杆时费力,但省距离。
(2)滑轮:定滑轮:不省力,但能改变力的方向,定滑轮的实质是等臂杠杆。
动滑轮:省一半力,但不能改变力的方向,动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
滑轮组:a、竖放:用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的动力就是物重的几分之一。
即:此式成立条件:忽略滑轮的重力以及绳、轮摩擦。
若忽略摩擦但考虑滑轮的重力时,此式应变为:。
物体上升距离与绳自由端移动的距离关系为:判断滑轮组用几段绳子吊着物体的方法:切割分离法:假想将所用绳子从中间切割开来,沿着割点向下数凡是与动滑轮接触的段数之和即为几段绳子吊着物体(即为n)。
b、横放:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。
(不计绳、轮摩擦)即:。
物体移动距离与绳自由端移动距离关系:滑轮组绕法:①从动滑轮起绕,n为奇数②从定滑轮起绕,n为偶数2、功:(1)做功的两个必要因素:物体一般没有做功的情况:a有力而没有运动。
即“劳而无功”型。
如小孩搬大石头搬不动。
b运动一定的距离而没有作用力。
即“不劳而获”型。
如冰块在光滑水平面上运动。
C虽然有力作用且通过一定的距离,但力的方向跟物体运动方向垂直。
即“空手徒劳”型。
(2)功的计算公式:W=F·S(3)功的单位:国际单位制中,功的单位是焦耳。
3、功率:(1)物理意义:功率表示做功的快慢。
(2)定义:单位时间内完成的功叫功率。
(3)公式:P=W/t=F·v。
(4)功率的单位:国际单位制中,功率的单位是瓦特(W)。
4、机械效率:(1)有用功,额外功和总功:利用机械做功时,对人们有用的功叫有用功,(W有);对人们没有用,但又不得不做的功叫额外功(W额);有用功加额外功是总共做的功,叫总功(W总)W总=W有+W额(2)机械效率的定义:有用功跟总功的比值。
力和机械四、杠杆1、定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
2、五要素一一组成杠杆示意图。
①支点:杠杆绕着转动的点。
用字母0表示。
②动力:使杠杆转动的力。
用字母F1表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力。
用字母F2表示。
说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上F i动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反④动力臂:从支点到动力作用线的距离。
用字母l i表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。
用字母12表示。
画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签⑴ 找支点0;⑵ 画力的作用线(虚线):⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线):⑷ 标力臂(大括号)。
3、研究杠杆的平衡条件:①杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
②实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
目的:可以方便的从杠杆上量出力臂。
③结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力X动力臂=阻力X阻力臂。
写成公式F1I 1 = F21 2也可写成:F1 / F 2=12 / 1 14、应用:名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、F21、定滑轮:①定义:②实质:③特点:④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G绳子自由端移动距离S(或速度V F)=重物移动的距离S(或速度V G)2、动滑轮:①定义:和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,也可左右移动)②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则: F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 1/2 (G物+G动)绳子自由端移动距离是重物移动的距离的2倍3、滑轮组①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1/2 (G物+G动)绳子自由端移动距离是重物移动的费力动力臂小于阻力臂费力、缝纫机踏板、起重臂杠杆省距离理发剪刀、钓鱼杆等臂动力臂等于阻不省力天平,定滑轮杠杆力臂不费力说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
