简单机械与功
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简单机械,功和能一.基础回顾一)、功1、力学中的功②力学里所说的功包括两个必要因素:一是______________;二是__________________。
2、功的计算:②公式:W=__________ ③功的单位:焦耳(J),1J= 1N ·m 。
3、功的原理:内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
二)、机械效率1、有用功和额外功①有用功 例:提升重物 W 有用=Gh②额外功: 例:用滑轮组提升重物W 额= __________ (G 动:表示动滑轮重) ③总功: 公式:W 总=W 有用+W 额,W 总=______________2、机械效率定义:有用功跟总功的比值。
公式:η=__________说明:机械效率常用百分数表示,机械效率总_____于1三)、功率①物理意义:功率是表示做功_____的物理量。
②定义:__________内所做的功叫做功率③公式:P =_______________ ④单位:瓦特(W)、千瓦(kW) 1W=1J/s 1kW=103W四)、动能和势能1、动能 质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越_____;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越_____。
2、势能 ①重力势能:物体被举得越高,质量越大,具有的重力势能也越_____。
②弹性势能:物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越_____。
③势能:重力势能和弹性势能统称为势能。
五)、机械能及其转化1、机械能:动能与势能统称为机械能。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和_____,或者说,机械能是守恒的。
2、动能和重力势能间的转化规律:六)、杠杆:1.杠杆上的概念2.杠杆的平衡条件:公式:_______ ,也可写成:七)、滑轮:11二.练习:一)、选择题1.下图中属于费力杠杆的是( )2.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离,则杠杆 ( )A .仍能平衡B .不能平衡,大球那端下沉C .不能平衡,小球那端下沉D .无法判断3、如图所示,B 端悬挂一重为G 的重物,不计杠杆自重,在A 点施加动力F 使杠杆保持水平平衡,则下列说法正确的是( )A .因为OA 大于OB ,所以F 小于G ;B .F 的大小可能大于G ;C .因为B 点受到的拉力是向下的,所以F 的方向一定向上;D .当杠杆平衡时,一定满足G ×OB=F ×OA 。
第11章 简单机械和功知识点总结一、认识和利用杠杆1、 杠杆(1) 杠杆的定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
(2) 影响杠杆的五要素:支点:杠杆绕着转动的固定点; 动力:使杠杆转动的力F1; 阻力:阻碍杠杆转动的力F2;动力臂:从支点到动力作用线的距离1l ; 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离2l ; (方法提示:一找点;二画线;三作垂线段)2、 杠杆的平衡条件(1) 杠杆的平衡:杠杆处于静止或匀速转动状态(2) 杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F11l = F22l或:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
即力与力臂成反比。
2112F F l l = 3、 三种杠杆及应用举例:(1) 省力杠杆:当1l >2l 时,F1<F2。
例:扳手,撬棍,指甲刀。
(2) 费力杠杆:当1l <2l 时,F1>F2。
例:钓鱼杆,船桨。
(3) 等臂杠杆:当1l =2l 时,F1=F2。
例:天平 4、不等臂天平的使用:物左砝右时质量为m 1,物右砝左时质量为m 2,则物体质量为m=21m m ,天平两边力臂之比为2121m m l l = 5、欲使已平衡的杠杆在改变力或力臂后再次平衡,则应有改变后的两侧的力与力臂的乘积相等,或者是两边的力或力臂同时改变相同的倍数。
(不是相同的大小)6、杠杆两端挂同种金属块平衡后,同时没入水中,杠杆仍然平衡;若挂不同种金属块,则杠杆失去平衡,密度较大的一端下沉。
