简单机械 考纲分解 目标 1 知道杠杆的平衡条件 2 了解滑轮的特点 会组装滑轮组 3 理解功和功率的概念 了解功和功率在实际生活和生产中的应用 4 知道有用功 额外功 总功之间的关系 能计算机械效率 并用机械效率解释有关现象 5 能在具体实际中找到提高机械效率的办法 知识框架 一 简单机械 一 杠杆 1 杠杆五要素支点 O动力 F1阻力 F2动力臂 L1阻力臂 L2 注意点 支点 动力作用点 阻力作用点一定在杠杆上 2 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 应先找出支点的位置 2 再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线 3 然后从支点作这些力的作用线的垂线 这个垂线就是力臂 例1 如图所示 杠杆OA在力F1 F2的作用下处于静止状态 L2是F2的力臂 请在图中画出力F1的力臂L1和力F2 L1 F2 注意 由于L1 L2 杠杆平衡 所以F1 F2 3 探究杠杆的平衡条件 1 什么叫杠杆的平衡 答 杠杆平衡是指杠杆静止或杠杆匀速转动 2 杠杆平衡条件是什么 答 F1 L1 F2 L2 答 消除杠杆自重的影响 3 实验前为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡 4 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 便于直接测量力臂 注意 杠杆平衡时 动力使杠杆转动的方向与阻力使杠杆转动的方向相反 例1 在 研究杠杆平衡条件 的实验中1 实验前 发现杠杆处于如图所示位置 为了使杠杆在水平位置平衡 应将杠杆右端的平衡螺母向 移动 选填 右 或 左 实验探究 2 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码 杠杆 填 能或不能 平衡 边下降 3 费力杠杆动力臂 阻力臂 费力 省距离 1 省力杠杆动力臂 阻力臂 省力 费距离 2 等臂杠杆动力臂 阻力臂 4 杠杆分类 例2 如图所示的工具中 使用时属于费力杠杆的是 二 滑轮 滑轮组 定滑轮 特点 1 不能省力 没有摩擦时F G物 2 不省距离SF h物实质 等臂杠杆作用 改变施力方向 动滑轮 作用 省力 不计摩擦时 F 1 2 G动 G物 特点 费距离SF 2h物实质 动力臂等于阻力臂两倍的杠杆 滑轮组的特点及作用 既可省力 又可改变施力的方向 不计绳重 动滑轮重及摩擦 轮轴实质 省力杠杆 斜面作用 省力 二 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 马拉车前进 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 4 功的国际单位 J 注意 使用任何机械都不省功 单位时间内所做的功叫做功率 常用单位 千瓦 kW 兆瓦 MW 1 概念 3 公式 4 单位 1千瓦 kW 1000瓦 w 1兆瓦 mW 1000千瓦 kW 2 意义 功率是表示物体做功快慢的物理量 三 功率 例3 估测上楼时的功率 需要测哪些物理量 需要哪些器材 人从一楼登上三楼正常需要多少时间 器材 磅秤 刻度尺 秒表 做一做 1 用磅秤测出同学的质量m1 用刻度尺测出一个台阶的高度h 2 同学走上三楼 用秒表测出所用的时间t 并数出三楼的台阶数n 有用功 对人们有利用价值的功 额外功 无利用价值但又不得不做的功 总功 动力所做的功 W总 W有用 W额 四 机械效率 机械效率定义 有用功与总功的比值叫机械效率 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 100 h物 S绳 G物 W有用 W总 需要测量的物理量 弹簧测力计 刻度尺 G物 F绳 h物 S绳 测量滑轮组的机械效率 原理 绳 计算式 注意 实验过程中应匀速竖直拉动测力计 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 1 滑轮 滑轮组提升重物 W有用 Gh 滑轮 滑轮组的机械效率 2 滑轮 滑轮组平移重物 f指水平面对物体的摩擦力有用功W有用 f S物SF nS物 例4 如图 用10N的力F拉着物体在水平面上使物体匀速运动 物体运动速度为20cm s 1 若不计绳重及摩擦 求物体受到地面的摩擦力为多大 拉力的功率为多大 2 若考虑绳重及摩擦 实际拉力为12N 则滑轮组的机械效率为多大 解 1 不计绳重及摩擦 f 3F 3X10N 30NP F VF FX3V物 10NX3X0 2m s 6w 2 W有用 W总 f S物 F SF f 3F 30N 3X12N 83 3 答 物体受到地面的摩擦力为30N 拉力的功率为6W 滑轮组的机械效率为83 3 例5 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 练一练 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 再见