简单机械 功和能知识点一、简单机械 1.杠杆 (1)杠杆的平衡:即指杠杆静止不转成匀速转动。
(2)杠杆的平衡条件: 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂 公式:①F l F l 1122=⋅②F F l l 2112= (3)杠杆的分类:省力杠杆:动力臂大于阻力臂,l l 12> , 动力小于阻力,F F 12< 。
费力杠杆:动力臂小于阻力臂,l l 12<, 动力大于阻力,F F 12>。
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,l l 12=,动力等于阻力,F F 12=。
省力杠杆费距离。
费力杠杆省距离。
2.滑轮 ①定滑轮:实质是一个等臂的杠杆,使用定滑轮不省力,但能改变力的方向。
②动滑轮:实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离,且不能改变力的方向。
③滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
F n G G =+1()物轮,其中n 表示吊着物体的绳子的段数。
二、功1.做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算公式:W = FS 。
3.功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳。
4.根据做功的两个必要条件,下面的三种情况没有做功。
(1)物体受到力的作用,但没有通过距离,这个力对物体没有做功,例如人用力推一个笨重的物体而没有推动;一个人举着一个物体不动,力都没有对物体做功。
(2)物体不受外力,由于惯性做匀速线运动。
物体虽然通过了一段距离,但物体没有受到力的作用,这种情况也没有做功。
(3)物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直,这种情况,虽然有力的作用,物体也通过了一段距离,但这个距离不是在力的方向上的距离,这个力也没有做功。
例如人在水平面上推车前进,重力的方向竖直向下,车虽然通过了距离,但在重力方向上没有通过距离,因而重力没有对车做功。
三、功率1.定义:单位时间里完成的功,叫做功率。
第一讲 简单机械与功、能知识清单6.1 简单机械1. 杠杆:一根在 力 的作用下能绕着固定点 转动 的硬棒就叫杠杆。
2. 杠杆的五要素是:支点、动力、阻力 、动力臂、阻力臂 。
3. 杠杆的平衡:(1)杠杆处于 静止 状态或作缓慢的 匀速转动都叫杠杆平衡4. 杠杆平衡的条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
公式表示为: F 1L 1×F 2L 25. 三种杠杆:(1)省力杠杆:L1 > L2,平衡时F1 <F2。
特点是 省力 ,但费 距离 。
(2)费力杠杆:L1<L2,平衡时F1>F2。
特点是 费力 ,但省 距离 。
)(3)等臂杠杆:L1 =L2,平衡时F1= F2。
特点是 可以改变力的方向 。
6. 定滑轮特点:不省力 ,但能改变力 的方向。
(实质是个 等臂 杠杆)7. 动滑轮特点:省 一半力,但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)8. 天平、动滑轮、定滑轮、汽车刹车、缝纫机的脚塌板、起重机的吊臂、剪铁剪刀、理发剪刀、剪布的剪刀、铡刀、起子、钓鱼杠、其中属于省力杠杆的有 动滑轮、汽车刹车、剪铁的剪刀、铡刀、起子 ,属于等臂杠杆的有 天平、定滑轮9. 滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组的优点是: 省力,并可以改变力方向 。
6.2 功和功率 机械效率1. 功的两个必要因素:一是力作用在物体上;二是物体在力的方向上通过了距离。
2. 功的计算:功(W)等于 力 (F)跟物体在力的方向上通过的 距离 (s)的乘积。
(功= 力 × 力的方向上移动的距离)3. 功的公式: W=Fs ;单位:W → J ;F → N ;s → m 。
(1焦=1N ·m ).4. 功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不少于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不 省功 。
5. 机械效率: 有用功 跟 总功 的比值叫机械效率。
总复习:简单机械、功和能简单机械(一)杠杆 1. 定义(1)杠杆: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)支点:杠杆绕着转动的点。
(3)动力:使杠杆转动的力。
(4)阻力:阻碍杠杆转动的力。
(5)动力臂:从支点到动力作用线的距离。
(6)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。
2. 杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,或写作2211L F L F ⋅=⋅,也可写成2112L L F F =。
杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
3. 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、撬棍、铡刀等。
(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆。
例如:镊子、钓鱼杆,赛艇的船浆等。
(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(动力移动的距离较大),费力杠杆费力,但省距离。
等臂杠杆不省力也不省距离。
既省力又省距离的杠杆是不存在的。
(二)滑轮 1. 定滑轮(1)定义:轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
(2)原理: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(滑轮直径D )为阻力臂(滑轮的半径R )2倍的杠杆。
动滑轮省一半力。
3. 滑轮组(1)定义:由几个滑轮组合在一起使用就叫滑轮组。
(2)原理:既利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。
功(一)内容 1. 功(1)功的初步概念:力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,这个力就对该物体做了功。
功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)功的计算:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式:功=力×距离,即s F W ⋅=。
(3)功的单位:国际单位制中功的单位是焦耳,简称焦,符号为J 。
________学习力提升专家暑期专用教材初二升初三WULI物理第六讲简单机械、功和能一、中考导航图解:杠杆的五要素:支点、__、__、__、____。
杠杆的平衡条件:____________________杠杆省力杠杆__________杠杆的分类等臂杠杆___________费力杠杆___________滑轮定滑轮:特点______实质________动滑轮:特点_______实质________滑轮组:既可以_______又_________机械与人做功条件_______________________功计算公式____________________单位___________________________功率意义:表示_______的物理量。
计算公式____________________________机械效率定义:_____________计算公式________________机械能及其转化动能定义:物体由于运动而具有的能。
决定大小的因素:_____、_____重力势能定义:物体由于被举高而具有的能量决定其大小的因素:______、_______定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量弹性势能决定因素:物体弹性形变的大小1、在做杠杆的平衡条件实验时,为什么要求杠杆静止在水平位置?_______________________________________________________2、既省力又少移动距离的杠杆是没有的。
使用任何机械都不省功。
3、举出几个省力杠杆?______费力杠杆?________等臂杠杆____4、作出定滑轮、动滑轮的力臂、支点?5、判断绳子的股数?手拉的那股绳子如果直接有定滑轮拉出,不算作承担重物绳子的股数。
6、滑轮组的作图?7、最省力的力臂怎样画?8、滑轮和重物由n股绳子承担,当重物被提升高度是h时,绳子自端移动的距离为________.9、在不计滑轮重和摩擦的情况下,承担物重的绳子有n股,所用的拉力F就是重物的______,即F=________.二、中考命题思路重点:画杠杆示意图和组装滑轮组;实验探究类题目:探究杠杆平衡条件、测滑轮组机械效率、探究动能和那些因素有关等;借助滑轮组或斜面进行功、功率、机械效率的计算;能的转化。
费力动力臂费力、缝纫机踏板、起重臂小于杠杆省距离理发剪刀、钓鱼杆阻力臂力和机械等臂动力臂等于阻不省力天平,定滑轮杠杆力臂不费力四、杠杆l1l 2说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
1、定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
O五、滑轮2、五要素——组成杠杆示意图。
F1①支点:杠杆绕着转动的点。
用字母O 表示。
F2②动力:使杠杆转动的力。
用字母F1表示。
l F1③阻力:阻碍杠杆转动的力。
用字母F2表示。
l l说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反④动力臂:从支点到动力作用线的距离。
