簡單機械與功

簡單機械與功課件第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（一）杠桿1.定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是杠桿。2.幾個名稱:支點：杠桿繞著轉動的點。動力：使杠桿轉動的力。阻力：阻礙杠桿轉動的力。動力臂：從支點到動力作用線的距離。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。

第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三OOOF1F1F1F2F2F2OL1L2支點

動力阻力動力臂阻力臂F2第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3.杠桿的平衡條件4.杠桿的種類（1）省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿。例如：起子、扳子。（2）費力杠桿：動力臂小于阻力臂的杠桿。例如：鑷子、釣桿。（3）等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿。例如：天平。省力杠桿省力，但費距離，費力杠桿費力，但省距離。F1·L1=F2·L2第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三1、在下列機械中，①羊角錘②釣魚竿③天平④鋼絲鉗⑤筷子⑥理發(fā)剪刀⑦普通剪刀⑧鐵匠剪刀⑨縫紉機的腳踏板(10)鍘草用的鍘刀(11)鑷子(12)鐵鍬(13)道釘撬(14)定滑輪(15)動滑輪，它們中屬于省力杠桿的是

屬于費力杠桿的是________

屬于等臂杠桿的是

.①④⑧(10)(13)(15)②⑤⑥⑨(11)(12)③⑦(14)第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三 2、在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數量的鉤碼（每個質量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：⑴左右力臂L1:L2=______?·L1L2⑵在兩邊鉤碼下同時加掛一個同樣的鉤碼，杠桿____（填“能或不能”）平衡？

_____邊下降?第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2、 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數量的鉤碼（每個質量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：⑶若使杠桿再次平衡，可在___邊的鉤碼下再掛___個鉤碼？·第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2、 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數量的鉤碼（每個質量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：·⑷若使再次平衡的杠桿兩邊同時去掉一個鉤碼，則___邊將下降第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3、如圖所示，用一根自重可以忽略不計的撬棒撬動石塊。若撬棒C點受到石塊的壓力是1500N，且AB＝1.5m，BC＝0.3m,CD=0.2m，則要撬動石塊所用力應不小于（提示：注意考慮作用在A點動力的方向）（）

A．500N

B．300N

C．200N

D．150N

D如圖所示施力時，動力F/多大？F/F第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三4、如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉動到虛線位置時，F大小的變化情況是（

）

A．大小不變

B．由小變大

C．先變大后變小

D．先變小后變大

GO第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三GOL2GL2’4、如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉動到虛線位置時，F大小的變化情況是（）

A．大小不變 B．由小變大 C．先變大后變小 D．先變小后變大

第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三4、如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉動到虛線位置時，F大小的變化情況是（）A．大小不變 B．由小變大 C．先變大后變小 D．先變小后變大

GGOL2’第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三5、鋼絲鉗是日常生活中常用到的工具，使用鋼絲鉗時涉及到許多物理知識，請寫出三個：(1)

。(2)

。(3)

。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（二）滑輪1.定滑輪

（1）定義：軸固定不動的滑輪叫定滑輪（2）實質：定滑輪實質是等臂杠桿，不省力，但能改變力的方向。2.動滑輪（1）定義：軸可以隨物體一起移動的滑輪叫動滑輪。（2）原理：

動滑輪實質是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。動滑輪省一半力。第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三GF=__GGF=___G6、如何判斷滑輪組的省力情況?第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

省力計算

公式：s=hn。V繩=n*V物F拉=1/nG

s：繩子自由端移動的距離。V繩：繩子自由端移動（上升/下降）的速度

h：重物被提升的高度。V物：物體移動（上升/下降）的速度

n：承重的繩子段數。G：物重。第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三原則是：n為奇數時，繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔，其后每增加一個動滑輪增加二段繩子。如：n=5，則需兩個動滑輪（3+2）。n為偶數時，繩子從定滑輪為起始，這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如：n=4，則需兩個動滑輪（2+2）。

