江蘇省灌南縣九年級(jí)物理上冊(cè)《第十章 簡(jiǎn)單機(jī)械和功》課件 蘇科版

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1、1、回憶并掌握簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)及作用、回憶并掌握簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)及作用2、會(huì)用杠桿平衡條件解題、會(huì)用杠桿平衡條件解題3、知道做功的兩個(gè)要素、知道做功的兩個(gè)要素4、知道功率的意義、會(huì)用功率公式解、知道功率的意義、會(huì)用功率公式解題題5、理解總功、有用功、額外功及相互、理解總功、有用功、額外功及相互關(guān)系關(guān)系6、會(huì)運(yùn)用機(jī)械效率公式解題、會(huì)運(yùn)用機(jī)械效率公式解題簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單機(jī)械機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械和簡(jiǎn)單機(jī)械和功功杠桿杠桿種類種類平衡條件平衡條件F1L1=F2L2滑輪滑輪定滑輪定滑輪動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪特點(diǎn)及實(shí)質(zhì)特點(diǎn)及實(shí)質(zhì)滑輪組滑輪組省力情況：省力情況：F=1n（G物物+G動(dòng)動(dòng)）功、功、功率功率及機(jī)及機(jī)械效械效率率做功的兩個(gè)必要因

2、素做功的兩個(gè)必要因素功的功的計(jì)算計(jì)算W=FS做功做功快慢快慢功率的定義功率的定義功率的計(jì)算功率的計(jì)算P=Wt做功做功效率效率機(jī)械效率的定義、測(cè)量及計(jì)算機(jī)械效率的定義、測(cè)量及計(jì)算= 100W有用有用W總總FV一、簡(jiǎn)單機(jī)械一、簡(jiǎn)單機(jī)械（一）杠桿（一）杠桿 1、杠桿五要素支點(diǎn)支點(diǎn)動(dòng)力：動(dòng)力： F1阻力：阻力：F2動(dòng)力臂：動(dòng)力臂：L1阻力臂：阻力臂：L2（注意點(diǎn)：支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)一定在杠桿上?。ㄗ⒁恻c(diǎn)：支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)一定在杠桿上！ ）2、作力臂的方法、作力臂的方法1.找支點(diǎn)找支點(diǎn)2.沿動(dòng)力和阻力的方向畫出力的作用線，沿動(dòng)力和阻力的方向畫出力的作用線，3.從支點(diǎn)作這些力的作用線

3、的垂線。從支點(diǎn)作這些力的作用線的垂線。這個(gè)垂線就是力臂。這個(gè)垂線就是力臂。F1F2L2L1例例1 1、如圖所示、杠桿、如圖所示、杠桿OAOA在力在力F1F1、F2F2的作的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，L2L2是是F2F2的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出力畫出力F1F1的力臂的力臂L1L1和力和力F2.F2.FIL2OL1F2注意：由于L1L2,杠桿平衡，所以F1F23 3、探究杠桿的平衡條件、探究杠桿的平衡條件(1)(1)什么叫杠桿的平衡？什么叫杠桿的平衡？答：杠桿平衡答：杠桿平衡是指杠桿靜止不動(dòng)或杠是指杠桿靜止不動(dòng)或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)(2)杠桿平衡條件是什么？杠桿

4、平衡條件是什么？答：答：F F1 1.L.L1 1=F=F2 2.L.L2 2答:使杠桿的重力不影響杠桿的平衡(3)(3)實(shí)驗(yàn)前為什么要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺實(shí)驗(yàn)前為什么要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使杠桿在水平位置平衡？母使杠桿在水平位置平衡？ (3) (3)為什么在杠桿兩邊掛上不為什么在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿在水平位置重新平衡？使杠桿在水平位置重新平衡？答:便于測(cè)量力臂注意注意：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力使杠桿：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。方向相反。 在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中1、實(shí)驗(yàn)前，發(fā)現(xiàn)杠桿處

5、于如圖所示位置，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向_移動(dòng)（選填“右”或“左”）。右右2、在已平衡的杠桿兩邊分別掛在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，等），杠桿仍然平衡，如圖，則如圖，則：L L1 1L L2 2(1)(1)在兩邊鉤碼下同時(shí)在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼，加掛一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿杠桿_（填（填“能或能或不能不能”）平衡？）平衡？ _邊下降邊下降? ?2、在已平衡的杠桿兩邊分別掛上在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，杠桿仍然平衡，如