用字母l 1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。
用字母l 2表示。
画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签⑴找支点 O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)。
3、研究杠杆的平衡条件:①杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
②实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
目的:可以方便的从杠杆上量出力臂。
③结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
写成公式 F1l 1=F2l 2也可写成: F1 / F 2=l 2 / l 1 4、应用:名称结构特征特点应用举例省力动力臂省力、大于撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、杠杆费距离阻力臂lF2F1F21、定滑轮:①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮 ( 不计轮轴间摩擦) F=G绳子自由端移动距离S F( 或速度 v F) =重物移动的距离 S G( 或速度 v G)2、动滑轮:①定义:和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,也可左右移动)②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。
1第1节 杠杆1、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。
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。
当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
2、杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂或F 1L 1=F 2L 23、杠杆的应用省力杠杆:L 1>L 2 F 1<F 2 省力费距离;费力杠杆:L 1<L 2 F 1>F 2 费力省距离;等臂杠杆:L 1= L 2 F 1= F 2 不省力、不省距离,能改变力的方向。
等臂杠杆的具体应用:天平。
许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的。
第2节 滑轮1、滑轮分定滑轮和动滑轮两种。
定滑轮在使用时,轴固定不动;动滑轮在使用时,轴随物体一起运动。
定滑轮实质是个等臂杠杆,故定滑轮不省力,但它可以改变力的方向;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,故动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向。
2、把定滑轮和动滑轮组合在一起,就组成滑轮组。
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着重物,提起重物所用的力就是物体重的几分之一。
且物体升高“h”,则拉力作用点移动“nh”,其中“n”为绳子的段数。
绳子段数的判断:在动滑轮和定滑轮之间划一横线,只数连接在动滑轮上的绳子段数。
3、使用轮轴时,如果动力作用在轮上则能省力,如果动力作用在轴上,则能省距离。
使用斜面时,斜面高度一定时,斜面越长就会越省力。
第3节 机械效率1、有用功:对人们有用的功,有用功是必须要做的功。
例:提升重物W 有用=Gh 。
额外功:并非我们需要但又不得不做的功。
例:用滑轮组提升重物W 额=G 动h (G 动:表示动滑轮重)。
总功:有用功加额外功的和叫做总功。
即动力总共所做的功。
W 总=W 有用+W 额,W 总=Fs2、有用功跟总功的比值叫机械效率。
用W 总表示总功,W 有用表示有用功,η表示机械效率:η=W 有用W 总提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
简单机械、功与功率、机械效率1. 简单机械简单机械是指那些只有一个或很少几个零件并且没有移动的机械装置。
它们通常由一些简单的机构组成,用来转换力或增加输人力的力量。
简单机械有六种基本形式:杠杆、轮轴、滑轮、斜面、楔子和螺旋。
•杠杆是一个刚性材料通过一个固定点的旋转运动来转移力的一种简单机械。
其原理是利用杠杆原理(力矩平衡),将应力或力矩从一个点(固定点)转移到另一个点(载荷点)。
•轮轴是一个固定在一个支撑结构上的旋转装置。
它可以用来传输和转换力,例如通过轧机将原材料压制成所需形状。
•滑轮是一个固定在一个支撑结构上的旋转轮,通常与一个带有重物或负载的绳子连接。
滑轮通过改变绳子的方向来改变力的方向,并增加力的大小,使人们可以更容易地提起大物体。
