1、简单机械与功杠杆一.杠杆1.定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。支点(O) ：动力(F1) ：动力臂(L1)：阻力(F2) ：杠杆绕其转动的点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力（方向判断）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F22. 杠杆的五要素杠杆的五要素1. 省力杠杆，费距离。F1F2,L1L22. 费力杠杆，省距离。F1F2,L1L23. 不省力也不费力。F1=F2,L1=L23杠杆的分类F1 F2 OL1 L2人体中的杠杆4.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件：动力动力 动力臂动力臂= 阻力阻力 阻力臂阻力臂F1L1 =F2L2二.滑轮、滑轮组1.滑
2、轮：周边有槽能绕轴心转动的圆轮2.分类：定滑轮和动滑轮。一）定滑轮定滑轮在工作时，中心轴固定不动。F=G（不计摩擦）SF=h物实质：等臂杠杆作用：改变施力方向二）动滑轮动滑轮在工作时，中心轴固定随物体移动。F=1/2（G动+G物）费距离SF=2h物实质：动力臂等于阻力臂两 倍的杠杆滑轮组同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向。但要费距离。三）滑轮组三）滑轮组理想情况：F=G/n （不计摩擦，绳、滑轮重）半理想情况： F=（G+G0）/n（不计摩擦绳重）（n为绕在动滑轮上绳子的 股数）S绳=nh物V绳=nV物讨论：使用这个滑轮组时，F用多大的力可以拉动物体？FG物G动G动G定
3、1F =（G物+2G动）4三.功1.做功的两个要素：作用在物体上的力和物体 在力的方向上通过的距离2.公式：功=力*距离W=FS3.单位：J（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）1J=1N.m1瓦特的意义：1、意义：表示做功的快慢2、定义：单位时间内做的功3、计算公式：P = W / tP = F V4、单位：表示1秒钟做功1焦耳常用单位： 千瓦 （kw) 兆瓦 （Mw)瓦 （W）（一）功率（一）功率三、比值类甲乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9S，若甲乙两人的体重之比为5：6，则甲乙两人爬到杆顶做功之比是，甲乙两人平均功率之比是。5：63：4P比=W比t比W比=
4、G比h比如图所示的是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体做功功率P甲、P乙的大小关系是（）AP甲P乙BP甲=P乙CP甲P乙D无法判断四、图像类tw甲乙A引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始。上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。请你说出应测量哪些物理量。写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。五、实验类P=Wt16mgLt六、功率的判断及计算六、功率的判断及计算例1(2
5、008广东)如图所示，小明在跑步机上锻炼身体设他在跑步机上以5ms的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程? ?(2)他在这段时间内做了多少功?(3)他做功的功率是多少? （1）S=vt=5ms3060s=9000m(2)W=Fs=40N9000m=360000J(3)P=W/t=360000J/1800s=200W2020、一块水田面积为、一块水田面积为2400m2400m2 2要灌平均要灌平均0.1m0.1m深深的水。不计水渗透的损失，求：（的水。不计水渗透的损失，求：（1 1）所灌水）所灌水的体积；（的体积；（2 2）所灌水的质量；（）所灌
6、水的质量；（3 3）若这些）若这些水是用水泵水是用水泵( (抽水机抽水机) )从距水田从距水田2m2m深的水渠中深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？（抽上来的，水泵至少要做多少功？（4 4）若水）若水泵的功率为泵的功率为 2.4kw2.4kw，抽这些水要用多长时间，抽这些水要用多长时间？（？（水水1.0 x101.0 x103 3kg/mkg/m3 3,g=10N/kg),g=10N/kg)已知：已知：S= 2400m2 2,h10.1m，h22mP2.4 kw2400 w求：（1）V=? （3）m？（3）W=? （4）t？判断使用定滑轮和动滑轮的特点判断使用定滑轮和动滑轮的特点例1如图5
7、所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小（选填“也改变”或“不变”）。若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的功为J，功率为W。图5A不变125机械效率1.有用功：为达到目的必须做的功2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功3.总功：为达到目的实际做的功 W总= W有+W额4.机械效率：有用功与总功的比值= W有/ W总4、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率。公式：总有用WW?W有Gh提升物体W总FSW总FS?W有fS物水平移动W总 FLW有Gh（二）机械效率FnGWWs
8、FW?FsGhJ2160m18N120总有总?FnfWWsFW?绳物总有总FsfsJ2160m18N120?提升物体提升物体? 水平移动水平移动提高滑轮组机械效率的方法：（1）增大物重；（2）减小动滑轮重；（3）减小绳重及摩擦5、机械效率公式：总有用WW?SFhG?额外有用有用WWW?总额外总WWW ?关于滑轮组的机械效率关于滑轮组的机械效率?同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重物的重力越大，机械效率越高?不同的滑轮组提起相同重力的重物时，滑轮组中动滑轮的重力越大，机械效率越低1.实验器材：2.要测的物理量：3.操作注意点：竖直向上匀速拉动弹簧测力计4.相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同
9、的重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大W有=Gh(h为重物提升高度）W总=FS(S为绳子自由端的伸长）W额=G动hS=nh(n为吊着动滑轮的绳子段数）测滑轮组机械效率探究活动G动W有用GhW总s若不计拉线质量和滑轮轴间摩擦，则：W额外 G动h滑轮组的机械效率：W有用W总100%Ghs100%Gn100%测滑轮组的机械效率GG+ G动1.实验器材：2.要测的物理量：3.机械效率表达式:GhGh+ G动h例例1.（2008乐山）探究乐山）探究“斜面的机械效率斜面的机械效率”的实验装置如图所示，的实验装置如图所示，某实验小组提出了某实验小组提出了“斜面
