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文档简介
1、1.杠杆(1)定义:一根( )棒,在力的作用下能绕着( )点转动,这根硬棒就叫杠杆。注:a.“硬棒”不一定是棒,泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体。b.杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。(2)杠杆的五要素a.支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定的。l1l2F2F1b.动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。c.阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点。d.动力臂:从支点到动力作用线的( )距离,用“l1”表示。e.阻力臂:从支点到阻力作用线的( )距离,用“l2 ”表示。注意:a无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上的力,
2、但这两个力的作用效果正好相反。b一般情况下,把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力,而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。c.力臂是点到线的距离,而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的,其力臂为零,对杠杆的转动不起作用。【习题】1.如图所示的杠杆中,O是支点,水平力F的力臂是( )A、OAB、OBC、ABD、OC2.下列关于地F1力臂的作图中,正确的是:()(3)杠杆示意图的画法:(1)根据题意先确定支点O;(2)确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长;(3)从支点向力的作用线画垂线,并用l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。【习题】(4)杠杆的平衡条件a. 杠杆平衡的
3、要求:阻力的作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。b. 杠杆的平衡条件实验(1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,力臂l1和l2恰好重合,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂大小了,而图甲杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有乙方便。由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。l1l2OOl1l2(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡。注:在“探究杠杆平衡条件”的实验前,(1)将杠杆放
4、在水平面上后,发现右端比左端低,这时,应将右端螺母向_边调;实验中是靠移动 来改变力臂的,靠增减 来改变阻力和动力的大小的。3、杠杆的平衡条件(内容):动力动力臂=阻力阻力臂,或F1l1=F2l2。注:杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于“动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。【习题】1. 在研究“杠杆的平衡条件”的实验中,第一步把杠杆的中点支在支架上,调节杠杆两端的螺母使杠杆在_位置平衡,这样做的目的是_。如图所示,物体重2N挂在A点,要使杠杆水平平衡,应在B点加_N的力,力的方向是_;若在C点加力,应加_N的方向向_的力才能使杠杆重新平衡。
5、O2. 如图,杠杆处于平衡状态,若在两边的钩码下面,各加一个同样的钩码,则:( )A杠杆仍保持平衡 B杠杆左端下降 C杠杆右端下降 D无法判断3. 如图所示杠杆处于平衡状态,若使弹簧测力计的示数变为原来的1/2,要保持扛杆仍然平衡,可以( )A减少一个钩码B减少二个钩码 C减少三个钩码 D把钩码向左移一个小格(5)杠杆的应用名称结构特征特 点应用举例省力杠杆l1l2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆l1l2费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆l1l2不省力不费力天平,定滑轮既省力又省距离的杠杆时不存在的。【习题】)如左图所
6、示,杠杆 (能、不能)平衡,如果在悬挂点两侧的钩码下分别再加挂一相同的钩码,杠杆 (能、不能)保持平衡。(3)已知每个钩码的质量约为50g,若用弹簧测力计在竖直方向作用于B点,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计拉力的方向应该 (向上、向下、向左、向右),拉力的大小为 。2.滑轮(1)定义:周边有( ),中心有一转动的( )叫滑轮。(2)定滑轮A.工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如左下图所示。 B.因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。定滑轮的轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都( )于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件,因为重物匀速上升可知
7、,则不省力,但可改变力的方向。注:所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中F1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G上升的力)。C动力移动的距离与重物移动的距离相等S=h。(如上右图所示)D对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳重和摩擦)。如下图所示 【习题】1. 使用滑轮工作时,根据滑轮轴的位置是否移动,可以将滑轮分为 滑轮和 滑轮。2. 定滑轮:工作时轮轴 (移动或不移动);使用定滑轮不 ,但可以 。3. 定滑轮相当于一个 杠杆,所以拉力F G物(、)4. 升国旗的旗杆顶上有个重要的装置是()A定滑轮 B
8、动滑轮 C滑轮组 D省力杠杆5. 如图所示的滑轮是_滑轮,观察图中弹簧测力计的示数,可以知道使用这种滑轮可以改变_,不能_。6. 如图所示,物重10N,该滑轮是滑轮,手拉弹簧测力计在A位置时示数为_N;若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时,拉力FA、FB、FC的大小关系是_7. 简单机械在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装使用的吊桥就是,它运用了 和 二种简单机械。(3)定滑轮A. 定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。(如下左图所示) B. 如上中图所示,图中O可看作是一个能运动的支点,其动力臂l1=2r ,阻力臂l2=r,根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,即F12
9、r=F2r,得出,当重物竖直匀速向上时,F2=G,则。实质:是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。省一半力,但不能改变力的方向。C特点:动力移动的距离是重物移动距离的2倍。(如上右图所示)注:动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动;动力F1的方向与并排绳子平行;不计动滑轮重、绳重和摩擦。【习题】1. 动滑轮:工作时轮轴 (移动或不移动);使用动滑轮可以 ,但不能 。2. 如右图所示,一物体重500N,滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计,要拉起这个物体甲图中需F1=_N拉力,乙图中需F2=_N拉力。(4)定滑轮、动滑轮小结滑轮定滑轮动滑轮图样定义中间的轴固定不动的滑轮和重物一起移动的滑轮。钩码重GG
10、拉力大小F=( )F=( )方向与钩码上升方向相( )与钩码上升方向相( )钩码移动距离hh拉力移动距离s=( )s=( )绳子移动的速度v=( )v=( )省力情况不省力省一半的力改变用力的方向情况( )改变用力的方向( )改变用力的方向实质相当于一个( )杠杆相当于一个( )杠杆,动力臂是阻力臂的( )倍。实例升旗起重机(5)滑轮组A滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的,可以达到既省力又改变力的方向的作用效果,但同时要多移动距离。使用中,省力取决于承担物重的绳子的股数。注:特点既能省力又能改变动力的方向B. 使用滑轮组时,有n股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的n分之一,即。a.