6、圖，則如圖，則：(2)(2)若使再次平衡若使再次平衡的杠桿兩邊同時(shí)的杠桿兩邊同時(shí)去掉一個(gè)鉤碼，去掉一個(gè)鉤碼，則則 _ _ 邊將下降邊將下降 (3)費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿 動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力臂阻力臂, （省力、費(fèi)距離）（省力、費(fèi)距離） (2)等臂杠桿等臂杠桿 動(dòng)力臂動(dòng)力臂=阻力臂阻力臂, 4、杠桿分類、杠桿分類:例例1、如圖所示的工具中，使用時(shí)屬于、如圖所示的工具中，使用時(shí)屬于費(fèi)力費(fèi)力杠杠桿的是桿的是 ( )例例2 2、 如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)的撬棒撬動(dòng)石塊。若撬棒的撬棒撬動(dòng)石塊。若撬棒C C點(diǎn)受到石塊的壓點(diǎn)受到石塊的壓力是力是1500N1500N，且，且ABA

7、B1.5M1.5M，BCBC0.3M,CD=0.2M0.3M,CD=0.2M，則要撬動(dòng)石塊所用力應(yīng)不小，則要撬動(dòng)石塊所用力應(yīng)不小于（提示：注意考慮作用在于（提示：注意考慮作用在A A點(diǎn)動(dòng)力的方向）點(diǎn)動(dòng)力的方向） （ ） A A500N 500N B B300N 300N C C200N 200N D D150N150N D D如圖所示施力時(shí)，動(dòng)力如圖所示施力時(shí)，動(dòng)力F F/ /多大？多大？F F/ /F F例例3 3、如圖所示杠桿，在、如圖所示杠桿，在右右端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置

8、時(shí)，F(xiàn) F大小的變大小的變化情況是化情況是（ ） A大小不變大小不變 B由小變大由小變大 C先變大后變小先變大后變小 D先變小后變大先變小后變大 GOGOL L2 2GL L2 23、如圖所示杠桿，在如圖所示杠桿，在A A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F F，當(dāng)杠，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，F(xiàn) F大小的變化情大小的變化情況是況是（ ） A A大小不變大小不變 B B由小變大由小變大 C C先變大后變小先變大后變小 D D先變小后變大先變小后變大 3、 如圖所示杠桿，在如圖所示杠桿，在A A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力端施

9、一個(gè)始終與杠桿垂直的力F F，當(dāng)，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，F(xiàn) F大小的變化大小的變化情況是情況是（ ）A A大小不變大小不變B B由小變大由小變大 C C先變大后變小先變大后變小 D D先變小后變大先變小后變大 GGOL L2 2（二）滑輪、滑輪組（二）滑輪、滑輪組定滑輪：定滑輪：特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）不能省力，不能省力，沒(méi)有摩擦?xí)r沒(méi)有摩擦?xí)rF=G物物（2）不省距離）不省距離SF=h物物實(shí)質(zhì)：等臂杠桿實(shí)質(zhì)：等臂杠桿作用：改變施力方向作用：改變施力方向GF1F2F3動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪作用：省力，不計(jì)摩擦?xí)r，作用：省力，不計(jì)摩擦?xí)r，F(xiàn)=1/2（G動(dòng)動(dòng)

10、+G物）物）特點(diǎn)：費(fèi)距離特點(diǎn)：費(fèi)距離SF=2h物物實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂等于阻力臂兩實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂等于阻力臂兩 倍的杠桿倍的杠桿滑輪組的特點(diǎn)及作用滑輪組的特點(diǎn)及作用：既可省力，又可改變施力的方向既可省力，又可改變施力的方向FFGG12FG13FG不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦輪軸輪軸實(shí)質(zhì)：省力杠桿斜面作用：省力二、功1、做功的兩個(gè)必要因素：（1）有力作用在物體上；（2）物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)一段距離2、功的定義：力和物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積3、功的計(jì)算：W=FS4、功的國(guó)際單位：J注意：使用任何機(jī)械都不省功！三、功率2、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功1、意義：表示做功快慢3、公式：P=