•斜面是一个斜向放置的平坦表面,常用来提升或降低物体。
当物体沿斜面上的平面移动时,斜面可以减少所需的力量,从而减少对力的需求。
•楔子是一个通常用来分割物体,并将其拆分为两个或更多部分的三角形结构。
楔子的工作原理是通过将力分散到边缘上,产生足够的力来嵌入和移动物体。
•螺旋是一个围绕中心轴线旋转的结构,通常具有连续的螺旋线。
螺旋可以将旋转运动转换为线性运动或将线性运动转换为旋转运动。
通过使用这些简单机械的组合,我们能够实现各种机械设备和工具,如各类起重机、挖土机、推土机和升降机等。
2. 功与功率在学习简单机械之前,我们首先需要了解功与功率的概念。
•功是力作用于物体上,使物体发生移动或改变形状时所做的工作,通常用 Joule(焦耳)作为单位。
功的大小等于力和物体移动的距离乘积。
•功率是指单位时间内做功的能力,通常用瓦特(W)作为单位。
功率等于做的功除以所花费的时间。
在简单机械中,通过改变力的大小和方向,我们可以改变物体的速度、方向和形状。
因此,在使用简单机械时,我们常常需要考虑功和功率的概念。
3. 机械效率机械效率是指机械能量输出与输入之间的比值。
它是衡量机械装置能够有效转换能量的程度。
如何利用功和能量的概念分析简单机械在我们的日常生活和工作中,简单机械无处不在,从杠杆、滑轮到斜面,它们都为我们的生活带来了便利,也为各种工程和技术应用提供了基础。
而理解这些简单机械的工作原理和性能,功和能量的概念是至关重要的工具。
首先,让我们来明确一下功和能量的基本概念。
功,简单来说,就是力在物体沿力的方向上移动的距离的乘积。
如果一个力 F 作用在物体上,使物体在力的方向上移动了一段距离 s,那么这个力所做的功 W 就等于 F×s。
能量则是物体做功的能力,它可以以多种形式存在,比如动能、势能、热能等等。
以杠杆为例,这是一种非常常见且简单的机械。
假设我们有一个跷跷板,一端坐着一个较重的孩子,另一端坐着一个较轻的孩子。
当跷跷板平衡时,两边孩子的力和力臂的乘积是相等的。
我们用力乘以力臂得到的就是力矩,力矩的平衡使得杠杆能够保持稳定或者实现转动。
从功和能量的角度来看,当较重的孩子下降时,他的重力势能减少,所做的功转化为动能和较轻孩子的重力势能增加。
同样,当较轻的孩子下降时,也会发生类似的能量转化。
再来看滑轮。
滑轮分为定滑轮和动滑轮。
定滑轮的作用主要是改变力的方向,而不改变力的大小。
当我们通过定滑轮拉起一个重物时,我们所施加的力和重物上升的距离与直接提起重物是相同的,所做的功也是相等的。
而动滑轮则可以省力,但需要移动更长的距离。
例如,使用一个动滑轮提起一个重物,如果我们施加的力是重物重力的一半,那么我们需要拉动绳子的距离就是重物上升距离的两倍,从功的角度来看,总功仍然是不变的。
斜面也是一种常见的简单机械。
比如我们要把一个重物推上一个斜坡,相比于直接把重物提升到相同的高度,通过斜面会更省力。
但是,在斜面上推动重物需要移动更长的距离。
根据功的原理,力乘以距离等于所做的功。
虽然在斜面上我们用的力较小,但由于移动的距离增加了,最终所做的功与直接把重物提升到相同高度所做的功是相等的。
通过这些例子,我们可以发现,在利用功和能量的概念分析简单机械时,有几个关键的要点。
简单机械、功和能考点聚焦这专题内容涉及的物理概念比较多.在中考时,有下列一些知识点经常考查到. (1)杠杆的平衡条件,杠杆的应用 (2)滑轮(3)功、功率的概念 (4)机械效率的概念 (5)功的原理 (6)机械能 本专题常用的公式有:杠杆的平衡条件:F 1l 1=F 2l 2 滑轮组的拉力:F =n1(G 物+G 动滑轮)(竖直向上提物体,不计摩擦和绳重) 功的计算公式:W =Fs 功率的计算公式: P =tWP =F ·v 机械效率:总有W W =η,W 总=W 有+W 额一、简单机械1.有关杠杆概念物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。
所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,实验室使用的天平。
常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形。
杠杆研究的是力对物体的转动问题。
力对物体的转动效果和作用力有关,还同时和力臂有关。
正确理解力臂的概念,是学好杠杆的关键。
(1)理解“力臂”概念:动力臂l 1:支点到动力作用线的距离. 阻力臂l 2:支点到阻力作用线的距离. (2)画力臂的步骤如下:①在杠杆的示意图上,确定支点O ,将力的作用线用虚线延长。
②从支点O 向力的作用线作垂线,画出垂足,则支点到垂足的距离就是力臂。
③支点到垂足用大括号勾出,并用字母L 标明。
(3)使用杠杆的平衡条件分析解决问题时,应注意:①动力和阻力都是指杠杆受到的力,而不是杠杆对别的物体所施加的力。
②动力和阻力都是相对的。
一般来说动力是使杠杆绕支点转动的力。
阻力是阻碍杠杆绕支点转动的力。
如用撬棒撬石头时,手对撬棒施加的力称之为动力;石头作用在撬捧上的力,阻碍杠杆转动的力称之为阻力,但有时不易区分哪个是动力,哪个是阻力,如使用天平称质量时,被称物体和砝码作用在天平盘上的力,哪个是动力,哪个是阻力呢?可设某一个力(如:顺时针方向转动)为动力,则另一个力(使杠杆逆时针转动)即为阻力。
