物理：第11章《简单机械和功》课件(苏科版九年级上)

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！
三、功率
1、意义：表示做功快慢 2、定义：单位时间内所做的功 3、公式：P=W/t 4、恒力F做功时功率：P=FV
估测上楼时的功率： 估测上楼时的功率： 需要测哪些物理量？需要哪些器材？ 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？ 时间？
四、机械效率
有用功 W 有用 ：对人们有利用价值的功 额外功W额：无利用价值但又不得不做的功 总功 W总 动力所做的功 ：
W总=W有用+W额
机械效率定义： 机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械 效率. 效率 表达式: 表达式
W有 η= • 100% W总
有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 100%的机械 没有！因为有用功总小于总功， 没有！因为有用功总小于总功，所以 机械效率总小于1 机械效率总小于
• 例4、如图，用10N的力 拉着物体在 的力F拉着物体在 、如图， 的力 水平面上使物体匀速运动， 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 ）若不计绳重及摩擦， 摩擦力为多大？拉力的功率为多大？ 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 若考虑绳重及摩擦， 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？ 滑轮组的机械效率为多大？
F
解；(1)不计绳重及摩擦，f=3F=3X10N=30N 不计绳重及摩擦， 不计绳重及摩擦 P=F.VF=FX3V物=10NX3X0.2m/s=6w (2)η=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 物体受到地面的摩擦力为 拉力的功率 滑轮组的机械效率为83.3% 为6W.滑轮组的机械效率为 滑轮组的机械效率为
例1、如图所示、杠杆OA在力F1、F2的作 OA在力F1 F2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 的力臂， 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. F1的力臂L1和力 画出力F1的力臂L1和力F2.
L2 O
L1
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FI 注意：由于L1>L2,杠杆平衡，所以F1<F2
7．跳绳是一种简便易行的锻炼 方式.图7描绘了某同学某次 跳绳时重心移动的高度h随时 间t变化的图像.由图像可知， 他的重心移动的最大高度为 cm.若该同学的体重为500N， 则他1min内克服重力做功的 功率为 W.
8．如图17所示，小冯分别用甲、乙两滑 轮把同样的桶从一楼地面提到二楼地面， 用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为 η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率 为η2，若不计绳重及摩擦，则 A W1=W2 η1=η2 A．W1=W2，η1=η2 B W1=W2 η1<η2 B．W1=W2，η1<η2 C．W1<W2，η1>η2 D．W1>W2，η1<η2
3、探究杠杆的平衡条件 (1)什么叫杠杆的平衡 什么叫杠杆的平衡？ (1)什么叫杠杆的平衡？ 杠杆平衡是指杠杆静止不动或杠 答：杠杆平衡是指杠杆静止不动或杠 杆匀速转动。 杆匀速转动。 (2)杠杆平衡条件是什么 杠杆平衡条件是什么？ (2)杠杆平衡条件是什么？ 答：F1.L1=F2.L2 (3)实验前为什么要调节杠杆两端的螺 (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？ 母使杠杆在水平位置平衡？ 答:使杠杆的重力不影响杠杆的平衡
滑轮组的特点及作用：既可省力， 滑轮组的特点及作用：既可省力，又可改变施力的方向
F F
G
G
不计绳重、 不计绳重、动滑轮重及摩擦
1 F＝ 2 G 1 F＝ 3 G
轮轴实质：省力杠杆 轮轴 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
简单机械和功复习
教学目的：
1、回忆并掌握简单机械的特点及作用 2、会用杠杆平衡条件解题 3、知道做功的两个要素 4、知道功率的意义、会用功率公式解题 5、理解总功、有用功、额外功及相互关系 6、会运用机械效率公式解题
一、简单机械 （一）杠杆
• 1、杠杆五要素 支点 动力： 动力： F1 阻力： 阻力：F2 动力臂： 动力臂：L1 阻力臂： 阻力臂：L2 注意点：支点一定在杠杆上！ （注意点：支点一定在杠杆上！ ）
)
A、机械效率高的机械，功率一定大 、机械效率高的机械， B、做功多的机械，功率一定大 、做功多的机械， C、做功快的机械，功率一定大 、做功快的机械， D、做功时间长的机械，功率一定大 、做功时间长的机械，
6、提高机车的额定功率是铁路进一步提速要 解决的一个重要课题。机车的输出功率等于牵 引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成 正比，那么，列车提速前后分别以最高时速 120 km和180 km在平直轨道上匀速行驶时，机 车的输出功率之比为 A．2﹕3 B．3﹕2 C．4﹕9 D．9﹕4
例6、如图所示，物重为 、如图所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一 ，摩擦不计。 端拴在地面上，用力F为 端拴在地面上，用力 为50N的力使滑轮匀速上升 的力使滑轮匀速上升 了2m，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？ ，求出总功，有用功和此滑轮的机械效率？
9．如图10所示，甲、乙两人将一 木箱从一楼抬上三楼，甲对木箱 做的功________乙对木箱做的功 (填“大于”、“等于”或“小 于”)．
