教育专题:《简单机械和功》复习课件.ppt
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1、知识框架知识框架简简单单机机械械和和功功简单机械简单机械功功功的功的计算计算滑轮滑轮杠杆杠杆做功的两个必要因素做功的两个必要因素功功机械效率机械效率功率功率功的功的单位单位省力杠杆省力杠杆等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆动动滑轮滑轮定滑轮定滑轮要要 点点 指指 南南第二部分:功第二部分:功 功率功率第一部分:四种机械第一部分:四种机械第三部分:机械效率第三部分:机械效率第一部分:四种机械第一部分:四种机械一、杠杆江苏科技版江苏科技版杠杠杆杆定义五要素说明支点支点(O O)动力动力(F F1 1)动力臂动力臂(L L1 1)阻力阻力(F F2 2)使杠杆转动的力使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力阻碍
2、杠杆转动的力(方向判断)方向判断)阻力臂阻力臂(L L2 2)从支点到阻力作用线的距离从支点到阻力作用线的距离杠杆绕着转动的固定点杠杆绕着转动的固定点从支点到动力作用线的距离从支点到动力作用线的距离在在 的作用下绕着的作用下绕着 转动的硬棒转动的硬棒力力固定点固定点1 1、动力、阻力都是杠杆受的力,所以、动力、阻力都是杠杆受的力,所以作用点在杠杆上作用点在杠杆上2 2、动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动、动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆转动的方向相反的方向相反一点、二力、二臂一点、二力、二臂江苏科技版江苏科技版点点 拨拨杠杆可直可曲。杠杆可直可曲。有些情况下可将杠杆实际转一下
3、,来帮有些情况下可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如钓鱼杆、铁锹等。助确定支点。如钓鱼杆、铁锹等。力臂画法:力臂画法:一找支点、二画线、三连距离、四标签一找支点、二画线、三连距离、四标签。找支点找支点O O;画力的作用线画力的作用线(虚线)(虚线)画力臂画力臂(过支点垂直力的作用线作垂线)(过支点垂直力的作用线作垂线)标力臂标力臂(大括号或背向箭头)(大括号或背向箭头)易错点:易错点:画力臂时,千万不要把支点到力的作用点的连线误认为画力臂时,千万不要把支点到力的作用点的连线误认为是力臂。是力臂。F2 作出图中杠杆OA的动力F1、阻力F2以及动力臂L1和阻力臂L2下图中关于F1力臂的作图中,正
4、确的是()杠杠杆杆的的平平衡衡条条件件1 1、杠杆的平衡是指杠杆、杠杆的平衡是指杠杆静止不静止不转动转动或杠杆或杠杆匀速转动匀速转动。答答:避免杠杆自重对实验的影响;避免杠杆自重对实验的影响;便于从杠杆上直接读出力臂。便于从杠杆上直接读出力臂。2 2、为什么调节杠杆两端的为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡?螺母使杠杆在水平位置平衡?3、如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡?、如何调节平衡螺母使杠杆在水平条件下平衡?答答:左高左移,右高右移。左高左移,右高右移。实实验验次次数数动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂 l l1 1/cm/cm动力动力动力臂动力臂 F F1 1l l1
5、 1/(N Ncmcm)阻力阻力F F2 2/N/N 阻力臂阻力臂 l l2 2/cm/cm阻力阻力阻力臂阻力臂 F F2 2l l2 2/(N Ncmcm)1 12 23 3研究杠杆的平衡条件记录表格问题:此实验中要改变弹簧测力计的问题:此实验中要改变弹簧测力计的位置、所挂钩码的数量和位置进行多位置、所挂钩码的数量和位置进行多次实验,其目的是什么?次实验,其目的是什么?答:一次数据具有偶然性,多次测答:一次数据具有偶然性,多次测量才能得到普遍规律。量才能得到普遍规律。杠杆的平衡条件也称杠杆的平衡条件也称 。动力动力动力臂动力臂 =阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1L L1 1=F F2 2L
6、L2 2 在杠杆平衡时在杠杆平衡时动力最小动力最小问题中,问题中,阻力阻力阻阻力臂力臂为一定值,要使动力最小,必须使为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大动力臂最大,要使动力臂最大需要做到:要使动力臂最大需要做到:在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。点点 拨拨杠杆原理杠杆原理提醒:提醒:杠杆的平衡不是力的杠杆的平衡不是力的“平衡平衡”,而是而是“力与力臂的乘积的平衡力与力臂的乘积的平衡”如图甲,将一根粗细均匀的木棒放在水平地面如图甲,将一根粗细均匀的木棒放在水平地面