二、认识和利用滑轮1、认识滑轮和滑轮组实质力的关系(F,G)距离关系(s,h)速度关系(v,0v)作用定滑轮等臂杠杆F=G s=h v=0v改变力的方向,既不省力也不省距离动滑轮动力臂是阻力臂两倍的杠杆F=12G s=2h v=20v省一半力,费距离滑轮组F=1nG s=nh v=n0v既可省力又能改变力的方向费距离(忽略摩擦,G=G物+G动滑轮)2、滑轮组用力情况的判断判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物,在数绳子时,不但要明确绳子是否承担动滑轮和重物的重力,还要看清滑轮组的组装方式,不能只看滑轮个数。
第十一章 简单机械和功● 杠杆1.定义:在力的作用下可绕固定点转动的硬棒2.五要素:支点(O )、动力(F )、阻力(F 2)、动力臂(l 1)、阻力臂( l 2)3.杠杆的平衡条件:F 1l 1=F 2l 24.分类1) 省力杠杆:l 1 > l 2, F 1 < F 22) 费力杠杆:l 1 < l 2, F 1 > F 23) 等臂杠杆: l 1 = l 2, F 1 = F 2● 滑轮1.定滑轮1) 实质:等臂杠杆2) 特点:不省力,但能改变施力的方向,s =h2.动滑轮1) 实质:动力臂是阻力臂2倍的杠杆2) 特点:最多省一半力,但费距离,s =2h3.滑轮组1) 实质:由定滑轮和动滑轮组合而成的机械2) 特点:既可省力,又可改变力的方向,s =nh● 功1.定义:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积2.两个必要条件:一是对物体要有力的作用;二是物体要在力的方向上通过一定的距离3.公式:W =Fs4.单位:焦耳,简称焦,符号是J ,1J=1N ·m● 功率1.定义:功与做功所用时间的比2.公式:P =W t 3.单位:瓦特,简称瓦,符号是W ,1W=1J/s4.单位换算: 1kW=103 W. 1MW=106W● 机械效率1.定义:物理学中,将有用功与总功的比值。
2.公式:η = W有用W总×100%3.提高机械效率的方法:减轻机械自重,减小机械摩擦,增大被提升物体重力1.(2021•泰州)如图,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡。
下列操作中,仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)()A.两侧钩码同时向支点移动一格B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码C.左侧加挂一个钩码,右侧加挂两个钩码D.左侧拿去一个钩码,右侧钩码向左移动一格2.(2021•淮安)在“探究杠杆平衡条件”实验中:(1)如图甲所示,应调节杠杆两端的,使杠杆在水平位置平衡。
第11章简单机械和功11.3功一、功是什么(1)定义:物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功。
(2)计算公式:W=FS;F表示力,S表示在力的方向上通过的距离,W表示功。
(3)单位:国际单位,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是焦耳,简称焦,1J=1N×1m=1N·m(4)应用:计算功的时候,首先判断是否满足做功的两要素,力与物体移动的距离方向必须一致,对应同一物体,同一段时间。
【重点提示】(1)物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性。
(2)1焦耳大约是人从地上捡起一枚50g的鸡蛋,并将其举过头顶在此过程中做的功。
【教材剖析】[议一议]教材P14分析比较试验数据,能得出什么结论?答:FS与Gh近似相等。
二、做功了吗(1)力对物体做功的两个必要条件:①对物体要有力的作用,②物体在力的方向上通过一定的距离。
(2)力不做功的三种情况①有距离无力②有力无距离③力与距离垂直【重点提示】不做功的三种情况:(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”。
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”。
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
【教材剖析】[正文]教材P15图11-30;人做功了吗?为什么?(a)女孩把一箱报刊搬起来,此过程中人做了功,因为人施加给报刊的力是向上的,克服了竖直方向的重力,并向上移动了一段距离。