网络课程内部讲义简单机械、功和能的计算教师:阮红爱护环境,从我做起,提倡使用电子讲义“在线名师”→资料室免费资料任你下载简单机械、功和能的计算【知识要点】1.功率(1)表示做功快慢的物理量。
(2)定义:单位时间内所做的功。
(3)公式:P=W/t=Fs/t=Fv(4)单位:瓦特(W)1W=1J/s2.机械能(1)凡是能做功的物体都具有能。
(2)单位:焦尔(J)(3)动能:物体由于运动而具有的能(了解影响动能大小的探究实验)影响因素:质量、速度(4)势能:包括重力势能和弹性势能重力势能:物体由于被举高而具有的能量(了解影响重力势能大小的探究实验)影响因素:质量、高度弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量(5)动能和势能可以相互转化(熟悉常见现象)(6)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,机械能守恒。
(所谓“守恒”即为总量不变,“守恒”的条件是能量只能在动能和势能间进行相互转化。
)3.功和能的关系:具有能的物体能做功,做功要消耗能量;具有的能量越多,能做的功就越多。
做功的过程实质是能量的转化和转移的过程。
【典型例题】例1.甲机器比乙机器的功率大,则()A.甲比乙做功多B.乙比甲做功多C.在相同的时间内,甲做功多D.做相同的功,乙比甲用时间短则例2.如图1 所示,重500N 的物体,在100N 的水平拉力作用下,沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s。
在这个过程中,拉力做功的功率是W。
图 1例3.今年入夏以来,我市部分松林发生虫灾。
为了灭虫,市政府多次调动直升飞机在重灾区上空喷洒生物农药。
当飞机在某一高度水平匀速飞行,喷洒农药的过程中,飞机的()A.动能减小,重力势能减小B.动能不变,重力势能不变C.动能减小,重力势能增大D.动能增大,重力势能减小~ 第 1 页 ~在线学习网址:客服热线:400-650-7766(9:00—21:00 everyday)版权所有北京天地精华教育科技有限公司“在线名师”→答疑室随时随地提问互动例4.图2是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验,图中所示为三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击后陷入沙坑的情况。
简单机械功和能教案一、教学目标:1. 让学生了解功的概念,理解功的计算方法。
2. 让学生掌握简单机械(杠杆、滑轮等)的工作原理和分类。
3. 让学生了解能量的概念,理解能量的转化和守恒。
4. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容:1. 功的概念及其计算方法2. 杠杆的分类和特点3. 滑轮的工作原理和应用4. 能量的概念及其转化和守恒5. 实例分析:机械功和能的运用三、教学重点与难点:1. 重点:功的概念、计算方法,简单机械的工作原理,能量的转化和守恒。
2. 难点:功的计算,杠杆和滑轮的分类及特点,能量转化的判断。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索。
2. 利用实物模型和示意图,直观展示简单机械的工作原理。
3. 运用实例分析,让学生体会机械功和能的应用。
4. 开展小组讨论,培养学生的合作能力。
五、教学过程:1. 导入:通过生活实例,引导学生思考机械功和能的概念。
2. 讲解:介绍功的概念,讲解功的计算方法。
3. 演示:展示杠杆和滑轮的实物模型,讲解其工作原理。
4. 练习:让学生运用所学知识,解决实际问题。
5. 总结:回顾本节课所学内容,强调重点和难点。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学策略与资源:1. 教学策略:采用互动式教学,鼓励学生提问和发表见解。
使用多媒体课件,增强教学的趣味性和直观性。
组织学生进行小组实验,提高学生的动手能力和观察能力。
结合生活实例,让学生能够将理论知识应用于实际生活中。
2. 教学资源:PPT课件实物模型(杠杆、滑轮等)实验器材(如弹簧测力计、钩码等)作业练习题及答案相关视频资料七、评价方式与反馈:1. 评价方式:课堂问答:检查学生对基本概念的理解和掌握。
小组讨论:评估学生在团队中的参与度和合作能力。
实验报告:评价学生的实验操作技能和数据分析能力。
作业完成情况:检查学生的学习态度和知识应用能力。
2. 反馈机制:及时给予学生口头反馈,指导其纠正错误。
复习简单机械 功和能【知识点】1、什么是杠杆物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。
所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,实验室使用的天平。
常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形。