（二）滑轮、滑轮组 滑轮、 定滑轮： 定滑轮： 特点： 特点：（1）不能省力， ）不能省力， 没有摩擦时F=G物 没有摩擦时 物 （2）不省距离 F=h物 ）不省距离S 实质： 实质：等臂杠杆 作用： 作用：改变施力方向
F3 G
F1 F2
动滑轮
作用：省力，不计摩擦时， 作用：省力，不计摩擦时， F=1/2（G动+G物） （ 动 物 特点：费距离SF=2h物 特点：费距离 实质： 实质：动力臂等于阻力臂两 倍的杠杆
η=W有用 总= 有用/W总 有用
课堂练习
2、 如图是自卸车的示意图，车厢部分视为 、 如图是自卸车的示意图， 杠杆，则下列分析正确的是（ 杠杆，则下列分析正确的是（ ） A.B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重 点是支点， 点是支点 液压杆施的力是动力， 是阻力 B．B点是支点，物体 放在车厢前部可省力 点是支点， ． 点是支点 物体A放在车厢前部可省力 C．C点是支点，物体 放在车厢后部可省 点是支点， ． 点是支点 物体A放在车厢后部可省 力 D．C点是支点，物体 放在车厢前部可省力 点是支点， ． 点是支点 物体A放在车厢前部可省力
例2、如图所示的工具中，使用时属 、如图所示的工具中， 于费力杠杆的是 ( )
例3、图4是一种垃圾夹的结构示意图.拉绳的一端固 定在手把上，另一端穿过空心管杆后与两夹爪的 一端相连接.当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用 下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时， 夹爪在弹簧的作用下恢复原状.在使用过程中，手 把和夹爪分别是 • A．省力杠杆 费力杠杆 B．费力杠杆 省力杠杆 • C．省力杠杆 省力杠杆 D．费力杠杆 费力杠杆
例5、如图所示，用一动滑轮拉一物体 以0.5m/s 、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以 的速度在水平面上匀速运动，物体A重为 重为20N， 的速度在水平面上匀速运动，物体 重为 ， 受到的摩擦力是物重的0.2倍 水平拉力F为 受到的摩擦力是物重的 倍，水平拉力 为2.5N， ， 拉力F的功率是多少 的功率是多少？ 求：拉力 的功率是多少？在2S内拉力做的功是 内拉力做的功是 多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重） 多少，滑轮的机械效率是多少？（不计滑轮重） ？（不计滑轮重
所示的滑轮组， 例5．如图所示的滑轮组，已知物重 ．如图所示的滑轮组 已知物重350N，动滑轮 ， 绳重及摩擦不计)， 重40N(绳重及摩擦不计 ，若重物匀速提升 ，则 绳重及摩擦不计 若重物匀速提升2m， 拉力F为多大 额外功是多少？ 为多大？ 拉力 为多大？额外功是多少？滑轮组的机械效率 提升重物再增加20N，那么该装置的机械效率 是？提升重物再增加 ， 将是多大？ 多大？ 解：F=(G动+G物）/3=(40N+350N)/3=130N 动 物 W额外 动 W额外= G动.h=40NX2m=80J 额外=
滑轮、滑轮组的机械效率 1、滑轮、滑轮组提升重物：W有用=Gh 、滑轮、滑轮组提升重物：
提高滑轮组机械效率的方法： 提高滑轮组机械效率的方法： （1）增大物重； ）增大物重； （2）减小动滑轮重； ）减小动滑轮重； （3）减小绳重及摩擦 ）
2、滑轮、滑轮组平移重物 滑轮、 滑轮
• f指水平面对物体的摩擦力 指水平面对物体的摩擦力 • 有用功 有用=f.S物 有用功W • SF=nS物
• 4、如图6所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以 绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力——位移 传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平 平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离 x的变化关系如图7所示。据图可知金属杆重 A．5 N B．10 N C．20 N D．40 N
5、下列说法正确的是( 、下列说法正确的是
(3)为什么在杠杆两边挂上不 (3)为什么在杠杆两边挂上不 同数量的钩码，调节钩码位置， 同数量的钩码，调节钩码位置， 使杠杆在水平位置重新平衡？ 使杠杆在水平位置重新平衡？ 答:便于测量力臂 注意：杠杆平衡时， 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。 方向相反。
(1)省力杠杆 动力臂 阻力臂 （省力、费距离） 省力杠杆 动力臂>阻力臂 阻力臂, 省力、费距离） 4、杠杆分类 (2)等臂杠杆 动力臂 阻力臂 、杠杆分类: 等臂杠杆 动力臂=阻力臂 阻力臂, (3)费力杠杆 动力臂<阻力臂 （费力、省距离） 费力杠杆 动力臂 阻力臂, 费力、省距离） 阻力臂
3、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力） 、如图所示，一根重木棒在水平动力（拉力） 点为轴， Ｆ的作用下以 Ｏ点为轴，由竖直位置逆时 针匀速转到水平位置的过程中， 针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂 为l，动力与动力臂的乘积为 Ｍ，则（ ） ，动力与动力臂的乘积为 A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大 ． 增大， 增大， B．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ减 ． 增大， 减小， 小 C．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ增大 ． 增大， 减小， D．Ｆ减小，ｌ增大，Ｍ增大 ． 减小， 增大，
2、作力臂的方法 、
L1
F1
F2
1.找支点 找支点
L2
2.沿动力和阻力的方向画出力的作用线， 沿动力和阻力的方向画出力的作用线， 沿动力和阻力的方向画出力的作用线 3.从支点作这些力的作用线的垂线。 从支点作这些力的作用线的垂线。 从支点作这些力的作用线的垂线 这个垂线就是力臂。 这个垂线就是力臂。