第8章 机械与人,科学探究：杠杆的平衡条件,1认识杠杆 (1)杠杆的定义：在力的作用下，能绕 点 的硬棒。 (2)杠杆的五要素： 点， 力， 力， 臂， 臂。 (3)杠杆的示意图： 注意：力臂从支点到力的作用线的 。动力和阻力不一定分居支点两侧，但动力和阻力一定使杠杆向相反方向转动。 2杠杆的平衡条件：动力（F1）动力臂（l1）= ，即F1l1= 。 3杠杆的运用 (1)费力杠杆 l1l2，F1F2；省 ，费 。 (2)省力杠杆 l1l2，F1F2；省 ，费 。 (3)等臂杠杆l1=l2，F1=F2；不省 也不省 。,固定,转动,支,动,阻,动力,阻力,垂直距离,阻力（F2）阻力臂（l2）,F2l2,力,距离,距离,力,力,距离,滑轮及其应用,4定滑轮 (1)定义：在使用时， 固定不动的滑轮。 (2)实质：是 杠杆，使用定滑轮可以 ，但不能 。 5动滑轮 (1)定义：轴随物体一起 的滑轮。 (2)实质：是动力臂为阻力臂 的杠杆，若不考虑动滑轮的重力和摩擦力，使用动滑轮可以 ，但不能 。,其轴,等臂,改变用力方向,省力,运动,两倍,省一半力,改变用力方向,6滑轮组 (1)定义： 和 组合在一起。 (2)使用滑轮组既可以 又可以 ，但必须 移动距离。 (3)用滑轮组提起重物，若动滑轮的重力为G动和物体的重力为G物，且由n股绳子承担，则提起绳子的拉力：F= ，拉力移动的距离s与物体升高的高度h的关系：s= 。 注意：区分动滑轮和定滑轮的方法：能和物体一起移动的滑轮是动滑轮，只会转动而不随物体移动的滑轮是定滑轮。绳子股数的计算方法：画线把动滑轮与定滑轮分开，计算与动滑轮或动滑轮的挂钩相连的绳子股数。,定滑轮,动滑轮,省力,改变用力方向,（G动+G物）/ n,nh,多,做功了吗？,7机械功 物理学中把 和物体在力的方向上移动的 的 乘积叫做机械功，简称 ，用字母 表示。 8怎样才算做功 做功的两个必要因素：作用在物体上的 ；物体 在力的方向上 。 做功的两个必要因素，缺一不可。若有力的作用， 但没有移动距离；若物体有移动距离，但没有力的 作用；若有力的作用，物体也有移动距离，但力与 物体的运动方向相垂直。这三种情况力都没对物体 做功。,移动距离,力,距离,功,W,力,9怎样计算功 (1)公式：W= 。 应用功的公式时应注意： 分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； 公式中s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应； 力与物体的运动方向相垂直，力没有做功。 (2)把物体匀速提高克服重力做的功W=Gh。 (3)单位：力F ，距离s ， 功WJ（焦耳）= 。,Fs,N,m,Nm,做功的快慢,10怎样比较做功的快慢 (1)在相同的时间内，比较 的多少； (2)做相同的功，比较做功 的多少。 11功率与计算功率的方法 (1)意义：表示做功 的物理量。 (2)定义：把一段时间内 与做功所用的这段 的 比叫功率。 (3)公式：P= ，导出公式：P=Fv。 功率和压强的符号不要写错，功率用大写的字母“P”，压强用小写的字母“p”。,做功,时间,快慢,做的功,W/t,时间,影响做功快慢的两个因素： 由定义公式，做功快慢与 和 两个因素有关。 由导出公式，做功的快慢由 和物体运动 决 定。交通工具在功率P一定时，速度v越小，牵引力F 越大。 (4)国际单位： ，简称 ，符号为 。常用单位： 。 1 W= J/s= Nm/s 1 kW= W 注意：功率的单位符号为“W”（正体），与功的符号“W”（斜体）不要混淆。,1 000,功,做功时间,力,速度,瓦特,瓦,W,千瓦,1,1,机械效率,12利用机械做功 (1)有用功W有：对我们 的功，叫做有用功。 利用机械提高物体，W有=Gh，G物体的 ，h物体升高的 。 (2)额外功W外：克服机械 和 做的功，叫做额外功。 (3)总功W总： 对机械做的功（动力功），叫做总 功。 W总=Fs F作用在机械上的 ，s动力移动的 。 