《华师大版九年级上学期科学ppt课件第五章 简单机械与功.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华师大版九年级上学期科学ppt课件第五章 简单机械与功.ppt（59页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,简,单,机,械,与,功,杠杆,一,.,杠杆,1.,定义：,在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。,支点,(,O,),：,动力,(,F,1,),：,动力臂,(,L,1,),：,阻力,(,F,2,),：,杠杆绕其转动的点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力（方向判断）,从支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂,(,L,2,),：,从支点到阻力作用线的垂直距离,F,2,2.,杠杆的五要素,1.,省力杠杆，费距离。,F1,F2,L1,L2,2.,费力杠杆，省距离。,F1,F2,L1,L2,3.,不省力也不费力。,F1=F2,L1=L2,3,杠杆的分类,F,1,F,2,O,L,1,L,2,人体中的杠杆,4
2、.,杠杆的平衡条件,杠杆的平衡条件：,动力,动力臂,=,阻力,阻力臂,F,1,L,1,=F,2,L,2,二,.,滑轮、滑轮组,1.,滑轮：,周边有槽能绕轴心转动的圆轮,2.,分类：,定滑轮和动滑轮,。,一）定滑轮,定滑轮在工作时，中心轴固定不动。,F=G,（不计摩擦）,S,F,=h,物,实质：等臂杠杆,作用：改变施力方向,二）动滑轮,动滑轮在工作时，中心轴固定随物体移动。,F=1/2,（,G,动,+G,物）,费距离,S,F,=2h,物,实质,：动力臂等于阻力臂两,倍的杠杆,滑轮组同时具备定滑轮和,动滑轮的特点，既,可以省,力,，又能,改变力的方向。,但要费距离。,三）滑轮组,理想情况：,F=G
3、/n,（不计摩擦，绳、滑轮重）,半理想情况：,F=,（,G+G,0,）,/n,（不计摩擦绳重）,（,n,为绕在动滑轮上绳子的,股数,）,S,绳,=,n,h,物,V,绳,=nV,物,讨论：,使用这个滑轮组时，,F,用多大的力可以,拉动物体？,F,G,物,G,动,G,动,G,定,1,F =,（,G,物,+2G,动,）,4,三,.,功,1.,做功的两个要素：,作用在物体上的力和物体,在力的方向上,通过的距离,2.,公式：功,=,力,*,距离,W=FS,3.,单位：,J,（两个鸡蛋举高,1,m,，做的功大约是,1,J,）,1J=1N.m,1,瓦特的意义：,1,、意义：,表示做功的快慢,2,、定义：,单
4、位时间内做的功,3,、计算公式,：,P = W / t,P = F,V,4,、单位：,表示,1,秒钟做功,1,焦耳,常用单位：,千瓦,（,kw),兆瓦,（,Mw),瓦,（,W,）,（一）功率,三、比值类,甲乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长,相同）时，甲用,10s,，乙用,9S,，若甲乙两人,的体重之比为,5,：,6,，则甲乙两人爬到杆顶做,功之比是,，甲乙两人平均功率之比,是,。,5,：,6,3,：,4,P,比,=,W,比,t,比,W,比,=G,比,h,比,如图所示的是甲、乙两物体做功与所用时,间的关系图象，由图象知，甲、乙两物体做,功功率,P,甲,、,P,乙,的大,小关系是（,）,A,P
5、,甲,P,乙,B,P,甲,=P,乙,C,P,甲,P,乙,D,无法判断,四、图像类,t,w,甲,乙,A,引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规,范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始。上提时，下颚须,超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，,重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续,匀速做,16,个规范的引体向,上动作。课外活动小组的同学现要,估测陈强同学做动作时的功率。,请你说出应测量哪些物理量。,写出计算陈强同学做动作时功率,的表达式。,五、实验类,P,=,W,t,16mgL,t,六、功率的判断及计算,例,1,(2008,广东,),如图所示，小明在跑步机上锻炼,身