11、利用滑轮组提起物体时,动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh(n表示承担物重的绳子股数)b. 绳子端的速度与物体上升的速度关系:c.绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则,由内向外缠绕滑轮。【习题】4. 在如图所示的各种情况中,用同样大小的力将重物匀速提升,若不计摩擦和滑轮重,物重最大的是( )5. 如右图所示,物体重G=500N,当物体G匀速上升时,则挂钩B承受拉力为_N,若绳子自由端向上拉动2m,则物体向上移动_m。(不计摩擦、不计滑轮重)7. 按下图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重,G表示动滑轮重,F表示人对绳子的拉力。三、功:1、功包括两个必
12、要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。2、不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固:某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。3、力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式:W=FS4、功的单位:焦耳,1J= 1Nm 。 把两个鸡蛋举高1m ,做的功大约是1 J 。5、应用功的公式注意:分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。 功的单位“焦”(牛米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛米,不能写成“焦”)单位搞混。6、功的原理内容
13、:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。7、说明: 功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。 功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。 我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)= 直接用手对重物所做的功(Gh)8、应用:斜面 理想斜面:斜面光滑 理想斜面遵从功的原理; 理想斜面公式:FL=Gh 其中:F:沿斜面方向
14、的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。四、功率:1、定义:单位时间里完成的功2、物理意义:表示做功快慢的物理量。PWt=3、公式: = Fv4、单位:主单位 W 常用单位 kW mW 马力 换算:1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W某小轿车功率66kW,它表示:小轿车s 内做功66000J 五、机械效率:1、有用功:定义:对人们有用的功。 公式:W有用Gh(提升重物)=W总W额=W总 斜面:W有用= Gh2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功公式:W额= W总W有用=G动h
15、(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:W额=f L3、总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功 公式:W总=W有用W额=FS= W有用 4、机械效率: 定义:有用功跟总功的比值。 公式: = W有/ W总 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测量: 原 理: 应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S 器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。 结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:A动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。B
16、提升重物越重,做的有用功相对就多。C 摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。知识结构:机械能势能重力势能定义:物体由于被举高而具有的能量。决定其大小的因素:物体质量越大、举得越高,势能就越大弹性势能定义:发生形变的物体具有的能量。决定其大小的因素:物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义:物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素:物体速度越大、质量越大,动能就越大六、温度定义:温度表示物体的冷热程度。单位:国际单位制中采用热力学温度。常用单位是摄氏度() 规定:在一个标准大气压下冰水混合物的温度为0度,沸水的温度为100度,它们之间分成100等份,每一
17、等份叫1摄氏度 某地气温-3读做:零下3摄氏度或负3摄氏度换算关系T=t + 273K分类实验用温度计寒暑表体温计用途测物体温度测室温测体温量程-20110-30503542分度值110.1所 用液 体水 银煤油(红)酒精(红)水银特殊构造玻璃泡上方有缩口使用方法使用时不能甩,测物体时不能离开物体读数使用前甩可离开人体读数测量温度计(常用液体温度计) 温度计构造:下有玻璃泡,里盛水银、煤油、酒精等液体;内有粗细均匀的细玻璃管,在外面的玻璃管上均匀地刻有刻度。 温度计的原理:液体的热胀冷缩 分类及比较: 常用温度计的使用方法:使用前:观察它的量程,判断是否适合待测物体的温度;并认清温度计的分度值,以便准确读数。使用时:温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。二、物态变化1、熔化和凝固晶 体体体熔化:非晶体体体定义:物体从固态
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