1、1,简单机械和功,洋县槐树关中学 朱爱民,2,1、杠杆定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。, 支点：杠杆绕其转动的点 O, 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垂直距离 L1, 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离 L2,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。,力的作用线：过力的作用点沿力的方向所画的直线,2、五要素,3,什么叫力臂？,从支点到力的作用线的垂直距离。,怎样找力臂？,方法：,(1)点:应先找出支点的位置，,(2)线:再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线，,(3)垂直:然后从支点作这些力的作用线的垂线。,(4
2、)标号:这个垂线就是力臂。,4,下图是一种常见活塞式抽水机的示意图，在图中画出手柄所受动力F1的力臂和阻力。,5,(3)动力臂阻力臂, 费力杠杆（费力、省距离）,(1)动力臂阻力臂, 省力杠杆（省力、费距离）,(2)动力臂=阻力臂, 等臂杠杆,3、杠杆分类:,6,1、图4是一种垃圾夹的结构示意图.拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆后与两夹爪的一端相连接.当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状.在使用过程中，手把和夹爪分别是( ) A省力杠杆 费力杠杆 B费力杠杆 省力杠杆 C省力杠杆 省力杠杆 D费力杠杆 费力杠杆,A,练
3、一练,7,2.汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是( ) A.沿F1方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向,C,8,3、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,A,C,9,4、如图6所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图7所示。据图可知金属杆重(
4、)A5 N B10 N C20 N D40 N,B,10,4、探究杠杆的平衡条件 (1)杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。,答:使杠杆自身的重力作用线通过支点上，这样就抵消了杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响,(2)为什么要调节杠杆两端的 螺母使杠杆在水平位置平衡？,(3)为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？,答:便于测量力臂,11,探究杠杆的平衡条件,12,例5在“探究杠杆平衡条件”的实验中，先把杠杆的中点支在支 架上，杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 (填 “平衡”或“不平衡”)状态为了使杠杆在水平位置平衡，可以 调节右端的平衡螺母，使它
5、向 (填“左”或“右”)移动在 杠杆上挂2N的重物，如图乙所示，杠杆静止时弹簧秤的示数为N，将所挂的重物往左移1格，杠杆重新平衡后，弹簧称的示 数会 (填“变大”、“变小”或“不变”),平衡,右,4,变大,13,二、滑轮,1、定滑轮的特点：使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,2、动滑轮的特点：使用动滑轮能省（一半）力，但不可以改变力的方向,14,3、滑轮组的特点：既可省力，又可改变施力的方向,实验结果：,不计绳重、动滑轮重及摩擦时，拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。,n=2时，,n=3时，,15,三、轮轴,1、实质：省力杠杆,2、特点：省力，费距离,16,四、斜面,1、作用：省力,
6、2、特点：斜面坡度越小，越省力；,17,功,1、做功的两个必要因素： （1）有力作用在物体上； （2）物体在这个力的方向上移动一段距离,18,2、功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积,3、功的计算：,W=FS,W=Gh,19,二、功率,2、定义：功与做功所用时间的比值,1、意义：表示做功快慢,3、公式：P=W/t,4、人做功的功率几十瓦到几百瓦之间,20,5、估测上楼时的功率：,1、实验原理是什么? 2、需要测哪些物理量？ 3、需要哪些器材？,器材：,磅秤、刻度尺、秒表,物理量：,质量m、高度h、时间s,P=W/t,实验原理,练一练,21,6、提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的
7、一个重要课题。机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120 km和180 km在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为 （ ） A23 B32 C49 D94,C,22,7跳绳是一种简便易行的锻炼方式.图7描绘了某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像.由图像可知，他的重心移动的最大高度为 cm.若该同学的体重为500N，则他1min内克服重力做功的功率为 W.,6,75,23,有用功 ：对人们有用且必须做的功,额外功 ：并非需要但又不得不做的功,总功 ：有用功与额外功的总和,有用功、额外功、总功,W总=W有用+W额,2
8、4,机 械 效 率,1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.,2.表达式:,没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1,？,有没有机械效率为100%的机械？为什么？,25,三、斜面的机械效率,斜面的机械效率与斜面的坡度和粗糙程度有关。,当斜面的粗糙程度相同时，斜面的坡度越大，机械效率越高；,当斜面的坡度相同时，斜面的越光滑，机械效率越高；,26,8、实验、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）,练一练,27,(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
9、机械效率越高,28,9、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s3m，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F1200N，则该斜面的机械效率 是 %。,900,75,29,滑轮组的机械效率,滑轮组的机械效率与物重与动滑轮重有关；,提高滑轮组机械效率的方法有： （1）增大物重； （2）减小动滑轮重； （3）加轮滑油（减小摩擦）,30,h物,S绳,G物,测量滑轮组的机械效率,原理：,绳,计算式:,注意：实验过程中应 竖直匀速拉动测力计,31,提高滑轮组机械效率的方法： （1）增大物重； （2）减小
10、动滑轮重； （3）减小绳重及摩擦,1、滑轮、滑轮组提升重物：W有用= Ghw总 = FS,滑轮、滑轮组的机械效率,32,10. 在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学测得的数据如下表所示： （1）在表中空白处写出有用功、总功和机械效率的值； （2）实验时。应使弹簧测力计做 运动。实验中除弹簧测力计外，还需要的测量工具是_,0.3,0.36,83.3%,匀速直线,刻度尺,练一练,33,11.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向 上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升 （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为_N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高
11、度h为0.1m，测力计移 动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %请写出使用该 杠杆做额外功的一个原因： （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学 用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表 所示的两组数据： 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关， 钩码越重其效率越高”的结论？答： ； 请简要说明两条理由： ；,0.5,66.7,克服杠杆自重做额外功,不能,没有控制悬挂点不变,实验次数太少， 数据有偶然性,34,13、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀
12、速向上拉6m，则泥桶上升_m， 手拉绳子的力为_N，拉 力的功率为_W，滑轮组的 机械效率为_.,2,80,96,91.7 ,12、下列说法正确的是( ),A、机械效率高的机械，功率一定大 B、做功多的机械，功率一定大 C、做功快的机械，功率一定大 D、做功时间长的机械，功率一定大,C,35,14如图3所示的滑轮组，已知物重350N，动滑轮重40N(绳重及摩擦不计)，若重物匀速提升2m，则(1)拉力F为多大？ (2)有用功多大 (3)总功多大 (4)滑轮组的机械效率是？,36,本节小结及作业设计：,本节课同学们重点了解杠杆的平衡条件，可以对滑轮、滑轮组 的有用功、总功、功率和机械效率进行简单计算，认识斜面和轮 轴的特点及其原理。,小结,作业设计,1、完成本章试题研究上的相关试题； 2、自己预习下一部分机械能和内能教材部分。,37,谢谢大家，再见,