(b)学生背着书包在水平路面匀速行驶,此过程中人没有做功,人施加给书包的力是竖直向上的,而竖直方向上没有发生一段距离。
三、功的原理(1)使用任何机械时,人对机械所做的功,都不会少于不用机械而直接用手所做的功。
即:使用任何机械都不省功,这是功的原理。
(2)对功的原理诠释:不考虑机械自重与摩擦的情况下,使用机械所做的功至少等于不用机械而直接用手所做的功;在考虑机械自重和摩擦的情况下,总比不用机械而直接用手对物体所做的功要多些。
第十一章 简单机械和功第5节 机械效率经典习题1.机械效率的计算公式是 ,通常有用功的公式是 ,通常总功的公式是 。
有用功、总功、额外功的关系2.如图所示是某工人用滑轮组提升重物,工人用360N 拉力将重为600N 的重物匀速提升10m ,t=500s 求:(1)有用功、总功、额外功(2)滑轮组的机械效率是多少?(3)拉力的功率3.大军用某机械将一500N 的重物匀速提高1m ,做的额外功是100J ,则他做的总功是多少?有用功是多少?机械效率是多少?4.建筑工地上工人利用滑轮组使2000N 重物匀速升高5m 所用的时间是50s 。
如果工人做的功是12500J 。
⑴ 工人做功的功率是多少? ⑵ 额外功是多少? (3)滑轮组的机械效率是多少?5.物体重500N ,放在斜面上,用一沿斜面向上的力F=300N 拉物体匀速向上,物体移动了1m ,物体上升了0.5m ,t=3S(1)有用功、总功、额外功(2)斜面的机械效率(3)拉力F 的功率6.小明用杠杆提升一重G=500N,物体上升了0.5m ,作用于杠杆的力F=200N ,力F 移动的距离是1.5m,(1)有用功、总功、额外功(2)杠杆的机械效率第1题图7.用如图所示的滑轮组,将280N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为100N(不计摩擦和绳重) t=5s(1)物体上升的距离和绳子自由端移动的距离(2)有用功、总功、额外功(3)滑轮组的机械效率(4)拉力的功率(5)动滑轮的重力(6)若用该滑轮组将重580N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。
8.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3 m所用的时间为10s。
(不计绳重和摩擦),求:(1)重物上升的速度和动滑轮重. (2)拉力所做的有用功.(3)拉力的功率. (4)滑轮组的机械效率.(5)若用该滑轮组将重780N的物体匀速提升2m时,拉力做的功、有用功,此时的机械效率。
简单机械和功教案教案标题:简单机械和功教案教案目标:1. 了解简单机械的定义和分类。
2. 理解力、距离和功的关系。
3. 掌握计算功的方法和公式。
4. 能够应用所学知识解决简单机械和功相关问题。
教学准备:1. 教学投影仪和幻灯片。
2. 黑板或白板。
3. 学生练习册和习题。
4. 实验器材(如弹簧测力计、测量尺等)。
教学过程:1. 导入(5分钟)- 引入简单机械的概念,例如杠杆、轮轴等,并让学生观察周围环境中的简单机械。
- 引发学生对简单机械的兴趣,激发学习的动机。
2. 知识讲解(15分钟)- 使用教学投影仪展示简单机械的分类和示意图,解释每种机械的作用和原理。
- 介绍力、距离和功的概念,以及它们之间的关系。
- 讲解如何计算功的公式和单位。
3. 实验演示(20分钟)- 进行一个简单机械和功的实验演示,例如使用弹簧测力计和测量尺来测量力和距离,计算功。
- 引导学生观察实验现象,理解力和距离对功的影响。
4. 练习与讨论(15分钟)- 分发学生练习册和习题,让学生独立或小组完成相关练习。
- 鼓励学生在小组内讨论解题思路和方法,互相帮助和学习。
5. 概念总结(10分钟)- 回顾本节课所学的内容,强调简单机械和功的重要性。
- 总结计算功的方法和公式,帮助学生巩固所学知识。
6. 课堂作业(5分钟)- 布置课堂作业,要求学生进一步巩固和应用所学知识。
教学延伸:1. 鼓励学生进行简单机械和功的更多实验,加深对概念的理解。
2. 引导学生研究和探索更复杂的机械和功的应用,拓展他们的学习兴趣。
教学评估:1. 教师观察学生在实验中的表现和对概念的理解程度。
2. 学生完成的练习册和习题的正确率和质量。
3. 课堂讨论和回答问题的积极参与程度。
教学反思:教师根据教学评估结果,对教学过程进行反思和总结,进一步优化教学方法和内容,以提高教学效果。
八年级简单机械与功知识点在学习物理知识时,简单机械与功是十分重要的一部分,尤其对于八年级学生来说。
以下是简单机械与功的相关知识点:一、简单机械的种类简单机械包括六种基本种类:杠杆、轮轴、斜面、固定滑轮、移动滑轮和螺旋。