6、体设他在跑步机上以,5m,s,的速度匀速跑动,30min,，跑动的总动力为,40N,求：,(1),他在这段时间内相当于跑了多少路程,?,?,(2),他在这段时间内做了多少功,?,?,(3),他做功的功率是多少,?,（,1,）,S=vt=5m,s,30,60s=9000m,(2)W=Fs=40N,9000m=360000J,(3)P=W/t=360000J/1800s=200W,20,、一块水田面积为,2400m,2,要灌平均,0.1m,深,的水。不计水渗透的损失，求：（,1,）所灌水,的体积；（,2,）所灌水的质量；（,3,）若这些,水是用水泵,(,抽水机,),从距水田,2m,深的水渠中,抽上
7、来的，水泵至少要做多少功？（,4,）若水,泵的功率为,2.4kw,，抽这些水要用多长时间,？（,水,1.0 x10,3,kg/m,3,g=10N/kg),已知：,S=,2400m,2,h,1,0.1m,，,h,2,2m,P,2.4,kw,2400 w,求：,（,1,）,V=?,（,3,）,m,？（,3,）,W=?,（,4,）,t,？,判断使用定滑轮和动滑轮的特点,例,1,如图,5,所示健身运动的过程中，物体,A,的质,量为,4kg,，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使,细绳拉着物体,A,缓慢（匀速）提升时，脚腕对,细绳拉力的方向在改变、大小,（选填“也,改变”或“不变”）。若,2.4s,内脚腕将,
8、A,物体,匀速提起,0.3m,，则对物体,A,所做的功为,J,，,功率为,W,。,图,5,A,不变,12,5,机械效率,1.,有用功：,为达到目的必须做的功,2.,额外功：,为达到目的不需要做但不得不做的功,3.,总功：,为达到目的实际做的功,W,总,= W,有,+W,额,4.,机械效率：,有用功与总功的比值,=,W,有,/ W,总,4,、机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率。,公式：,总,有用,W,W,?,?,W,有,Gh,提升物体,W,总,FS,W,总,FS,?,W,有,fS,物水平移动,W,总,FL,W,有,Gh,（二）机械效率,Fn,G,W,W,s,F,W,?,?,?,?,?,?,?
9、,?,Fs,Gh,J,2160,m,18,N,120,总,有,总,?,Fn,f,W,W,s,F,W,?,?,?,?,?,?,?,?,绳,物,总,有,总,Fs,fs,J,2160,m,18,N,120,?,提升物体,?,水平移动,提高滑轮组机械效率的方法：,（,1,）增大物重；,（,2,）减小动滑轮重；,（,3,）减小绳重及摩擦,5,、机械效率公式：,总,有用,W,W,?,?,S,F,h,G,?,?,?,?,额外,有用,有用,W,W,W,?,?,?,总,额外,总,W,W,W,?,?,?,关于滑轮组的机械效率,?,同一个滑轮组提起不同重力的重物时，重,物的重力越大，机械效率越,高,?,不同的滑轮组
10、提起相同重力的重物时，滑,轮组中动滑轮的重力越大，机械效率越,低,1.,实验器材：,2.,要测的物理量：,3.,操作注意点：,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,4.,相同的滑轮组，绕绳方法虽不同，当提升相同的,重物时，机械效率是相同的；用同样的滑轮组提升,不同的重物，重物越重滑轮组的机械效率越大,W,有,=Gh,(h,为重物提升高度）,W,总,=FS,(S,为绳子自由端的伸长）,W,额,=G,动,h,S=nh,(n,为吊着动滑轮的绳子段数）,测滑轮组机械效率,探究活动,G,动,W,有用,Gh,W,总,s,若不计拉线质量,和滑轮轴间摩擦，则：,W,额外,G,动,h,滑轮组的机械效率：,W,有用,W,总
