1、第九章 简单机械 功和机械能,复习课件,古代劳动人民建造宫殿时的情形,简单机械 功和机械能,杠杆,五要素：支点O、动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2,功率,平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂,分类,滑轮：定滑轮、动滑轮和滑轮组,功：W=FS,定义：表示物体做功快慢的物理量，物体在单位时间内完成的功叫功率,计算公式：P=W/t,机械效率,有用功、额外功和总功,机械效率,定义：有用功占总功的比值,公式： =W有/W总（ 1）,机械能及其转化,动能：物体由于运动而具有的能,势能：物体由于被举高而具有的能,机械能的转化,动能与重力势能的转化,动能与弹性势能的转化,重力势能与弹性势能的转化,考点一
2、 杠杆,1.杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆.,2.杠杆的五要素： (1).支点(O)：杠杆绕着转动的点. (2).动力（F1）：使杠杆转动的力. (3).阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力. (4).动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离. (5).阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离.强调: 力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线. 距离：点到直线的垂线段的长度. 3.杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂,4.杠杆的分类及其应用,(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力.,使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作用点移动的距离.,(2)费力杠杆：动力臂小
3、于阻力臂，动力大于阻力.,使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离.,3等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力.,物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆.,托盘天平,物理天平,考点二 滑轮和滑轮组,升国旗时，升旗手向下拉绳，国旗却向上运动，你知道这是什么原因吗？,1.定滑轮:,轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮.,(1)实质：定滑轮是一个等臂杠杆.,(2)特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向.,旗杆顶的定滑轮,2.动滑轮:,工作时，轴跟物体一起移动的滑轮.,(1)实质：动滑轮是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆.,(2)特点：使用动滑轮省力一半，但不能改变动力的方向，且费距离
4、.,电动起重机的动滑轮,3.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起使用.,(1)使用滑轮组的好处：既能省力又可以改变力的方向. (2)特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着，提起物体所用的力就是物重的几分之几，即F=G/n(不考虑动滑轮重).如果考虑动滑轮重，则F=1/n（G物+G轮） (3)使用滑轮组费距离：s=nh.,考点三 功,叉车举高货物,拉力使物体升高,1.定义：有力作用在物体上，物体在力的作用下沿力的方向移动了一段距离，这个力就对物体做了功.,2.力学中做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力 二是物体在这个力的方向上移动了距离,（1）物体受到力，但没有在此力方向上移动距离，即通过的
5、距离为零.（s=0）,（2）物体没有受到力，但由于惯性通过了一段距离，也就是没有力做功.（F=0）,（3）物体受力方向和物体运动的方向垂直.（F与s的方向垂直）,人举着杠铃坚持一会儿，举力做功吗？,F0,s0,没有做功（劳而无功）,冰壶在平滑的冰面上滑行，有力做功吗？,F = 0,s 0,没有做功（不劳无功）,提箱子在水平路上走，提力做功吗？,F 0,s 0,力的方向与运动方向垂直,没有做功（劳而无功）,4.功的计算：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,如果用表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，表示力所做的功，则W=Fs.,5.功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛
6、顿（N）,距离的单位是米（m），功的单位是焦耳(J).,JN m,6.功的原理：使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，即使用任何机械都不会省功.,(1)由功的原理可知：省力的机械费距离，费力的机械省距离，既省力又省距离的机械是不存在的.,(2)不计摩擦，功的原理可表述为：人们使用机械所做的功.,考点四 功率,体重不同的他们爬相同的楼时，做功相等吗？做功的快慢一样吗？,1.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.,2.功率:表示物体做功快慢的物理量.物理学中，把单位时间内完成的功叫做功率.,3表达式,由W=Fs
7、和v=s/t可得P=Fv.,4国际单位：,瓦特,(瓦、W),1W=1J/s,常用单位：1 kW= 103 W1 MW= 106 W,考点五 机械效率,有用功、额外功和总功,必须做的功，叫做有用功.,在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功.,有用功加额外功是总共做的功，叫总功.,即：W总=W有用+W额外,机械效率,在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率.,1定义：有用功跟总功的比值.,2公式：,3用百分数表示。总小于1.,（1）增大提升物体的重力（增大有用功）.,3.提高机械效率的方法,增大有用功或减小额外功，具体表示为
8、：,（2）减小机械本身的重力（减小克服机械重力做的额外功）.,（3）定时润滑（减小克服机械间的摩擦而做的额外功）.,考点六 机械能及其转化,从高处下落时 重力势能转化为动能,与弹簧床接触 动能转化为弹性势能,接触后弹起 弹性势能转化为动能,上升过程 动能转化为重力势能,1.机械能：动能和势能统称为机械能.即机械能=动能+势能.,(1)动能：,物体由于运动而具有的能叫做动能.物体动能的大小与物体质量和它的速度有关，物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.,(2)重力势能：,物体由于被举高而具有的能叫做重力势能.物体重力势能的大小与物体的质量、被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它的重力势