这些简单机械可以通过改变力的方向、大小和距离来提高效率。
例如,杠杆可以帮助我们改变力的大小和方向。
轮轴可以通过改变力的距离和方向来提高效率。
而斜面可以帮助我们减少对物体施加的力,从而完成任务。
二、简单机械的作用简单机械的作用是缩短作用力的距离,从而减小对物体所需要的力。
我们可以通过使用简单机械来完成我们需要的任务,比如举起重物、扭紧螺母和拉动物体。
三、功的定义功是对物体施加力并移动它所需要的能量。
它的单位是焦耳,并可以用以下公式表示:功 = 力 ×距离× cosθ其中,θ表示施加力和移动物体的方向之间的夹角,cosθ表示这两个方向之间的余弦值。
四、功的应用在物理学中,功可以帮助我们计算机械做的工作量。
例如,如果你需要抬起一个重物,并将它放到一个高处,你需要施加足够的力来提供足够的能量,并完成这项工作。
除了计算机械功率之外,功还有其他应用。
在跑步或其他体力活动中,通过计算所耗费的能量来评估运动员的表现,就是一种常见的功率应用。
五、简单机械与功的关系简单机械和功之间存在着密切的关联。
我们可以使用简单机械来改变力的方向、大小和距离,从而减小施加力所需要的能量。
因此,简单机械可以帮助我们更有效地完成任务,同时还可以节省我们的时间和能量。
总之,八年级学生需要深入了解简单机械和功的相关知识点。
掌握这些知识可以帮助我们更好地理解物理学的基本原理,并有效地利用它们来解决我们生活中的实际问题。
物理简单机械和功物理是自然科学的一门重要学科,它研究的是物质的运动、能量转化和相互作用等现象。
而简单机械和功则是物理学中的两个重要概念。
本文将从简单机械和功的角度来介绍它们的定义、原理和应用。
一、简单机械简单机械是指由一个或多个简单的机械元件组成的机械装置,它们能够改变力的大小、方向或应用点。
常见的简单机械有杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋等。
简单机械能够利用力的乘积原理来改变力的大小和方向,从而使我们能够更轻松地完成一些力所不能及的工作。
1. 杠杆杠杆是一种常见的简单机械,它由一个支点和两个力臂组成。
杠杆能够利用力的乘积原理,使我们能够以较小的力来抵消较大的力。
杠杆常见的应用有撬棍、门铰和秋千等。
2. 轮轴轮轴是由一个固定的轴和一个围绕轴旋转的轮组成的简单机械。
轮轴能够改变力的方向,并且可以利用力的乘积原理使我们能够更容易地移动重物。
轮轴常见的应用有车轮、滚轮和滚珠轴承等。
3. 滑轮滑轮是由一个固定的轴和一个绕轴旋转的滑轮组成的简单机械。
滑轮能够改变力的方向,并且可以利用力的乘积原理来减小我们所需要施加的力。
滑轮常见的应用有吊车、滑轮组和滑轮滑道等。
4. 斜面斜面是一种倾斜的平面,它能够减小物体所受重力的作用力,并且可以改变力的方向。
斜面能够利用力的乘积原理使我们能够更轻松地抬起重物。
斜面常见的应用有斜坡、楼梯和斜面滑道等。
5. 螺旋螺旋是一种具有螺纹结构的简单机械,它能够将旋转运动转化为直线运动。
螺旋常见的应用有螺丝、螺母和螺旋桨等。
二、功功是物理学中的一个重要概念,它表示力在物体上所做的功。
功的大小等于力乘以物体在力的作用下所移动的距离。
功的单位是焦耳(J),1焦耳等于1牛顿乘以1米。
功可以用来表示物体所获得或失去的能量,它是能量转化和传递的基本原理。
1. 正功和负功当力的方向和物体的位移方向相同时,功为正;当力的方向和物体的位移方向相反时,功为负。
正功表示物体所获得的能量,负功表示物体所失去的能量。
物理简单机械和功知识点一、简单机械简单机械是指能够通过外力作用使其产生、转移或改变力量、速度和方向的装置。
简单机械包括杠杆、滑轮、斜面、螺旋、轮轴和齿轮等。
下面将分别介绍这些简单机械的原理和应用。
1. 杠杆杠杆是一种用来放大力量或改变力的方向的简单机械。
它由一个支点和两个力臂组成。
根据支点与力臂的相对位置,杠杆分为一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆。
杠杆的原理是通过力矩的平衡,使力臂乘以力的大小等于力臂乘以力的大小。
杠杆的应用非常广泛,例如门上的门锁、拨动开关、游乐园中的秋千等都是利用了杠杆原理。
2. 滑轮滑轮是一种可以改变力的方向和大小的简单机械。
它由一个固定在支架上的轮子和一个绳子或链条组成。
滑轮的原理是通过改变绳子或链条的方向,使施加在绳子或链条上的力改变方向或大小。
滑轮的应用广泛,例如吊车、提升机、滑轮组等都是利用了滑轮原理。
3. 斜面斜面是一种可以减小力的大小的简单机械。
它由一个斜面和一个斜面上的物体组成。
斜面的原理是通过减小物体所受重力的垂直分量,从而减小所需的力。
斜面的应用也非常广泛,例如坡道、滑道、斜坡等都是利用了斜面原理。