11、,100%,Gh,s,100%,G,n,100%,测滑轮,组的机,械效率,G,G,+,G,动,1.,实验器材：,2.,要测的物理,量：,3.,机械效率表,达式,:,Gh,Gh,+,G,动,h,例,1.,（,2008,乐山）探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示，,某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的,猜想,?,下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：,?,请将表格中空格处的数据填写完整；,?,由表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论，要得到此,结论需要控制不变的因素有：,?,_,?,_,?,_,?,分析表格中的实验数据还可推知：高度相同的斜面，越长越,_,（填“省
12、力”或“费力”）；斜面在我们生活中的,应用有,_,（只写出一条即可）。,80%,1.5J,小车重,斜面长度,斜面粗糙程度,省力,盘山公路,例,2,：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甲、乙、丙所示。,(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,(,选填“增大”或“减小”,),，因而，,由第,2,、,
13、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,(,选填“增大”或“减小”,),。,大,0.4,72,7,增大,减小,例,7.,某同学准备做“测定滑轮组的机械效率”的,实验，选择器材有：弹簧测力计、钩码、铁架台、,定滑轮、动滑轮各一个、一根足够长的细绳。,（,1,）他所选的器材少了,_,（,2,）补足器材后，该同学进行了如下实际操作,A,将滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂,好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计,B,记下钩码和弹簧测力计的起始位置,C.,向上提起弹簧测力计，记下弹簧测力计的示数,D,测量出钩码提升的高度
14、和弹簧测力计移动的,距离,E.,将有关数据填入表格中，并进行必要的计算。,上述步骤中，有一项需要做出重要补正，该项需,补正的内容是,例题选解,刻度尺,C,步骤中，匀速,向上提起弹簧测力计,例题选解,(3),补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验,数据，请帮助完成下表：,滑轮组组成,钩码,重,G/N,钩码升,高,h/m,弹簧测力,计示数,F/N,绳子自由端,移动距离,s/m,机械效,率,一个定滑轮,一个动滑轮,2.1,0.10,1.0,0.30,（,4,）根据该同学以上实验探究过程，请将滑轮组的组装情况在图中画出,判断：,下面说法中是否正确,1,有用功越多，机械效率越高,2,额外功
15、越少，机械效率越高,3,物体做功越慢，机械效率越低,4,做总功越多，机械效率越低,5,做相同的有用功，额外功越少，机械,效率越高,6,做相同的总功时，有用功越多，机,械效率越高,7,用不同的滑轮组，做的有用功相同,时，机械效率一定相同,8,因为有用功总小于总功，所以机械,效率总小于,1,9,做的额外功一定时，总功越少，机,械效率越高,10,有用功在总功中占的比例越大，机,械效率越高,一、有用功、额外功和总功的判断,?,例,1,、如图，用滑轮组提升重物时，重,800N,的物,体在,10s,内匀速上升了,lm,。已知拉绳子的力,F,为,500N,，则提升重物的过程中,( ),?,A,绳子自由端被拉
16、下,3 m,?,B,做的有用功是,800 J,?,C,拉力,F,的功率是,80 W,?,D,滑轮组的机械效率是,60,B,二、机械效率的判断及计算,1.,如图,22,所示装置,，绳重及摩擦不计。装卸,工人将重为,800N,的货物提至高处，人对绳,的拉力,F,1,为,500N,，货物在,1min,内匀速上升,了,5m,。,（,1,）请在图上画出绳子的绕法；,（,2,）求滑轮组的机械效率；,（,3,）如果重物是,600N,，要把,重物提升,5m,，求拉力做的功,。,G,图,22,2,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
