第十二章 《机械效率》复习课
一、导疑——情境导入,提出疑问
回忆一下:关于“ 简单机械”这一章我们学到哪些知识? 学习目标:
1、 认识杠杆,能从常见工具和简单机械识别出杠杆。 2、 知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用。 3、 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组及其作用。 4、 会根据要求使用和组装滑轮组。 5、 知道什么是有用功、额外功和总功。
6、 理解什么是机械效率,知道提高机械效率的方法。
二、引探——自主学习,探究问题 (一)杠杆
1、定义:在力的作用下能绕 _______的硬棒称做杠杆。
2、杠杆的五要素是: 、 、 、 、 。作 3、杠杆的平衡条件是: ,用公式可表示为: 。 4、三种杠杆:
(1)省力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,省了 ,费了 。 (2)费力杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,费了 ,省了 。 (3)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,动力 阻力;这种杠杆,既 也 。 (二)滑轮
1、定滑轮实质上是 杠杆;使用定滑轮不省 ,但能改变 。 2、动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 倍的杠杆;使用动滑轮能省 ,但不能改变 。
3、使用滑轮组既可以 ,又可以 ;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的 ,表达式是:F= (三)机械效率
1、有用功是 (通常W
有用
=Gh);额外功是 ,但又 的功;总
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功是 即 做的功(通常W总=FS)。
2、机械效率是 跟 的比值。机械效率的公式是: 。 3、影响滑轮组机械效率的主要因素:(竖直方向上)重物的 ___和动滑轮的 _____ _。对于实际机械,机械效率总 100%。
三.释疑——主动展示,阐释疑点
例1、如图所示,用一杠杆撬一块石头,杠杆上A点是动力的作用点,动力可以向上,也可以向下,还可以朝其他方向。(a)当动力方向向下时,在图上标出杠杆的支点O;(b)在杠杆上画出撬动石块的最小动力F。
例2、如图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的 滑轮组合而成。如图丙:大轮重10N,小 轮重5N,连杆重1N。先后用甲、乙两种 方式提起同样重的物体(G=500N),如果忽 略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的 是( )
A、F1=129N F2=133N B、F1=129N F2=129N C、F1=133N F2=133N D、F1=133N F2=129N
例3、如图,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体竖直上升了1m,人拉绳的力为250N。求:滑轮组的机械效率为多少?动滑轮重多少?(不计绳重和摩擦)
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例4、物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动,拉力F为50N,物体向左移动了2m, 物体与地面间的摩擦力为120N。
求:⑴滑轮组对物体做的功;⑵拉力F做的功;⑶滑轮组的机械效率。
例5、某实
验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。
钩码重 G/N 2 4 4 钩码上升 高度h/m 0.1 0.1 0.1 有用功 W有/J 0.2 0.4 测力计 拉力F/N 0.9 1.6 1.1 测力计 移动距离 s/m 0.3 0.3 0.5 总功 W总/J 0.27 74.1% 0.48 83.3% 0.55 次数 1 2 3 (1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。
(2)第3次实验中所做的有用功是 J,机械效率是 。
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功 (填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功, 额外功(填“增大”或“减小”)
四.启思——归纳总结,提炼方法
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1、杠杆上的动力和阻力:根据动力和阻力的关系,可知它们使杠杆转动的方向是 的,若动力使杠杆做顺时针转动,则阻力就使杠杆做 转动。
2、力臂的方法:先找到 点,再画出力的 线,作支点到力的作用线的 ,再画出垂直的符号即可。
3、求作杠杆上最小动力的方法:
求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题,此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。
(1)在杠杆上找一点,使这点到支点的距离 ; (2)动力方向应该是过该点且和该连线 的方向。 4、讨论杠杆动态变化问题的方法:
由杠杆的匀速转动来研究动力大小的变化。因为杠杆是匀速转动的,所以在杠杆转动过程中遵循 (杠杆的平衡条件),分析要用到控制变量法,确定不变量,然后分析所研究量与变量的关系。
5、奇动偶定原理: 使用滑轮组时,直接承担重物的绳子段数为n。若n为偶数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上;若n为奇数时,则绳子的固定端挂在 滑轮上。确定绳子的股数:数 上绳子的根数。
6、当定滑轮、动滑轮、滑轮组水平使用时,有用功是克服物体所受阻力f做的功,额外功是克服滑轮摩擦、滑轮重及绳重做的功,总功仍是动力所做的功。
7、 机械效率分为滑轮类,斜面类,杠杆类以及简单机械组合类,组合类机械效率等于各机械效率
之积。
五、精练——当堂训练,提升能力 一、选择题
1、如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是 ( )
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A B C D 2、下列关于简单机械的理解,正确的是 ( ) A、吃饭用的筷子是个省力杠杆
B、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 C、使用杠杆,就是为了省力 D、使用定滑轮不省力,但可以省距离
3、园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近,这样做的目的是为了 ( ) A、增大阻力臂,减小动力移动的距离 B、减小动力臂,减小动力移动的距离
C、增大动力臂,省力 D、减小阻力臂,省力
4、如图所示,在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码,下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是 ( ) A、在位置2挂6个相同的钩码 C、在位置4挂4个相同的钩码
第4题图 第5题图
5、如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜,仍然使杠杆保持平衡,拉力F的变化情况是( )
A.变小
B.变大
C.不变
D.无法确定
B、在位置4挂2个相同的钩码 D、在位置6挂2个相同的钩码
6、如图表示,下列简单机械中,省距离的是 ( )
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