4. 螺旋螺旋是一种可以转换力的方向和大小的简单机械。
它由一个螺旋线和一个施加力的杠杆组成。
螺旋的原理是通过螺旋线上的斜率,使施加在螺旋上的力转换为螺旋线方向上的力。
螺旋的应用也非常广泛,例如螺旋桨、螺纹钢筋、螺丝等都是利用了螺旋原理。
5. 轮轴轮轴是一种可以改变力的方向和大小的简单机械。
它由一个固定在支架上的轮子和一个与轮子连接的杆或绳子组成。
轮轴的原理是通过改变杆或绳子的方向,使施加在杆或绳子上的力改变方向或大小。
轮轴的应用也非常广泛,例如自行车、汽车、风车等都是利用了轮轴原理。
6. 齿轮齿轮是一种可以改变力的方向和大小的简单机械。
它由两个或多个相互啮合的齿轮组成。
齿轮的原理是通过齿轮的啮合,使施加在一个齿轮上的力转移到另一个齿轮上。
齿轮的应用也非常广泛,例如钟表、汽车变速器、自行车变速器等都是利用了齿轮原理。
简单机械和功知识点总结一、 认识和利用杠杆 1、 杠杆(1) 杠杆的定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒; (2) 影响杠杆的五要素:支点:杠杆绕着转动的固定点; 动力:使杠杆转动的力F1; 阻力:阻碍杠杆转动的力F2;动力臂:从支点到动力作用线的距离1l ; 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离2l ; 方法提示:一找点;二画线;三作垂线段 2、 杠杆的平衡条件(1) 杠杆的平衡:杠杆处于静止或匀速转动状态(2) 杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F11l = F22l或:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一;即力与力臂成反比;2112F F l l 3、 三种杠杆及应用举例:(1) 省力杠杆:当1l >2l 时,F1<F2;例:扳手,撬棍,指甲刀; (2) 费力杠杆:当1l <2l 时,F1>F2;例:钓鱼杆,船桨; (3) 等臂杠杆:当1l =2l 时,F1=F2;例:天平 4、不等臂天平的使用:物左砝右时质量为m 1,物右砝左时质量为m 2,则物体质量为m=21m m ,天平两边力臂之比为2121m m l l5、欲使已平衡的杠杆在改变力或力臂后再次平衡,则应有改变后的两侧的力与力臂的乘积相等,或者是两边的力或力臂同时改变相同的倍数;不是相同的大小6、杠杆两端挂同种金属块平衡后,同时没入水中,杠杆仍然平衡;若挂不同种金属块,则杠杆失去平衡,密度较大的一端下沉; 二、 认识和利用滑轮 1、 认识滑轮和滑轮组实质力的关系 F,G距离关系 s,h速度关系v ,0v作用定滑轮等臂杠杆F=Gs=hv =0v改变力的方向,既不省力也不省距离动滑轮动力臂是阻力臂两倍的杠杆F=12G s=2hv =20v省一半力,费距离滑轮组F=1n Gs=nh v =n 0v 既可省力又能改变力的方向 费距离忽略摩擦,G =G 物+G 动滑轮 2、 滑轮组用力情况的判断判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物,在数绳子时,不但要明确绳子是否承担动滑轮和重物的重力,还要看清滑轮组的组装方式,不能只看滑轮个数;3、滑轮组绳子段数n与动滑轮个数m之间的关系:n=2m或n=2m+1;n为偶数时,绳子起点在定滑轮上;n为奇数时,绳子起点在动滑轮上;4、在给滑轮组绕绳时,若要求人站在地上拉动重物上升;则绳子最后必定穿过定滑轮,拉力方向向下;三、怎样才算做功1、做功的条件一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过了距离,二者缺一不可;2、常见的几种看似做功而实际没有做功的情况:不劳无功,劳而无功(1)物体依靠惯性通过了一段距离,如推出去的铅球,投掷出去的标枪;(2)有力作用在物体上,物体没有移动距离,如推而不动,搬而未起;(3)有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与移动方向垂直或指向反方向;如:用手提着水桶水平运动,关闭发动机的汽车慢慢停下来;3、功的大小公式:W=FsF是做功的力的大小,s是物体在动力F的方向上通过的距离,它不一定等于物体实际移动的距离;使用机械提升重物时,动力做功可以使用公式W=Fs来计算,克服物体重力做功W=Gh;从斜面上滑下的物体,重力G对物体做功,物体在力的方向上移动的距离是斜面高h,而不是物体实际移动的距离即斜面的长l ,所以重力做的功是:W=Gh 省力的机械多移动距离,费力的机械省距离,总之任何机械都不省功,但使用机械可以给人们带来方便 