17、为,1,；用乙滑轮所做的总功为,W2,，机械效率,为,2,，若不计绳重及摩擦，则,A,W1=W2,，,1=2 B,W1=W2,，,12,C,W1W2,，,12 D,W1W2,，,12,3,、小马用如图所示的滑轮组抬,高重,5N,的小车，若不考虑摩擦和,绳重，请你计算下列问题：,（,1,）若不计动滑轮重，绳子自,由端弹簧测力计的示数多大？,（,2,）若考虑动滑轮重量，此时,弹簧测力计的示数是,2.5N,，该滑,轮组的机械效率多大？,（,3,）当动滑轮总重超过多少时,，使用该滑轮组提该小车不再省,力？,机械能,一、能量,：,一个物体能够对另一个物体,做功,，我们就称,这个物体具有能量,，,简称,能
18、,。,做功越多，表示这个物体的能量越大,。,机械能分类：,动能,机械能,重力势能,?,势能,弹性势能,二、动能,(,E,),：,物体,由于运动,而具有的能叫做动能。,（,大小,表现在它对其他物体所能做的功的大,小）。,例：飞行的飞机、运动的锤子、行驶的汽车、运行中,的列车、跑动着的运动员、飞行中的子弹头、滚动着,的钢球、运行中的人造地球卫星。,问题：动能的大小跟哪些因素有关呢？,实验探究,1,：,猜想与假设：可能与物体,和,有关,质量,大小,速度大小,设计实验：控制变量法,一、研究动能大小与速度的关系,实验次数,质量,速度,小车被推的远近,1,相等,2,二、研究动能大小与质量的关系,实验次数,
19、速度,质量,小车被推的远近,1,相等,2,小,近,大,远,小,近,大,远,实验结论：,物体的动能（,E,）与物体的,质量,和,速度,有关,质量越大、速度越大，物体具有的动能越,大,。,三、势能,1,、,重力势能：,因被,举高,而能够,做功,的物体所具有的能量,物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能越大。,2,、,弹性势能：,当弹性物体被,拉伸、压缩或弯曲,时所具有的能,量,弹性形变程度越大，,弹性势能越大,四、动能与势能的相互转化,1,、学生活动,1,：观察滚摆实验。,注意：事先在摆轮的侧面某处涂上鲜明的,颜色标志，观察颜色标志，可以判断摆轮,转动的快慢。,实验的做法：将线一端高高固定，另
20、一端,绕完摆轮轴使轮上缘贴紧固定处，轻放摆,轮，观察摆轮的运动。,（点击按钮参考,课件实验,1,）,重点梳理,?,1,、,叫杠杆，杠杆的五要素是,指,，杠杆的平衡条件,是,；杠杆分为,。,?,2,、,叫滑轮；滑轮分为,。,?,3,、定滑轮的特点是,；实质是,。,动滑轮的特点是,；实质是,。滑轮组的特点,有,。,?,4,、,叫功，功的计算公式,是,；国际单位是,；做功的两个必要条件,是,。,?,5,、,叫功率；功率的计算公式是,；,国际单位是,；,?,6,、估测上楼功率要测量的物理量有,。,?,7,、,叫机械效率；机械效率的计算公式,是,；提高机械效率的方法,有,。,在力的作用下能绕固定点转动的
21、硬棒,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,F,1,L,1,=F,2,L,2,省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,周边有槽能绕轴心转动的圆轮,定滑轮和动滑轮,不能省力但能改变力的方向,等臂杠杆,省力,省力杠杆,既可省力也可改变力的方向,力与在力的方向上通过的距离乘积,W=FS=PT,焦耳,受到力的作用、物体在力的方向上通过一段距离,单位时间内做的功,P=W/T=FV,瓦特,体重,G,、楼高,H,、上楼时间,T,有用功与总功的比值,=W,有用,/W,总,增加物重、减轻机械自重和摩擦,简单,机械,简,单,机,械,和,功,杠杆,种类,平衡条件,F,1,L,1,=F,2,L,2,滑轮,定滑轮,动滑轮,特点及实质,滑轮组,省力情况：,F=,1,n,（,G,物,+G,动,）,功、,功率,及机,械效,率,做功的两个必要因素,功的,计算,W=FS,做功,快慢,功率的定义,功率的计算,P=,FV,W,t,做功,效率,机械效率的定义、测量及计算,=,100,W,有,W,总,
