1、第十一章 简单机械和功 复习课件要点指南要点指南第二部分：功、功率第二部分：功、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计算功的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单位功的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第一部分：四种机械第一部分：四种机械杠杆杠杆滑轮组滑轮组斜斜面面轮轮轴轴杠杆杠杆轮轮轴轴斜斜面面一、杠杆杠杆杠杆定义定义五五要要素素说说明明支点支点(O O)动力动力(F F1 1)动力臂动力臂(L
2、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（方向判断）阻碍杠杆转动的力（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 的作用下可绕一的作用下可绕一 转动的转动的硬棒。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，所以作用点在杠杆作用点在杠杆上。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的方向相反。相反。一点、二力、二臂一
3、点、二力、二臂易错点：易错点：画力臂时，千万不要把支点到力的作用画力臂时，千万不要把支点到力的作用点的连线误认为是力臂。点的连线误认为是力臂。（只有当力的方向（只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂在杠杆上）与杠杆垂直时，力臂在杠杆上）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.等臂等臂杠杆，不杠杆，不省力也不费力，省力也不费力，不省距离也不费不省距离也不费距离。距离。F1 F2 O L1 L2 杠 杆 的 分 类杠 杆 的 分 类杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件1 1、杠杆的平衡是指杠杆、杠杆的平衡是指杠杆静止不转静止不转动动或杠杆或杠杆匀速转动匀速转动。答答:
4、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、为什么要调节为什么要调节杠杆两端的螺杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置母使杠杆在水平位置平衡？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 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
5、2/（N Ncmcm）1 12 23 3研究杠杆的平衡条件记录表格 问题问题：此实验中要改变弹簧测：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力计的位置、所挂钩码的数量和位置进行多次实验，其目的是什么？进行多次实验，其目的是什么？答答：一次数据具有偶然性，多：一次数据具有偶然性，多次测量才能得到普遍规律。次测量才能得到普遍规律。杠杆的平衡条件也杠杆的平衡条件也称？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 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
6、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如图甲，将一根粗细均匀的木棒放在水平地面上，稍微抬起一端至少用力面上，稍微抬起一端至少用力100N，则木棒，则木棒的重力约是的重力约是_N。图乙则是一根粗细不。图乙则是一根
7、粗细不均匀的木棒，若稍微抬起一端，抬起均匀的木棒，若稍微抬起一端，抬起_端所用力较大。（粗端所用力较大。（粗/细）若将乙图中木棒如细）若将乙图中木棒如图丙吊起，刚好在图示位置平衡，如果沿吊图丙吊起，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，起处的虚线部分将木棒分割成粗、细两段，则则_段较重（粗段较重（粗/细）。细）。200N，粗，粗，粗。粗。：。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施力方向不省力但可以改变施力方向二、滑轮 。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
8、使用单个动滑轮最多可以省一半力，力，但但不能改变施力不能改变施力方向。方向。两倍两倍滑轮组滑轮组 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图。它由图。它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳个定滑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设在升降过程中转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，请回答下列问题：衣架横梁保持水平，请回答下列问题：(1)假设衣服和晾衣架（假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总含动滑轮）等的总重是重是50N，则静止时绳子拉力是，则静止时绳子拉力是 N；(各种摩擦
9、力忽略不计各种摩擦力忽略不计)(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；(3)通过增加滑轮，可以使此装置更省力，通过增加滑轮，可以使此装置更省力，请画出正确的绕线方法。请画出正确的绕线方法。(1)12.5 (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：
10、利用功的原理工作（Fs=Gh+fs）第二部分：功、功率第二部分：功、功率该该同学上楼功率同学上楼功率是几十是几十瓦还是几百瓦？瓦还是几百瓦？人人骑自行车的骑自行车的功率大功率大约约是多少是多少？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
11、用单位常用单位：、。2 2、意义：功率是表示、意义：功率是表示 的物理量。的物理量。P=WtF stF v=功率功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）质量为质量为45kg 的某同学在跳绳时重心高度的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图象可估随时间变化的关系如图所示。根据图象可估算出该同学在算出该同学在1 分钟内克服重力做功的平均分钟内克服重力做功的平均功率为功率为()A45W B135W C169W D270W B 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
12、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额外额外 4.机械效率（机械效率（）：有用功与总功的比值有用功与总功的比值 公式公式：克服摩擦和机械重力克服摩擦和机械重力有用功、额外功、总功、机械效率有用功、额外功、总功、机械效率W有有 W总总 水平拉动物水平拉动物 体体竖直提升物体竖直提升物体利用斜面提升物体利用斜面提升物体
