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第9讲 机械及其效率专题
知识框架
简单机械
杠 杆
五要素
平衡条件
应用
滑 轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
一:杠杆“五要素”
支点 :杠杆绕其转动的点O
动力:使杠杆转动的力F1
阻力: 杠杆转动的力F2
动力臂:从 点到 线的距离L1
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离L2
1.指杠杆所受的力,力的作用点在杠杆上
2.逆顺原则
阻碍
支
动力作用
目标一 :杠杆、滑轮的作图
二:杠杆作图类型
杠杆的作图技巧:
1.已知力,画力臂:①找支点;②画力的作用线; ③从支点出发画与力的作用线的垂线(即为力臂)
2.已知力臂,画力:①画与力臂垂直的虚线(即为力的作用线);②判断力的方向(支点在中间两个力的方向相同,支点在一边两个力的方向 相反);③注意力的大小(用实线)
3.作最小力:(原理即力臂越长力越小)
①在杠杆上找距离支点最远端的点与支点连线(即最长力臂);②重复(2)的过程
例题1.请在如下左图中画出F的力臂L.
例题1 变式1
变式1.如上右图所示,用螺丝刀撬钉子,O为支点,画出动力F1的力臂L1以及阻力F2.
变式4.如下左图所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,请在图中作出F2的力臂L2及力F1.
变式5.如上中图所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1,并画出阻力F2的阻力臂L2.
三:滑轮
1.滑轮有关知识点:
定滑轮:不省力,改变力的方向
动滑轮:省力,不改变力的方向
滑轮组:省力改变力的方向或费力改变力的方向
2.滑轮组的绕线方式 (奇动偶定)
(1)若n为偶数时,从定滑轮的钩子开始绕起;
(2)若n为奇数时,从动滑轮的钩子开始绕起;
(3)若为人来起重物,判定人拉力的方向后,从人手的位置开始绕起.
★ 注意:连线与滑轮相切,最后力的方向为竖直或水平.
变式12.要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法.
变式13.如图所示,工人利用滑轮组将货物提升至高处,画出绳子的绕法.
变式14.请在图中画出人拉重物上升,最省力的绕线方法.
变式12 变式13 变式14
一.探究杠杆的平衡条件
目标二: 杠杆、滑轮、斜面的相关实验
2.探究杠杆的平衡条件命题点:
(1)杠杆的平衡调节:调节平衡螺母(技巧:平衡螺母往翘起来(高的)一边调)
(2)杠杆水平平衡目的:①便于读出力臂的长度;②消除杠 杆自重对实验的影响
(3)实验应进行多次测量的目的:避免实验的偶然性,使实验具有普遍性
(4)实验数据的处理
实验结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂,写成
公式F1L1=F2L2
3.生活中的杠杆
=
=
杠杠种类
生活中的实例
力臂
力
省力杠杠
用羊角锤起钉子 用起子起瓶盖
用撬棒撬物体 用钢丝钳切钢丝
L1>L2
F1<F2
费力杠杠
用钓鱼竿钓鱼 用镊子夹物体
用船桨划船
L1<L2
F1>F2
等臂杠杠
天平 定滑轮
L1=L2
F1=F2
常见杠杆分类举例
1.实验原理:
2.所测物理量:
物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S
3.测量仪器:
弹簧测力计、刻度尺
4.实验步骤:
(1)按图所示把滑轮组安装好,记下钩码和弹簧测力计的位置.
(2)匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,从弹簧测力计上读出拉力F的值,用刻度尺测出重物上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,填入记录表格.
(3)计算出W有、W总、机械效率,填入表中.
(4)改变钩码的重量,重复做上面的实验,记录数据.
(5)分析表格数据得出实验结论:
使用同一滑轮组提升不同重物时,机械效率是不同的,提升重物越重,机械效率越高.
二.探究滑轮组的机械效率与物重的关系
5.实验中的注意事项:
①方向要竖直向上拉动;②弹簧测力计要匀速拉动物体上升,在匀速运动的状态下读数;③多次实验的目的是为了得到普遍规律,避免实验中的偶然性.
7.提高机械效率的方式:
①增加物重;②减小摩擦;③减小动滑轮重
6.影响机械效率因素:
机械效率只与物体重力和动滑轮重力有关,与绳子段数和提高的高度无关
对于如图所示的滑轮组,如果没有刻度尺,能
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