11、W/t4、恒力F做功時(shí)功率：P=FV例例4、估測(cè)上樓時(shí)的功率：、估測(cè)上樓時(shí)的功率：需要測(cè)哪些物理量？需要哪些器材？需要測(cè)哪些物理量？需要哪些器材？人從一樓登上三樓正常需要多少人從一樓登上三樓正常需要多少時(shí)間？時(shí)間？“器材器材”： 磅秤、刻度尺、秒表磅秤、刻度尺、秒表“做一做做一做”：（1）用磅秤測(cè)出同學(xué)的質(zhì)量）用磅秤測(cè)出同學(xué)的質(zhì)量m1，用刻度尺，用刻度尺測(cè)出一個(gè)臺(tái)階的高度測(cè)出一個(gè)臺(tái)階的高度h（2）同學(xué)走上三樓，用秒表測(cè)出所用的時(shí)）同學(xué)走上三樓，用秒表測(cè)出所用的時(shí)間間t ,并數(shù)出三樓的臺(tái)階數(shù)并數(shù)出三樓的臺(tái)階數(shù)n人提沙子做功1對(duì)砂子做功2對(duì)桶做功3克服自重做功人拉滑輪做功1對(duì)砂子做功2對(duì)桶做功3對(duì)

12、動(dòng)滑輪做功人拉滑輪做功1對(duì)砂子做功2對(duì)口袋做功3對(duì)動(dòng)滑輪做功必須做的功必須做的功額外做的功額外做的功123123對(duì)沙子做功對(duì)沙子做功對(duì)桶做功對(duì)桶做功克服重力做功克服重力做功對(duì)沙子做功對(duì)沙子做功對(duì)桶做功對(duì)桶做功對(duì)滑輪做功對(duì)滑輪做功對(duì)沙子做功對(duì)沙子做功對(duì)桶做功對(duì)桶做功對(duì)滑輪做功對(duì)滑輪做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%有用功有用功 ：對(duì)人們有利用價(jià)值的功對(duì)人們有利用價(jià)值的功有用W額外功額外功 ：無(wú)利用價(jià)值但又不得不做的功無(wú)利用價(jià)值但又不得不做的功額W總功總功 ：動(dòng)力所做的功：動(dòng)力所做的功 總W W總總=W有用有用+W額額四、機(jī)械效率機(jī)械效

13、率定義：有用功與總功的比值叫機(jī)械機(jī)械效率定義：有用功與總功的比值叫機(jī)械效率效率.表達(dá)式表達(dá)式: 沒(méi)有！因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣Γ詻](méi)有！因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?，所以機(jī)械效率總小于機(jī)械效率總小于1 有沒(méi)有機(jī)械效率為有沒(méi)有機(jī)械效率為100%100%的機(jī)械？為什么？的機(jī)械？為什么？總有WW 100%機(jī)械效率公式：總有用WW動(dòng)力動(dòng)力物SFhG額外有用有用WWW總額外總WWW =W有用有用W總總h物物S繩繩G物物W有用有用W總總=G物物h物物F繩繩S繩繩需要測(cè)量需要測(cè)量的物理量的物理量: :彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度尺刻度尺G G物物F F繩繩h h物物S S繩繩測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率原理：

14、原理：繩繩=G物物h物物F繩繩nh物物=G物物n F繩繩計(jì)算式計(jì)算式:注意：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)勻速豎直拉動(dòng)測(cè)力計(jì)勻速豎直拉動(dòng)測(cè)力計(jì)例例4 4在在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：（1 1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)（2 2）此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是）此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是_個(gè)，個(gè)， 其中動(dòng)滑輪有其中動(dòng)滑輪有_個(gè)。個(gè)。第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)

15、械效率_第一次的機(jī)械效率（選填第一次的機(jī)械效率（選填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次數(shù)數(shù)鉤碼鉤碼重重/N/N鉤碼上升鉤碼上升高度高度/cm/cm彈簧測(cè)力彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)計(jì)示數(shù)/N/N彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離移動(dòng)距離/cm/cm1 12 210100.80.840402 25 55 51.51.520203262.5%大于大于勻速勻速序序號(hào)號(hào)鉤碼鉤碼重重G/N鉤碼上升鉤碼上升的高度的高度h/cm彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)的示數(shù)F/N彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離移動(dòng)的距離S/cm1250.6252481.1例例5、在、在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組