其次，按要求確定定滑輪個數，原則是：一般的：兩股繩子配一個動滑輪，一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時，偶數段繩子可減少一個定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個定滑輪。

綜上所說，滑輪組設計原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數減一定，變向加一定。第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3.滑輪組（1）定義：由幾個滑輪組合在一起使用叫滑輪組。（2）原理：即利用了動滑輪省一半力又利用了定滑輪改變動力的方向。

第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三7、如圖所示，物體A重100N，A與水平面間的摩擦力為30N，不計滑輪與繩子間的摩擦，若用該滑輪組使A沿水平方向勻速運動，則拉力F為多少？第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（三）功1.功包括兩個必要因素：(1)作用在物體上的力，(2)物體在力的方向上通過的距離。2.功的計算：

W=F×S第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3.功的單位：焦耳，J1J=1N·m4.功的原理：

使用機械時，人們所做的功都等于不用機械而直接用手所做的功，也就是使用任何機械都不省功。

第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三8、下列事例中對物體做了功的有（）

A．用1000N的力拉車，車沒有動

B．起重機吊著重物上升10m

C．舉重運動員將杠鈴穩(wěn)穩(wěn)的舉在空中，停留了10s

D．用豎直方向的500N力提著水桶，沿水平方向移動了2m

B第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三9、如圖所示，水平地面上有兩個質量相同的木板貨箱，三個工人用水平力沿相同的路面推貨箱進倉庫，此時這兩個貨箱所受的滑動摩擦力分別為f甲和f乙，工人對貨箱做的功分別為W甲和W乙，則下列判斷正確的是（）

第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三A．f甲＞f乙，W甲＞W乙

B．f甲＝f乙，無法判斷做功的多少

C．f甲＜f乙，W甲＜W乙

D．無法判斷滑動摩擦力的大小和做功的多少

第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

（四）功率1.概念：單位時間里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。2.公式:p=w/t3.單位瓦特W，W=1J/s第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三10、使用機械做功時，下面說法正確的是：（A）功率大的機器一定比功率小的機器做功多；（B）功率大的機器一定比功率小的機器做功時間少；（C）功率小的機器一定比功率大的機器做功慢；（D）以上說法都不對．第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三11、在學習了功率知識后，三位同學想比較爬桿時誰的功率大。以下是他們討論后得出的三套方案，其中可行的是（）

①用相同的時間爬桿，測量各自的體重和爬上桿的高度，即可比較功率的大??；

②都爬到桿頂，測量各自的體重和爬桿的時間即可比較功率的大?。虎蹨y量出各自的體重、爬桿用的時間和爬上桿的高度，即可比較功率的大?。?/p>

A．只有①B．①②

C．①③D．①②③

D第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三(五)、機械效率1、有用功：無論采取那種方法都必須做的功。即：為達到目的所必須做的功。（1）舉高重物時：W有=G物·hW有=f摩擦·S（2）在粗糙水平面上移動物體時：第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2、額外功：并非人們需要但又不得不做的功（1）克服機械自重做功：W額外=G動滑輪·h使用動滑輪或滑輪組時：（2）克服機械間的摩擦做功：使用斜面時：W額外=f摩擦·L第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3、總功：有用功和額外功的和，叫總功。W總=W有用+W額外公式（1）：公式（2）：W總=F動力·S動力作用在機械上的動力動力作用點移動的距離第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三4、機械效率有用功跟總功的比值叫機械效率。

公式：第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三5、機械效率公式：第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三12、判斷：下面說法中是否正確．1．有用功越多，機械效率越高2．額外功越少，機械效率越高3．物體做功越慢，機械效率越低4．做總功越多，機械效率越低5．做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三6．做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高7．用不同的滑輪組，做的有用功相同時，機械效率一定相同8．因為有用功總小于總功，所以機械效率總小于19．做的額外功一定時，總功越少，機械效率越高10．有用功在總功中占的比例越大，機械效率越高．第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三13、某同學為了將質量為5kg的物體提高1m，考慮到額外功的影響，則下列方式中該同學做功最少的是（）