四、 做功的快慢1、 功率的意义:表示物体做功的快慢;2、 功率的定义:单位时间里物体完成的功;3、 公式:WP F v t==• 特别提醒:运动公式P Fv =时要注意,当功率一定时,要增大牵引力需要减小速度 4、单位:W 、kW功率数据的意义:一台机器的功率为500W,表示这台机器在1s 内做功500J; 5、区别机械的总功率和有用功率: 总功率指机械本身产生的功率,t总总W P =有用功率指机械用来做有用功的那部分功率:t有用有用W P =,P 有用=P 总·η 五、 机械效率1、 机械效率的定义:有用功跟总功的比值2、 公式: 100%W W =⨯有用总对于任何机械,η总小于1; 3、 有用功、总功、额外功(1) 有用功是为了达到目的、完成任务而对物体做的功;如:克服物重提升物体时,W 有用=Gh ,克服地面对物体的摩擦使物体运动时,W 有用=fs ; (2) 额外功是指对人们无用,但因为摩擦力和机械自重等存在,克服摩擦力和机械自重而不得不做的功;使用机械提升重物时,用来克服机械自重和机械各部分摩擦所做的是额外功;水平移动物体时,所做的克服有用摩擦之外所做的功为额外功; (3) 总功是:W W W 总有用额外=+,也就是人们使用机械时实际做的功;W •总动=F s ,式中动F 是作用在机械上的动力,s 是动力动F 通过的距离;(4) 提高机械效率的主要方法:增加有用功,减少额外功,增大有用功与额外功的比值;对于组合一定的滑轮组,增大提升物体的重力,增大所做的有用功,可提高其机械效率;4.计算机械效率的各种变形式. A.在竖直方向上提升物体,η====对于杠杆:n =s/h =;对于滑轮组:n =s/h,s 为动力移动的距离,h 为物体提升的高度 注:若只计动滑轮的重,则F =G+G 轮/n,机械效率η还可等于,即η=.B.在水平方向上拉动物体,η==s 物为物体移动的距离,s 动力为拉力移动的距离 C.注意事项① 机械效率与功率的区别功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快;机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%;而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.②机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高.。
一、杠杆1、 如何判断省力杠杆、费力杠杆已知力的方向画力臂:从支点向力的作用线(延长线)做垂线2、作图题已知力臂,画力的方向: 根据题意,画出做小力: 2、 根据F 动×l 动=F 阻×l 阻来解题 二、滑轮1、 定滑轮:只改变力的方向不改变力的大小2、 动滑轮:能省力但是费距离 (任何机械都不能省功) s = nhh 物 = h 动滑轮 竖直放置的滑轮 F = n 1G 物 (用于动滑轮质量可忽略不计) F =n1(G 物+G 轮)(此公式可用于求动滑轮的重)3、滑轮组▲:s 为绳子自由端移动的距离,n 为滑轮组绳子的股数,h 为物体上升的高度;F 为绳子自由端移动的距离,G 物为物体受到的重力大小,G 轮 为动滑轮受到的重力。
s = nl (l 为物体水平移动的距离)水平放置的滑轮F =n1f (f 为物体受到地面的摩擦力)三、功1、计算公式:W=FS (W=Pt)(S 为在力的方向上发生的位移,即位移方向与力的方向相同)2、有用功、额外功、总功 四、功率 P =tW (该物理量反应物体做功的快慢,类似于速度v=ts )五、机械效率η=总有用W W ×100%对于竖直放置的滑轮组:η=hG h GG 轮物物+h ×100% =轮物物G G +G ×100%如图8-104所示,重500N的物体与地面间的摩擦力为144N,为使物体匀速移动6m,必须在绳的自由端加60N的水平拉力.那么拉力做的有用功是_________J,此滑轮组的机械效率为_________.①有用功:就是装置对物体做的功(因为我们的目的就是移动物体)所以,有用功就是滑轮组对物体的作用力×物体前进的距离滑轮组对物体的作用力 = 滑轮组与物体间的绳子对物块的拉力即 W有用=f×l (f为物体受到的摩擦力,l为物体水平运动的距离)②总功:就是绳子自由端的拉力×绳子自由端移动的距离即 W总=F×S (F为绳子自由端的拉力,S为绳子自由端移动的距离,S=n×l)③额外功:就是物体受到的摩擦力×物体前进的距离(摩擦力 = 滑轮组对物体施加的作用力)即W额外= f×l (f为物体受到的摩擦力,l为物体水平移动的距离)滑轮组既能省力又能改变力的方向. 