7、上,稍微抬起一端至少用力上,稍微抬起一端至少用力100N,则木棒的,则木棒的重力约是重力约是_N.图乙则是一根粗细不均匀图乙则是一根粗细不均匀的木棒,若稍微抬起一端,抬起的木棒,若稍微抬起一端,抬起_端所用端所用力较大力较大.(粗(粗/细)若将乙图中木棒如图丙吊起,细)若将乙图中木棒如图丙吊起,刚好在图示位置平衡,如果沿吊起处的虚线部刚好在图示位置平衡,如果沿吊起处的虚线部分将木棒分割成粗、细两段,则分将木棒分割成粗、细两段,则_段较段较重(粗重(粗/细)细)200N,粗,粗,粗,粗.1.省力杠杆,费距离。省力杠杆,费距离。2.费力杠杆,省距离。费力杠杆,省距离。3.不省力也不费力。不省力也不
8、费力。F1 F2 O L1 L2 杠杠 杆杆 的的 分分 类类注意:注意:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解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,当为了使用方便要省距离决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便要省距离时,应选费力杠杆。时,应选费力杠杆。1.1.1.1.定义:定义:定义:定义:使用时,使用时,使用时,使用时,固定不动的滑轮固定不动的滑轮固定不动的滑轮固定不动的滑轮2.2.2.2.实质:实质:实质:实质:。3.3.3.3.特点特点特点特点:。定滑轮定滑轮F1F2l2l1O轴的位置轴的位置等臂杠杆等臂杠杆不省力但可以改变动力方向不省力但可以改变动
9、力方向二、滑轮动滑轮:动滑轮:动滑轮:动滑轮:1.1.1.1.定义:定义:定义:定义:使用时,轴的位置随被拉物体使用时,轴的位置随被拉物体使用时,轴的位置随被拉物体使用时,轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮一起运动的滑轮一起运动的滑轮一起运动的滑轮2.2.2.2.实质:实质:实质:实质:。3.3.3.3.特点:特点:特点:特点:,动力移动距离是阻力移动距离的动力移动距离是阻力移动距离的动力移动距离是阻力移动距离的动力移动距离是阻力移动距离的 。动滑轮动滑轮F1F2Ol1l2动力臂是阻力臂两倍的杠杆动力臂是阻力臂两倍的杠杆使用单个动滑轮最多可以省一半力使用单个动滑轮最多可以省一半力但不能改变施力方
10、向但不能改变施力方向两倍两倍滑轮组:滑轮组:1.1.定义:定义:动滑轮与定滑轮的组合动滑轮与定滑轮的组合2.2.每一类滑轮组绳子绕法有两种每一类滑轮组绳子绕法有两种3.3.特点:特点:省力又可以改变施力方向省力又可以改变施力方向F=F=(G+GG+G动动)/n/n n n是与动滑轮相连的绳子段数是与动滑轮相连的绳子段数滑轮组滑轮组如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降假在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过
11、程中衣架横梁保持水平,请回答下列设在升降过程中衣架横梁保持水平,请回答下列问题:问题:(1)假设衣服和晾衣架假设衣服和晾衣架(含动滑轮含动滑轮)等的总重是等的总重是50N,则静止时绳子拉力是,则静止时绳子拉力是 N;(各各种摩擦力忽略不计种摩擦力忽略不计)(2)要使衣架横梁上升要使衣架横梁上升1m,则绕进旋轮上的,则绕进旋轮上的绳子长度是绳子长度是 m;(1)125 (2)4三、轮轴1.实质:可以连续转动的杠杆实质:可以连续转动的杠杆2.特点:省力,费距离特点:省力,费距离四、斜面1.作用:省力作用:省力(推力(推力F总小于物重总小于物重G,在高度相同的条件下斜面越长越省力),在高度相同的条件
12、下斜面越长越省力)2.特点:可以省力,但不能省功特点:可以省力,但不能省功3.原理:利用功的原理工作原理:利用功的原理工作(Fs=Gh+fs)第二部分:功第二部分:功 功率功率1.1.功等于功等于 跟物体在力的方向上通过的跟物体在力的方向上通过的 的乘积。的乘积。距离距离功功力力2.2.公式:公式:WFs3.3.做功的两个必要条件:做功的两个必要条件:对物体要有力的作用对物体要有力的作用物体要在力的方向上通过一定的距离物体要在力的方向上通过一定的距离W=Gh1 1、概念:、概念:叫做功率。叫做功率。3 3、公式:、公式:。4 4、单位:、单位:国际单位:国际单位:,符号,符号 。常用单位常用单
13、位:、。2 2、意义:、意义:功率是表示功率是表示 的物理量。的物理量。P=Wt功功率率功与做功所用时间的比功与做功所用时间的比物体做功快慢物体做功快慢瓦特瓦特W 千瓦(千瓦(KW)兆瓦(兆瓦(MW)第三部分:机械效率第三部分:机械效率模型一模型一 杠杆杠杆模型二模型二 滑轮组滑轮组 模型三模型三 斜面斜面1.1.有用功有用功(W有用有用):):为达到目的必须做的功为达到目的必须做的功2.2.额外功额外功(W额外额外):为达到目的不需要做但不得不做为达到目的不需要做但不得不做的功(的功(做功)做功)3.3.总功总功(W总总):):为达到目的实际做的功为达到目的实际做的功 W总总=W有用有用+W
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