A．徒手將物體直接抬高1mB．通過動滑輪把物體吊高1m

C．通過斜面把物體推高1mD．通過定滑輪把物體吊高1mA第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三14、如圖所示，建筑工地上，工人用一個動滑輪將重720N的重物勻速提升5m，工人所用拉力為450N，求：（1）工人做的總功（2）該動滑輪的機械效率第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三15、李勇想探究斜面的機械效率。他用長木板支在凳子上搭成斜面，將1Kg鹽裝在塑料袋中，通過彈簧測力計將鹽袋勻速向上拉，彈簧測力計的示數為4N；鹽袋沿斜面移動1m，上升高度為30cm。這個斜面的機械效率為

（g取10N/kg）

75％第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三16、如圖所示，在50N的水平拉力F作用下,重800Ｎ的物體沿水平地面做勻速直線運動,物體與地面間滑動摩擦力為120Ｎ.則滑輪組的機械效率為_______；若物體的速度為0.2m/s,則1min內拉力做的功為___________J．

第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三17、各種機械在使用時產生額外功的原因不完全相同，要根據具體情況具體分析。具體分析右圖中三種做功情況(設滑輪規(guī)格相同)，產生額外功最多的應是____圖。若鉤碼(m=50g)在三種情況中均被提高1米，各種情況機械做的有用功均為_____，由此可判斷出_______圖的機械效率最大。(g取10N/Kg)

第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三作業(yè)一：．18、在“測定動滑輪機械效率”的實驗中，用同一滑輪進行了兩次實驗，實驗數據如下：

⑴實驗中應

拉彈簧測力計．⑵第一次實驗測得滑輪組的機械效率為_______；第二次實驗時滑輪組的機械效率(選填“大于”、“小于”或“等于”）第一次實驗時的機械效率．⑶若不計摩擦，該動滑輪的重為__________。

實驗次數鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm測力計示數F/N測力計移動距離s/cm12101.5202553.010第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三19、如圖所示是小亮同學測定斜面機械效率的裝置圖，下表是小亮同學設計的記錄表格。分析表中的實驗數據，你能得到哪些結論？（要求寫兩條）

第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三斜面傾斜程度小車重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有/J總功W總/J機械效率較緩100.1311333％較陡100.2412450％最陡100.3513560％(1)同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體所用拉力越大（2）同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體機械效率越高第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三20、一塊水田面積為2400m2要灌平均0.1m深的水。不計水滲透的損失，求：（1）所灌水的體積；（2）所灌水的質量；（3）若這些水是用水泵(抽水機)從距水田2m深的水渠中抽上來的，水泵至少要做多少功？（4）若水泵的功率為2.4kw，抽這些水要用多長時間？（ρ水＝1.0x103kg/m3,g=10N/kg)已知：S=2400m2,h1＝0.1m，h2＝2mP＝2.4kw＝2400w求：（1）V=?（3）m＝？（3）W=?（4）t＝？第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（1）V＝Sh1=2400m2x0.1m=240m3

（2）m＝ρV＝1.0xl03Kg/m3x240m3解：(3)W=Gh=mgh=2.4x105kgx10N/kgx2m

=4.8x106J

=2x103s＝2.4x105kg(4)由p=Wt得：t＝WP

4.8x106J2.4x103

=W第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三討論（1）抽水機抽水所做的功是有用功還是總功？（2）P＝2.4kw是什么功率？第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三21、工人師傅常利用斜面把重物搬運到汽車上，如圖所示，汽車車廂底板高度h=1.5m，斜面長度s＝3m，現用力F沿著斜面把重力G=1800N的重物勻速拉到車上，若不計摩擦，拉力F為_____N；若實際拉力F′＝1200N，則該斜面的機械效率是

%

第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三22、如圖所示，用一個動滑輪拉動一個物體A以0.5m／s的速度在水平面勻速運動，物體A重為20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F為2.5N，則在2s內拉力做的功是_______J，滑輪的機械效率是_____(不計滑輪重力)。

第49頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三23