2021學年第4節(jié) 簡單機械課堂教學ppt課件-課件下載-教習網(wǎng)

第4節(jié)　簡單機械知識點1　杠桿1．杠桿的定義一根硬棒如果在力的作用下，能繞__固定點__轉動，這根硬棒就叫做杠桿。說明　杠桿的形狀可以是直的，也可以是彎的。2．杠桿的五要素(1)支點：使杠桿繞著轉動的固定點O。(2)動力：使杠桿轉動的力F1。(3)阻力：__阻礙__杠桿轉動的力F2。(4)動力臂：從支點到動力__作用線__的距離l1。(5)阻力臂：從支點到阻力__作用線__的距離l2。說明?、倭Ρ凼侵c到力的作用線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。②找力臂的步驟：找支點；作力的作用線；從支點向力的作用線畫垂線；標出力臂。3．杠桿的平衡條件(1)調節(jié)杠桿平衡時，可以調節(jié)杠桿兩端的__平衡螺母__同時向左(或向右)，使杠桿在水平位置平衡；掛上鉤碼時，要使杠桿重新在水平位置平衡，這樣便于直接讀出力臂的大小。(2)杠桿平衡是指杠桿在動力和阻力的作用下，保持__靜止__或__勻速轉動__狀態(tài)。(3)杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。(4)實驗時，若用鉤碼，則鉤碼應掛在杠桿兩端，若掛在杠桿一端，則可以在同一端用彈簧測力計豎直向上拉，或在另一端用彈簧測力計豎直向下拉。說明?、賹嶒炛懈軛U支點位于中心點，可消除杠桿自重對平衡的影響。②多次實驗目的是避免實驗的偶然性，以便尋找具有普遍性的實驗規(guī)律。③實驗中杠桿在水平位置平衡目的是：便于測量并讀出力臂。4．杠桿的類型(1)省力杠桿：省力，但費動力移動的距離；動力臂大于阻力臂，如拔釘子用的羊角錘、剪鐵皮用的剪子等。(2)費力杠桿：費力，但省動力移動的距離；動力臂小于阻力臂，如釣魚桿、鑷子等。(3)等臂杠桿：既不省力，也不費力；動力臂等于阻力臂，如天平、定滑輪等。說明?、偌仁×τ质【嚯x的杠桿是不存在的。②在阻力與阻力臂乘積一定的情況下，若支點與動力的作用點成為動力臂，則此時動力臂最大，使杠桿達到平衡所需的動力最小，杠桿最省力。知識點2　滑輪滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子，人們常用它吊裝貨物?；喛梢钥醋魇悄軌蜻B續(xù)轉動的杠桿，即杠桿的變形，所以可以用杠桿平衡條件來分析它的作用?；喛梢苑譃槎ɑ?、動滑輪和滑輪組。類型定義實質特點重物提升的高度h與繩端通過的距離s的關系定滑輪在使用過程中，軸固定不動的滑輪等臂杠桿不省__力__，可以改變力的__方向s＝h動滑輪在使用過程中，軸隨物體一起移動的滑輪可省__一半__的力，但__不能__改變力的方向s＝__2h__滑輪組將動滑輪和定滑輪組合在一起即為滑輪組既可以__省力__，又可以改變力的__方向__s＝__nh__(n指承擔物重的繩子的股數(shù))　　說明?、俨徽撌嵌ɑ嗊€是動滑輪，滑輪兩側繩子承擔的力相等。②使用滑輪組時，用幾段繩子吊著物體和動滑輪，提起物體所用的力就是總重的幾分之一，即F＝G總。而繩子自由端移動的距離是物體移動距離的n倍。知識點3　機械效率1．定義：有用功跟總功的__比值__叫做機械效率，它反映了有用功在總功中占有多大比值，用希臘字母η表示。η＝____×100%η越大，表明機械工作時能量的利用率越高。在使用機械時，總是盡可能減小額外功，以提高機械效率。說明　因為使用機械時總會不得不做一些額外功，所以機械效率必然小于100%，即η<1。同一機械在不同情況下使用，其機械效率不一定相同。2．滑輪組和斜面的機械效率(1)滑輪組的機械效率一個滑輪組，重物和動滑輪的總重由n段繩子承擔，其機械效率有：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，若不計繩重及摩擦，η＝×100%＝×100%，所以，此時為了增大機械效率，應盡量減小G動。(2)斜面的機械效率斜面如圖所示，其機械效率有：η＝×100%易錯點1　分析杠桿平衡問題例1　如圖，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲使其一端抬離地面。則( D )A．F甲>F乙，因為甲方法的動力臂長B．F甲<F乙，因為乙方法的動力臂長C．F甲>F乙，因為乙方法的動力臂短D．