10、的机械效率与斜面的倾斜程度有关斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的的猜想猜想? 下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：? 请将表格中空格处的数据填写完整；请将表格中空格处的数据填写完整；? 由表格小明得出由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此的结论，要得到此结论需要控制不变的因素有：结论需要控制不变的因素有：? _? _? _? 分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越_（填（填“省力省力”或或“费力费力”）；斜面在我们生活中的）；斜面在我们生
11、活中的应用有应用有_（只写出一条即可）。（只写出一条即可）。80%1.5J小车重斜面长度斜面粗糙程度省力盘山公路例2：某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越。(2)第3次实验中所做的有用功是J，机械效率是_。(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功(选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。(4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，额
12、外功(选填“增大”或“减小”)。大0.4727增大减小例7.某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。（1）他所选的器材少了 _（2）补足器材后，该同学进行了如下实际操作A将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计B记下钩码和弹簧测力计的起始位置C.向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数D测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E.将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是例题选解刻度尺C 步骤中，匀速向上提起弹簧测力计例题选解(
13、3)补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请帮助完成下表：滑轮组组成 钩码重G/N钩码升高h/m弹簧测力计示数F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率率一个定滑轮一个动滑轮2.10.101.00.30（4）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出判断：判断：下面说法中是否正确1有用功越多，机械效率越高2额外功越少，机械效率越高3物体做功越慢，机械效率越低4做总功越多，机械效率越低5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高7用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于19
14、做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高一、有用功、额外功和总功的判断一、有用功、额外功和总功的判断?例1、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中( )? A绳子自由端被拉下3 m ? B做的有用功是800 J? C拉力F的功率是80 W ? D滑轮组的机械效率是60B二、机械效率的判断及计算1. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。（1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的
15、机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。G图222如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2，若不计绳重及摩擦，则AW1=W2，1=2 BW1=W2，12CW12 DW1W2，12 3 3、小马用如图所示的滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：（1 1）若不计动滑轮重，绳子自由端弹簧测力计的示数多大？（2 2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，该滑轮组的机械效率多大？（3 3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不
16、再省力？机械能一、能量：一个物体能够对另一个物体做功，我们就称这个物体具有能量，简称能 。做功越多，表示这个物体的能量越大。机械能分类：动能机械能重力势能?势能弹性势能二、动能(E)：物体由于运动而具有的能叫做动能。（大小表现在它对其他物体所能做的功的大小）。例：飞行的飞机、运动的锤子、行驶的汽车、运行中的列车、跑动着的运动员、飞行中的子弹头、滚动着的钢球、运行中的人造地球卫星。问题：动能的大小跟哪些因素有关呢？实验探究1 ：猜想与假设：可能与物体和有关质量 大小速度大小设计实验：控制变量法一、研究动能大小与速度的关系实验次数质量速度小车被推的远近1相等2二、研究动能大小与质量的关系实验次数速
17、度质量小车被推的远近1相等2小近大远小近大远实验结论：物体的动能（E）与物体的质量和速度有关质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。三、势能1、重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能越大。2、弹性势能：当弹性物体被拉伸、压缩或弯曲时所具有的能量弹性形变程度越大， 弹性势能越大四、动能与势能的相互转化1、学生活动1：观察滚摆实验。注意：事先在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。实验的做法：将线一端高高固定，另一端绕完摆轮轴使轮上缘贴紧固定处，轻放摆轮，观察摆轮的运动。 （点击按钮参考课件实验1）重点梳理? 1、
18、叫杠杆，杠杆的五要素是指，杠杆的平衡条件是；杠杆分为。? 2、叫滑轮；滑轮分为。? 3、定滑轮的特点是；实质是。动滑轮的特点是；实质是。滑轮组的特点有。? 4、叫功，功的计算公式是；国际单位是；做功的两个必要条件是。? 5、叫功率；功率的计算公式是；国际单位是；? 6、估测上楼功率要测量的物理量有。? 7、叫机械效率；机械效率的计算公式是；提高机械效率的方法有。在力的作用下能绕固定点转动的硬棒支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1L1=F2L2省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆周边有槽能绕轴心转动的圆轮定滑轮和动滑轮不能省力但能改变力的方向等臂杠杆省力省力杠杆既可省力也可改变力的方向力与在力的方向上通过的距离乘积W=FS=PT焦耳受到力的作用、物体在力的方向上通过一段距离单位时间内做的功P=W/T=FV瓦特体重G、楼高H、上楼时间T有用功与总功的比值=W有用/W总增加物重、减轻机械自重和摩擦简单机械简单机械和功杠杆种类平衡条件F1L1=F2L2滑轮定滑轮动滑轮特点及实质滑轮组省力情况：F=1n（G物+G动）功、功率及机械效率做功的两个必要因素功的计算W=FS做功快慢功率的定义功率的计算P= FVWt做功效率机械效率的定义、测量及计算= 100W有W总