W总= + 。 13机械效率 (1)定义：有用功和 的比值叫做机械效率。 (2)公式：= 100%。 (3)机械效率总是 100%，因为有用功总 总功。,有用,重力,距离,滑轮的重力,摩擦阻力,动力,力,距离,W有,W外,总功,(W有/ W总),小于,小于,合理利用机械能,14能量 (1)定义：一个物体能够对别的物体 ，这个物体就具有能量，简称能。能量是表示物体 本领大小的物理量。 (2)能的形式是多种多样的，各种形式能量的单位与功的单位一样，都是 。 (3)具有能量的物体不一定有做功，能够做功的物体一定具有能量。,做功,做功,焦耳,15机械能 (1)动能：物体由于 而具有的能。 决定动能大小的因素： 与 。运动物体的质量 ，速度 ，具有的动能也就越大。 (2)重力势能：物体由于 所具有的能。 决定重力势能大小的因素： 与 。物体的质量 ，举高的高度越 ，具有的重力势能就越大。 (3)弹性势能：物体由于发生 而具有的能。 弹性势能的大小与物体发生 的大小有关，物体发生的弹性形变 ，弹性势能也就越大。 (4)机械能： 和 统称为机械能。 (5)流动的水具有的机械能叫 能，流动的空气（风）具有的能叫 能。,运动,质量,速度,越大,越快,高度位置,质量,高度,越大,高,弹性形变,弹性形变,越大,动能,势能,水,风,16动能和势能的转化 (1)动能可以转化为 ，势能也可以转化为 。 (2)在能量的转化过程中，一种能增加，另一种能减小。如果机械能没有发生与其他形式的能量的转化，在动能和势能的转化过程中，机械能的总量保持不变。 实验突破 17杠杆的平衡条件 (1)研究动力、动力臂与阻力、阻力臂之间满足什么关系时杠杆能够平衡。 (2)实验前调节杠杆在水平位置平衡，是为了消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂。实验过程中调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量动力臂和阻力臂的大小。,势能,动能,【例 题】如图所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是（ ） A钢丝钳 B扳手 C核桃钳 D食品夹 试题剖析：在使用钳子的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；在使用扳手的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；在使用核桃钳的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；在使用食品夹的过程中，动力作用点在支点和阻力作用点的中间，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。,D,【例 题】一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ） A有用功减少，总功减少 B有用功增加，总功增加 C有用功不变，总功不变 D有用功不变，总功减少 试题剖析：机械效率是指使用机械时，有用功与总功的比值，即=W有/W总。用它将同一物体匀速提升同样的高度，说明有用功是相同的。现在机械效率提高了，根据=W有/W总可知，只能是使用机械时所做的总功减少了。,D,【例 3】下列过程中人对桶做功的是（ ） A提着桶站立不动 B提着桶水平移动 C提着桶站在匀速向上运动的电梯内 D提着桶站在匀速水平运动的车厢内 试题剖析：提着桶站立不动，人虽然给桶一个向上的力，但是桶向上没有移动距离，则人对桶没有做功；提着桶水平移动，人给桶一个向上的力，但桶向上没有移动距离，则人对桶没做功；提着桶站在匀速向上运动的电梯内，人给桶一个向上的力，桶向上也移动了距离，故人对桶做了功;提着桶站在匀速水平运动的车厢内，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没做功。,C,