13、钩码提升的高度钩码提升的高度h h 、，、.拉力拉力F F绳的自由端移动的距离绳的自由端移动的距离s s钩码重力钩码重力G G弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计弹簧测力计必须 ，拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变。竖直方向上匀速拉动竖直方向上匀速拉动【说明】不影响滑轮组机械效率。重物提升高度重物提升高度W有有 W总总 提高提高机械效率的方法：机械效率的方法：第一是减小第一是减小 ，（、）；）；第二是增加第二是增加 。减小机械自重减小机械自重减小机械之间的摩擦减小机械之间的摩擦同一个滑轮组同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重物的提起不同重力的重物时，重物的重重力越大力
14、越大，机械效率越，机械效率越高高。不同的滑轮组不同的滑轮组提起相同重力的重物时，滑轮组中提起相同重力的重物时，滑轮组中动滑轮的重力越大动滑轮的重力越大，机械效率越，机械效率越低低。额外功额外功有用功有用功 一一台起重机将重台起重机将重36003600N N的货物提高的货物提高4 4m m。如果如果额外功是额外功是96009600J J，起重机做的有用功起重机做的有用功是多少是多少？总功是多少？机械效率是多少？总功是多少？机械效率是多少？工人利用图所示的滑轮组将重工人利用图所示的滑轮组将重400N400N的物体向上匀速的物体向上匀速提起提起2m2m。所用拉力为。所用拉力为250N250N，滑轮组
15、的机械效率是多少？，滑轮组的机械效率是多少？若用此滑轮组将重若用此滑轮组将重900N900N的物体竖直向上匀速提升的物体竖直向上匀速提升2m2m，拉，拉力在这一过程中所做的功是多少？力在这一过程中所做的功是多少？(不计绳重和摩擦的不计绳重和摩擦的力力)小明的解题过程是：小明的解题过程是：解：解：W W有有=GhGh=400N=400N2m=800J2m=800J W W总总=FS=250N=FS=250N2m2m2=1000J2=1000J=W=W有有/W/W总总=800J/1000J=0.8=80%=800J/1000J=0.8=80%W W有有=GhGh=900N=900N2m=1800J
16、2m=1800JW W总总=W=W有有/=1800J/80%=2250J/=1800J/80%=2250J 答：滑轮组的机械效率是答：滑轮组的机械效率是80%80%，拉力在这一过程中，拉力在这一过程中所做的功是所做的功是2250J2250J。上述解答是否有错误？如有错误，指出错误的原因，上述解答是否有错误？如有错误，指出错误的原因，并对错误加以订正。并对错误加以订正。某某同学准备做同学准备做“测定滑轮组的机械效率测定滑轮组的机械效率”的实验，的实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、定滑轮、动选择器材有：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。滑轮各一个、一根足够
17、长的细绳。（1 1）他所选的器材少了）他所选的器材少了_（2）补足器材后，该同学进行了如下实际）补足器材后，该同学进行了如下实际操作：操作：A A将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，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在细绳的一端系住弹簧测力计B B记下钩码和弹簧测力计的起始位置记下钩码和弹簧测力计的起始位置C C向上向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数D D测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离E E将将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。有关数据填入表格中，
18、并进行必要的计算。上述上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需补正的内容是正的内容是_刻度尺刻度尺C 步骤中，匀速步骤中，匀速向上提起弹簧向上提起弹簧测力计。测力计。实验实验中可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的中可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械机械效率效率。分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？。分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？实验次数实验次数物理量物理量l23钩码重钩码重GN446钩码上升高度钩码上升高度hm0.10.10.1绳端拉力绳端拉力FN1.81.42.4绳端移动距离绳端移动距离sm0.30.50.
19、3机械效率机械效率745783n=5n=3甲甲 乙乙 甲甲 1、根据、根据 的关系选择实验所用的滑轮组。的关系选择实验所用的滑轮组。h和和s总结：总结：2、使用不同的滑轮组提升相同的重物、使用不同的滑轮组提升相同的重物时。动时。动滑轮滑轮越重，滑轮组的机械效率越重，滑轮组的机械效率。3、使用同一滑轮组，、使用同一滑轮组，方法，方法，可以提高滑轮组的机械效率。可以提高滑轮组的机械效率。增加物体重力增加物体重力越低越低 如图，滑轮组如图，滑轮组将重将重100牛的物牛的物体匀速提升体匀速提升2米，拉力做功米，拉力做功250焦，焦，不计绳重和不计绳重和摩擦。摩擦。（1）此时）此时滑轮的机械效率是多大？
20、滑轮的机械效率是多大？（2）如匀速提升）如匀速提升200牛的重物牛的重物，拉，拉力力的功率为的功率为22.5瓦，则瓦，则重物上升重物上升的的速度多大？速度多大？如如图，物体图，物体G G在拉力在拉力F F的作用下作匀速直的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是线运动，拉力所做的功是600J600J，物体向左移，物体向左移动了动了2m2m，滑轮组，滑轮组的机械效率是的机械效率是8080，求：，求：额外额外功时多少？功时多少？拉力拉力F F是是多少？多少？物体物体所受的摩擦力是多大？所受的摩擦力是多大？小小明学过机械效率后，提出了一个明学过机械效率后，提出了一个问题：问题：“影响斜面机械效率的因素有
21、哪些？影响斜面机械效率的因素有哪些？”针对针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：究实验，并记录实验数据如下：FshG实实验验次次数数倾斜倾斜程度程度物物体体重重G/N物物上上升升h/m拉拉力力F/N物物移移动动s/m有有用用功功W/J总总功功W/J机械机械效率效率1较缓较缓50.11.60.50.50.863%2较陡较陡50.152.20.50.751.168%3最陡最陡50.253.10.5 1.25 1.55 81%1.请将第三次实验数据填全。请将第三次实验数据填全。2.通过对上述数据的分析，你对斜面机械效率通过对上述数
22、据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论：的问题可获得的初步结论：_ _3.小明还探究了斜面机械效率与物重的关系，小明还探究了斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？实验时应控制哪些条件不变？_。4.小明通过实验获得了以下数据：小明通过实验获得了以下数据：实实验验次次数数倾斜倾斜程度程度物物体体重重G/N物物上上升升h/m拉拉力力F/N物物移移动动s/m有有用用功功W/J总总功功W/J机械机械效率效率4较缓较缓50.151.60.75 0.751.263%5同上同上100.153.20.751.52.463%6同上同上150.154.80.75 2.253.663%通过对上述数据的分析，得到的实验结论：通过对上述数据的分析，得到的实验结论：_。谢 谢