亮亮用自制的滑轮组来提起500N重物(如图8-105所示),绳自由端的拉力F=200N,重物以0.2 m/s的速度匀速上升,不计摩擦和绳重,则动滑轮重_____________N,拉力做功的功率是___________W,该滑轮组的机械效率等于____________,当被提起的重物变重时,滑轮组的机械效率就_________(填“变大”、“变小”或“不变”)①有用功:就是滑轮组对物块做的功滑轮组对物体的作用力×物体滑轮组对物体的作用力是:动滑轮与物体间的绳子对物体施加的作用力F1 = G(因为物体匀速上升,物体受力平衡)即W有用= G× h②总功:绳子自由端拉力做的功,即绳子自由端的拉力×绳子自由端移动的距离即W总= F×S③额外功:滑轮组对动滑轮做的功即W额外= G轮×h图8-105图8-104。
第十一章《简单机械和功》复习一、 知识网络:二、【知识梳理】 (一)杠杆1、定义:在力的作用下能绕 转动的 称做杠杆。
2、杠杆的五要素是: 、 、 、 、 。
可归纳为:一点、二力、二臂:支点(0):杠杆绕其转动的点 动力(F1) :使杠杆转动的力阻力(F2) :阻碍杠杆转动的力(方向判断) 动力臂(L1):从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的垂直距离 3、杠杆的平衡条件:⑴杠杆的平衡是指杠杆处于 状态。
⑵实验前应调节 ,使杠杆在 位置平衡,这样做的目的是: 。
⑶杠杆的平衡条件: 。
用公式可写成: 。
4、杠杆可分为 杠杆、 杠杆和 杠杆。
(二)滑轮:1、定滑轮:①特点: 。
②实质: 。
③F 移动的距离S 和G 移动的距离h 的关系 。
2、动滑轮:①特点: 。
②实质: 。
③F 移动的距离S 是G 移动的距离h 的 。
3、滑轮组:①特点:既可以 ,又可以改变 。
②省力情况:若不计摩擦和绳重,有几段绳子拉着动滑轮,一般拉力就是物重的 ,费力杠杆 省力杠杆杠杆等臂杠杆 滑轮功功的计算简单机械功的单位 机械效率功简单机械和功 做功的两个必要因素动滑轮 滑轮组定滑轮 功率 F F图1 F 2F移动的距离S是G移动的距离h的。
且如已知动滑轮的个数为a,拉着动滑轮的绳子段数n用a 表示,则n= 或。
(三)轮轴:实质:。
动力加在轮上,实质为杠杆,提升重物时,不计机械重和摩擦,动力F= 。
动力加在轴上实质为杠杆,提升重物时,不计机械重和摩擦动力F= 。
作用:。
(四)斜面:斜面高为h ,斜面长为L,沿斜面推重物,物体重为G,在不计摩擦的情况下,施加的力F= 。
如果知道摩擦力是F1,那么,F= 。
(五)螺旋:实质:。
作用:。
(六)功(W)1、定义:。
2、公式:W= 。
3、单位:,符号是,1J=1N·m4、做功的两个必要因素:①②(七)功率(P)1、意义:引入功率是表示的物理量。
D 迎迎用力推一 个
箱子但是没有 推动
2m
C 贝贝和欢欢架 着一桶水在水平 道路上前进 B 妮妮用定滑轮提
升物体 8. 重力为10N 的木块在5N 的水平拉力作用下在水平地面上前进了
晶晶举重保持不 动 时间为4s ,则拉力的功率为 []
2.5w B. 5w C. 10w D. 20w
9. 用图6的动滑轮提升100N 的重物,把重物升高了 3m ,作用在绳子
自由端的拉力为60N,则动滑轮的机械效率为 []
A. 30%
B. 60 %
C. 83.3 %
D. 120 %
简单机械与功
如图3所示,分别沿着F1、F2、F3三个方向施加力,利用定滑轮提升同一
个物体,如果不计滑轮和绳子之间的摩擦,则 []
A.F1=F2=F3
B.F1>F2>F3
C.F1<F2<F3
D.无法比较
4. 如图4所示,在水平拉力F 的作用下重100N 的物体A 沿水平地 面
做匀速直线运=动,弹簧测力计B 的示数为 水平桌面的摩擦力大小为[]
A.100N
B.50N
C.20N
D. 10N
6. 关于功率和机械效率,下面的说法正确 |
A. 机器的功率越大,做功越多
B. 机器的功率越大,机器的机械效率越高
7. 下面各图中的小福娃做功的是[] 1、
2、
A 挖土的铁锹
B 缝纫机脚踏板
C 起子 如图2所示,A 点的弹簧测力计无论是竖直向下还是倾斜向下都可以使杠杆 水平,由杠杆的平衡条件可知 [] A. B. C. D. 倾斜拉动,弹簧测力计的示数较大
竖直拉动,弹簧测力计的示数较大 两种方法弹簧测力计的
示数相等 无论弹簧测力计怎样拉动,弹簧测力计的示数都
小于物重
n~r 3、 10 N ,则物体A 与
rn S TTTTTT77TTTTTTTTTTTTT}
] 机器的功率越大,做功越快 功率和机械效率的单位相同 、选择题(每题2分,共10题,合计20 分)
下面各图中属于省力杠杆的是 D 天平
F J 所用的
图4 0 )1-82 B 11-S3
10.