16、進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，了兩次實(shí)驗(yàn)，（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)（2）在圖）在圖16中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組(3)第第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率_(4)如果將重為如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時(shí)滑輪組的機(jī)械效題中已有的信息可以判斷出這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)在率應(yīng)在_ 范圍內(nèi)范圍內(nèi)4066.7%66.7%72.7%提高滑輪組機(jī)械效率的方法：提高滑輪組機(jī)械效率的方法：（1）增大物重；）增大物重；（2）減小動(dòng)滑輪重；）減

17、小動(dòng)滑輪重；（3）減小繩重及摩擦）減小繩重及摩擦1、滑輪、滑輪組提升重物：、滑輪、滑輪組提升重物：W有用有用=Gh滑輪、滑輪組的機(jī)械效率2、滑輪、滑輪組滑輪、滑輪組平移重物平移重物f指水平面對(duì)物體的摩擦力指水平面對(duì)物體的摩擦力有用功有用功W有用有用=f.S物物SF=nS物物 例例6如圖，用如圖，用10N的力的力F拉著物體在拉著物體在水平面上使物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度為水平面上使物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度為20cm/s, （1）若不計(jì)繩重及摩擦，求物體受到地面的摩擦力為多）若不計(jì)繩重及摩擦，求物體受到地面的摩擦力為多大？拉力的功率為多大？大？拉力的功率為多大？(2)若考慮繩重及摩擦，實(shí)際拉力為

18、若考慮繩重及摩擦，實(shí)際拉力為12N，則滑輪組的機(jī)械，則滑輪組的機(jī)械效率為多大？效率為多大？F解；(1)不計(jì)繩重及摩擦，不計(jì)繩重及摩擦，f=3F=3X10N=30N P=F.VF=FX3V物物=10NX3X0.2m/s=6w(2)=W有用有用/W總總 =f.S物物/F.SF=f/3F=30N/3X12N=83.3%答：物體受到地面的摩擦力為答：物體受到地面的摩擦力為30N,拉力的功率拉力的功率為為6W.滑輪組的機(jī)械效率為滑輪組的機(jī)械效率為83.3%例7、如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重. 若工人在5s內(nèi)將繩子勻速向上拉6m，則泥桶上

19、升_m，手拉繩子的力為_(kāi)N，拉力的功率為_(kāi)W，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi).2809691.7 例例8、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是( )A、機(jī)械效率高的機(jī)械，功率一定大、機(jī)械效率高的機(jī)械，功率一定大B、做功多的機(jī)械，功率一定大、做功多的機(jī)械，功率一定大C、做功快的機(jī)械，功率一定大、做功快的機(jī)械，功率一定大D、做功時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)械，功率一定大、做功時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)械，功率一定大C 實(shí)驗(yàn)、如圖所示是小亮同學(xué)測(cè)定斜實(shí)驗(yàn)、如圖所示是小亮同學(xué)測(cè)定斜面機(jī)械效率的裝置圖，下表是小亮面機(jī)械效率的裝置圖，下表是小亮同學(xué)設(shè)計(jì)的記錄表格。分析表中的同學(xué)設(shè)計(jì)的記錄表格。分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能得到哪些結(jié)論？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能得到哪

20、些結(jié)論？（要求寫兩條）（要求寫兩條） 斜面斜面傾傾斜斜程程度度小車小車重重量量G/NG/N斜面斜面高高度度h/mh/m沿斜沿斜面面拉拉力力F/NF/N斜面斜面長(zhǎng)長(zhǎng)s/ms/m有用有用功功W W有有/J/J總功總功W W總總/J/J機(jī)械機(jī)械效效率率較緩較緩10100.10.13 31 11 13 33333較陡較陡10100.20.24 41 12 24 45050最陡最陡10100.30.35 51 13 35 56060(1)(1)同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體所用拉力越大所用拉力越大（2 2）同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體）同一斜面，傾斜程度越高，拉同一物體機(jī)械效率越高機(jī)械效率越高 例例9如圖如圖所示的滑輪組，已知物重所示的滑輪組，已知物重350N，動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪重重40N(繩重及摩擦不計(jì)繩重及摩擦不計(jì))，若重物勻速提升，若重物勻速提升2m，則，則拉力拉力F為多大？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率為多大？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率是？提升重物再增加是？提升重物再增加20N，那么該裝置的機(jī)械效率，那么該裝置的機(jī)械效率將將是是多大？多大？