2、正确理解力臂的概念力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对支点的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关。
支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。
力的大小相同时,力臂是影响杠杆转动的物理量。
如图甲所示,若分别在杠杆的A 点和B 点作用竖直向上的力F 1和F 2,使杠杆缓缓绕O 点转动,当然用力F 2较小,因为F 2的力臂较大。
如图乙中,若先后在杠杆同一点A 作用垂直于杠杆的力F 1和斜向下的力F 2,使杠杆缓缓绕O 转动,我们发现用力F 1较小,原因同样在于F 1的力臂较大。
应用中必须留心力臂的画法。
千万不要把转动轴到力作用点的连线误认为是力臂。
图乙中我们还可以看到,若作用点不变,力的方向发生改变,那么力臂也会随着改变,F 1的力臂是l 1,F 2的力臂是l 2,而且力臂不一定在杠杆上(如l 2)。
3、杠杆平衡表示什么意思:平衡条件是什么。
当有两个力或几个力作用在杠杆上,能使杠杆分别按两个不同方向(比如顺时针或逆时针)转动,若杠杆保持静止不动或匀速转动时,则我们说杠杆平衡了。
根据实验可确定杠杆平衡的条件是: 阻阻动动l F l F ⋅=⋅即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
应该注意所谓动力与阻力并无严格区别,比如天平测量物体质量时,被测物对底盘的压力与砝码对底盘的压力根本无需分清哪个是动力,哪个是阻力,它们在这里的区别仅在于使杠杆转动的方向不同而已。
4、滑轮的实质是什么滑轮实质是变形的,可连续转动的杠杆。
定滑轮的支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,由杠杆的平衡条件可知,定滑轮是等臂杠杆,故使用定滑轮不能省力;动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,由杠杆的平衡条件可知,动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍,动力就是阻力的21,所以动滑轮能省一半力。
简单机械:功和能
简单机械的定义
简单机械是指那些由单个机械部件组成的机械装置,它们通过应用
力和运动来进行工作。
简单机械是机械学的基础,广泛应用于日常生
活和工业生产中。
功的定义和计算
在物理学中,功是描述力对物体产生的影响的量度。
当一个力作用
在物体上,物体发生了位移,这个力对物体做了功。
功的计算公式为:功 = 力 × 位移× cosθ
其中,力是作用在物体上的力,位移是物体的位移,θ是力和位移
之间的夹角。
单位功的国际单位是焦耳(J)。
在简单机械中,以上述计算公式来计算功非常有效。
例如,当我们
用力推动一个物体沿着平滑的水平面运动时,我们的力所做的功等于
力乘以物体的位移。
功的特性
功的本质是对物体能量的转移和变化的描述。
1.正功:当力与位移之间的夹角为锐角时,所做的功为正值。
这意味着力和位移的方向基本上是一致的,并且力对物体产生了正的能量转移。
2.负功:当力与位移之间的夹角为钝角时,所做的功为负值。
这意味着力和位移的方向基本上是相反的,并且力对物体进行了负的能量转移。
3.零功:当力与位移之间的夹角为直角时,所做的功为零。
这意味着力对物体没有产生能量转移。
能的定义和分类
能是物体具有做功的能力。
根据能在物理学中的不同表现形式,能分为多种不同的类型。
动能
当物体具有运动状态时,称为动能。
动能的大小取决于物体的质量和速度。
动能的计算公式为:
动能 = 1/2 × 质量 × 速度²
动能的单位为焦耳(J)。
在简单机械中,想象一个滑块沿着水平面以一定速度运动,滑块的动能取决于它的质量和速度。
重力势能
当物体被抬高到一定高度时,具有的能量称为重力势能。
重力势能的大小取决于物体的质量、重力加速度和高度。
重力势能的计算公式为:
重力势能 = 质量 × 重力加速度 × 高度
重力势能的单位为焦耳(J)。
在简单机械中,典型的例子是使用绳索将物体吊起。
当物体被抬高时,它具有重力势能。
弹性势能
当物体被压缩或拉伸时,具有的能量称为弹性势能。
弹性势能的大小取决于物体的弹性系数和形变量。
弹性势能的计算公式为:弹性势能 = 1/2 × 弹性系数 × 形变量²
弹性势能的单位为焦耳(J)。
在简单机械中,弹簧是常见的弹性体。
当弹簧被压缩或拉伸时,它
具有弹性势能。
总结
简单机械是由单个机械部件组成的机械装置,常用于日常生活和工
业生产中。
在简单机械中,功和能是重要的概念。
功是描述力对物体
产生影响的量度,可以根据力的大小、位移和夹角来计算。
功可以为正、负或零,取决于力对物体的能量转移。
能是物体具有做功的能力,根据不同的能的表现形式,能分为动能、重力势能和弹性势能。
动能
取决于物体的质量和速度,重力势能取决于物体的质量、重力加速度
和高度,弹性势能取决于物体的弹性系数和形变量。
这些概念和计算
公式对理解和应用简单机械非常重要。