某同学把一本初中物理课本从地面举到头顶时对课本所做功最接近于
[ ]
A. 4J
B. 0.2J
C. 40J
D. 2000J
二、填空题(每空2分,共46分) 1、 如图7所示,小明使用的杠杆是一个 ________ (选填“省力”“费力”或“等
臂”)杠杆,如果石块对杠杆的压力为 100N 从图可以看出,小明使用的压力 约为 __________ N
2、 如图8所示杠杆的每格长度都相等,每个钩码的重力为 1N,则弹簧测力计 的示数为 __________ N 如果把钩码和弹簧测力计的位置交换,弹簧测力计的示数 又为 ________ N
3、 用图9的滑轮组提起重为300N 的一桶水,人们所使用的拉力至少为
_______ N 实际生活中,人们使用的拉力应该 ______ (选填“大于” “等于”或
“小于”)力。
4、 在水平地面上有一重力为500N 的箱子,现在小明用200N 的水平力使箱子 匀速移动了 3m 则此过程中,地面对箱子的摩擦力为 __________ N 小明对箱子 所做的功为 ________ 。
图7
5、 下列常用的工具中,属于省力机械的是
A.瓶盖起子 B .剪铁丝的老虎钳 E.修剪树枝的剪刀 F.缝纫机踏板
6、 请根据图10所示的情景,仿照示例,
写出两条有价值的信息。
示例:小明使用的滑轮组中绳子的根数为 6根。
信息1: ______________________________________________
信息2: _________________________________________________________ <__
7、如图是一根用来挑东西的扁担.扁担属于 ______________ (填“滑轮” “杠杆”“滑
图10 (填序号) C.钓鱼竿 D.起钉子的羊角锤
G .筷子
轮组”“斜面”等)类机械,使用扁担挑东西 _____ (填“能”或“不能”)省力。
&一装置如图4所示,已知物体在拉力F作用下处于静止,不计滑轮重,若弹
簧测力计示数为10N,则拉力F= N
9、如图11-82所示,用锯子在木板上锯一道缝,拉锯所用的力F=200 N,所锯
的缝长为15 cm锯子拉动的距离与木板保持垂直,则拉力所做的功为_________ 锯子的锯齿是左右错开、而不完全同在一条直线上的,这样锯子在锯木头时就
比较_______
10、如图11- 83所示,起重机将一个重为4 .0 X 10N的物体,以O. 5m/s的速度匀速提升2m然后又以同样的速度沿水平方向移动10 m,在这个过程中,起重机对
物体做的功为______________ J ,起重机提升物体时的功率为_
______
W
O
11、用“一定一滑”滑轮组来提升重物时,重物能匀速上升,不计滑轮转动摩
擦及拉绳质量,已知动滑轮重10 N,使用时机械效率为80%,则当重物被升高60 cm 的过程中,总功是J ,有用功是—匚,提升重物的重力是
N,绳自由端拉力N O
12、2008年北京奥运会的宗旨是“绿色”和“人文”。
在所有的比赛场馆都为残疾人建立了专用通道,为残疾人上下台阶提供了方便。
它实际就是我们所
学过的简单机械------------------- 斜面;使用它的好处三、作图题(6 分)(1)在图12中画出F2的力臂和力臂L1的力。
(2分)
(2)利用图13中的定滑轮和动滑轮绕制滑轮组,要求能够改变用力的方向
(3)做出图14中最小的力
图12 图13 图14 图15
四、实验题(共14分)
1、如图15所示的实验装置中:
(1 ).实验之前,没有挂钩码,发现杠杆左端下沉,应将杠杆的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。
(1分)
(2)实验中只有8个钩码,A点已经悬挂了4个钩码,为了使杠杆平衡,应该怎样悬挂其余的钩码,请写出两种合适的方案
7方^< 1: _____________________________
2: _______________________________ O
2、为制定执行健身计划,迎接2008年的奥运会,李教授和他的女儿需要测量
从一楼跑到3楼的功率,为此:如果李教授和他女儿的体重都已经知道,手中有一个厘米刻度尺,他们还需要测量工具是__________________________ o(1分。
)(2)请帮助他们把所需要测量的物理量和需要计算的物理量填入下面的表格,并
注明需要用到的符号和单位(4分)O
图4 0 )1-82 B 11-S3
2、5月12日,四川汶川发生8级大地震,震后立即开展了紧急救援。
在救援 过程中,常看到救援工作者使用的这种起重机械,利用这种机械吊起坍塌的混 凝土结构的吊板。
如所示是这种起重机吊臂上的滑轮组,它在50s 内将重为2.4 X 104N 的吊板匀速提高10m 已知拉力F 为104N 。
则这个过程中:
(1) 拉力F 做了多少功?拉力F 的功率多大?
(2) 滑轮组的机械效率多大? 物理量
李教授
女儿
次数 物重 /N 物体升 高/m 拉力 /N 绳子拉 下/m
有用功 /J 总功 /J 机械效率 1 4 0.1 3.00 0.2 0.4 0.6
2 0.1 6.25 0.2 1
r 1.25 80% 3 10 0.2 6.25 0.4 2
80% (1) 把表格中所缺少的数据填写完整。
(2) __________________________________________ 由表
格中的数据可以知道,实验选择的是 _______________ (选填
“左”或“右”)边一套装置。
(3) 分析第1次和第2次的数据可以知道,对于同一个滑轮组,
可以通过
(4) _______________________________________________________________ 分析第2次和第3次的数据我们可以得到的结论是 _____________________________
五、计算题。
(共计14分。
) 3、某同学用两个完全相同的滑轮绕制了两个滑轮组(图 15),并选用其中一个 完成1、一辆汽车在高速公路上运动
(图16),速度为20m/s ,已知发动机对车的牵引 力为2000N 求1分钟内牵引力对车所做的功和功。