9、能就越大.,(3)弹性势能：,物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能.物体弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大.,2. 物体的动能和势能可以相互转化，在转化过程中，如果存在摩擦阻力，则机械能会不断减小，即机械能不守恒.机械能转化和守恒定律,重点实验解读,实验一 探究杠杆的平衡条件 考查要点： 1.让支点处于杠杆中央的目的：消除杠杆自身重力对实验的影响. 2.使杠杆在水平位置静止的目的：方便测出或读出杠杆的力臂. 3.杠杆平衡螺母的调节：左高左调，右高右调. 4.实验进行多次测量的目的：避免实验数据的偶然性，使结论具有普遍性. 5.测力计从竖直拉杠杆
10、变成倾斜拉杠杆时，测力计示数的变化：会变大，因为拉力的力臂变小了. 6.实验数据分析总结. 7.杠杆平衡条件的应用. 8.实验结论：杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂.,（2016南平）利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,（1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出（ ）,（2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡 （3）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了
11、l1-F1的关系图象，如图丙所示请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 N,（1）杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小； （2）设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知：3G4L=FD3L，所以FD=4G，需在D点挂4个钩码；,（3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.1m3N=0.3Nm； 故若当L1为0.6m时，F1= = =0.5N.（1）右；力臂的大小；（2）4；（3）0.5,【解答】,【答案】,实验二
12、测量滑轮组的机械效率 考查要点： 1.操作要求：匀速拉动弹簧测力计. 2.弹簧测力计的读数. 3.总功、有用功和机械效率的计算. 4.实验结论：同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效率越高；提升同一物体，动滑轮的个数越小，即动滑轮烦人重力越小，滑轮组的机械效率越高；滑轮组的机械效率与滑轮组的绕线方法和重物提升的高度无关.,在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.,（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_J,人做的总功为_J. （2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是_；结合测力计放大图，可知小强的错误是_. （3）在该
13、次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是_.,(1)0.25 0.21;(2)有用功大于总功 测力计的示数读错; (3)92.6%,【答案】,真题体验,1.如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至B，在这个 过程中，力F的大小将（ C ）A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小,本题考查动态杠杆的定性分析。将杠杆由A位置拉至B位置时，阻力臂逐渐变大，由FOA=GL阻可知，G不变，L阻变大，动力臂OA始终不变，所以动力F逐渐变大，故选择C.,【解答】,【答案】 C,真题体验,2.（2015汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是
14、（ C ）,A. B. C. D.,此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F= G； 此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G； 此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F= G； 此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F= G 由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C,【解答】,【答案】 C,3.（2016连云港）下列有关功的说法正确的是（ A ） A足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 B吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功 C运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功 D用相同的力将质量不同的两个物体沿力的
15、方向移动相同的距离所做的功不同足球在水平地面上滚动时，足球没有在重力的方向上通过距离，因此重力对足球没有做功，故A正确； 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直，所以吊车对重物不做功，故B错误； 运动员举着杠铃在空中停留的时间内，有力但没有距离，所以运动员对杠铃不做功，故C错误； 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，两次所做的功相同，故D错误,真题体验,【解答】,【答案】 A,4. （2016巴中）如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB=sCD，比较两种情况下拉
16、力F所做的功及其功率（ C ）AAB段做功较多 BCD段做功较多 CAB段与CD段做的功一样多 DAB段的功率比CD段的功率大,【答案】C,真题体验,真题体验,5. (2016淄博)用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m，已知动滑轮重30 N，不计摩擦，则 （ C ） A利用滑轮组所做的有用功是450 J B绳子自由端移动的速度是0.9 m/s C拉力的功率是99 W D滑轮组的机械效率是80%,【答案】C,真题体验,6（2016安徽）掷实心球是某市的中考体育加试项目一掷出去的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）则实心球（ C ）,A在a处重力势能最小 B在b处动能为零 C在a、b、c三处的机械能相等D在d处动能为零,重力势能的大小与物体的质量，高度有关，据图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误； 据图可知，球再b点时，竖直方向是静止的，但在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误； 不计空气阻力，即说明球在空中的机械能是守恒的，在a、b、c三处的机械能相等，故C正确； 据图可知，球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误；,【解答】,【答案】C,