F甲＝F乙，因為動力臂都是阻力臂的2倍【易錯說明】兩種情況下，動力克服的都是水泥板的重力，對于形狀規(guī)則質地均勻的物體，其重心都在其幾何中心上，所以阻力臂都等于動力臂的二分之一。雖然F甲力臂大于F乙，但F甲、F乙大小都等于水泥板重力的一半。易錯點2　機械效率大小關系的逆向分析例2　甲吊車比乙吊車的機械效率高，當它們分別把相同質量的物體勻速提升相同高度時，則( B )A．甲吊車的電動機做的有用功較多B．乙吊車的電動機做的額外功較多C．甲吊車的電動機做的總功較多D．甲、乙兩吊車的電動機做的總功相同【易錯說明】把相同質量的物體提高相同的高度，根據(jù)公式W有用＝Gh＝mgh可知，兩輛吊車所做的有用功相同；乙吊車的機械效率比甲吊車的機械效率低，根據(jù)η＝，說明乙吊車所做的總功大于甲吊車做的總功，同時乙吊車所做的額外功大于甲吊車做的額外功。1．如圖所示，體重為510 N的人，用滑輪組拉重500 N的物體A沿水平方向以0.02 m/s的速度勻速運動。運動中物體A受到地面的摩擦阻力為200 N。動滑輪重為20 N(不計繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上)。則下列計算結果中正確的是( A )A．人對地面的壓力為400 NB．繩子自由端受到的拉力大小是100 NC．人對地面的壓力為250 ND．繩子自由端運動速度是0.06 m/s2．在一次校運動會，小明騎一質量為m的獨輪車，以速度v勻速通過一重為G、長為L的水平獨木橋，獨木橋的兩端由兩根豎直支柱A、B支撐著，如圖所示。設獨輪車騎上A端支柱處為初始時刻(t＝0)，下面哪一個圖正確地表示了B端支柱所受壓力FB與時間t的函數(shù)關系？(不考慮獨木橋的形變)( B )A．　　　B．C． D．3．如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1、G2兩個物體，比較它們的省力情況和機械效率(不計摩擦)，下列說法中正確的是( D )A．若G1＝G2，則F1＜F2，甲的機械效率較高B．若G1＝G2，則F1＞F2，乙的機械效率較高C．若G1＜G2，則F1＞F2，甲的機械效率較高D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機械效率較高4．如圖所示，工人用動滑輪把重物勻速提升到一定高度，重物的重力為G物，動滑輪的重力為G動，此裝置的機械效率為η，不計繩重和摩擦。則下列表達式不能表示工人所用拉力的大小是( D )A.　　　　B．C． D．5．如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩慢上升，動滑輪的重力不可忽略，現(xiàn)改變物體的重力G，不計繩重與摩擦，則動滑輪的機械效率η與物體重力G的關系可能符合下列圖中的( B )　　A．　　B．C． D．6．用圖中裝置勻速提升重為100N的物體，手的拉力為60N，滑輪的機械效率為( C )A．16.7%B．20%C．83.3%D．100%7．如圖所示裝置，物體B重為100 N，它在水中勻速下沉時，通過滑輪組拉著重200 N的物體A在水平面上勻速運動。當用一個水平向左的力F1拉物體A，使物體B在水中勻速上升(物體B未露出水面)。當物體B完全露出水面后，用另一個水平向左的力F2拉物體A，在4 s內使物體B勻速上升0.4 m，已知：物體B的密度ρB＝5ρ水，兩次拉力F1∶F2＝9∶10。若不計繩重、滑輪組裝置的摩擦及水中的阻力，g取10 N/kg。則水平面對物體A的滑動摩擦力的大小為__30__N。8．中國科技館探索與發(fā)現(xiàn)A廳有這樣一樣展品，一根質地均勻的金屬桿架在兩個可以旋轉的光滑程度相同的輪子之間，兩輪均向內側旋轉，發(fā)現(xiàn)金屬桿做往復運動。若實驗開始時把金屬桿水平靜止放置在如圖所示位置(La＜Lb)，圖中O為金屬桿的重心，O1、O2分別為兩輪和金屬桿的接觸點，金屬桿與兩輪接觸點受到向上的支持力分別為N1和N2。(1)若以O2為支點，依據(jù)杠桿平衡原理可得表達式N1＝____(分別用G、La和Lb表示)。同理可得N2的表達式。由此可知：N1__大于__N2(選填“大于”“小于”或“等于”)；(2)當兩輪開始轉動時金屬桿O1、O2處受到摩擦力分別為f1和f2，則f1__大于__f2(選填“大于”“小于”或“等于”)。

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