5.简单机械、功和能专题
九年级物理简单机械 功和能

简单机械功和能复习要点1、简单机械:(1)杠杆:力臂:支点到力的作用线的距离,叫力臂,用L表示。
杠杆平衡条件:杠杆的分类:使用省力杠杆时省力,但费距离;使用费力杠杆时费力,但省距离。
(2)滑轮:定滑轮:不省力,但能改变力的方向,定滑轮的实质是等臂杠杆。
动滑轮:省一半力,但不能改变力的方向,动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
滑轮组:a、竖放:用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的动力就是物重的几分之一。
即:此式成立条件:忽略滑轮的重力以及绳、轮摩擦。
若忽略摩擦但考虑滑轮的重力时,此式应变为:。
物体上升距离与绳自由端移动的距离关系为:判断滑轮组用几段绳子吊着物体的方法:切割分离法:假想将所用绳子从中间切割开来,沿着割点向下数凡是与动滑轮接触的段数之和即为几段绳子吊着物体(即为n)。
b、横放:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。
(不计绳、轮摩擦)即:。
物体移动距离与绳自由端移动距离关系:滑轮组绕法:①从动滑轮起绕,n为奇数②从定滑轮起绕,n为偶数2、功:(1)做功的两个必要因素:物体一般没有做功的情况:a有力而没有运动。
即“劳而无功”型。
如小孩搬大石头搬不动。
b运动一定的距离而没有作用力。
即“不劳而获”型。
如冰块在光滑水平面上运动。
C虽然有力作用且通过一定的距离,但力的方向跟物体运动方向垂直。
即“空手徒劳”型。
(2)功的计算公式:W=F·S(3)功的单位:国际单位制中,功的单位是焦耳。
3、功率:(1)物理意义:功率表示做功的快慢。
(2)定义:单位时间内完成的功叫功率。
(3)公式:P=W/t=F·v。
(4)功率的单位:国际单位制中,功率的单位是瓦特(W)。
4、机械效率:(1)有用功,额外功和总功:利用机械做功时,对人们有用的功叫有用功,(W有);对人们没有用,但又不得不做的功叫额外功(W额);有用功加额外功是总共做的功,叫总功(W总)W总=W有+W额(2)机械效率的定义:有用功跟总功的比值。
简单机械,功和能

简单机械:功和能简单机械的定义简单机械是指那些由单个机械部件组成的机械装置,它们通过应用力和运动来进行工作。
简单机械是机械学的基础,广泛应用于日常生活和工业生产中。
功的定义和计算在物理学中,功是描述力对物体产生的影响的量度。
当一个力作用在物体上,物体发生了位移,这个力对物体做了功。
功的计算公式为:功 = 力 × 位移× cosθ其中,力是作用在物体上的力,位移是物体的位移,θ是力和位移之间的夹角。
单位功的国际单位是焦耳(J)。
在简单机械中,以上述计算公式来计算功非常有效。
例如,当我们用力推动一个物体沿着平滑的水平面运动时,我们的力所做的功等于力乘以物体的位移。
功的特性功的本质是对物体能量的转移和变化的描述。
1.正功:当力与位移之间的夹角为锐角时,所做的功为正值。
这意味着力和位移的方向基本上是一致的,并且力对物体产生了正的能量转移。
2.负功:当力与位移之间的夹角为钝角时,所做的功为负值。
这意味着力和位移的方向基本上是相反的,并且力对物体进行了负的能量转移。
3.零功:当力与位移之间的夹角为直角时,所做的功为零。
这意味着力对物体没有产生能量转移。
能的定义和分类能是物体具有做功的能力。
根据能在物理学中的不同表现形式,能分为多种不同的类型。
动能当物体具有运动状态时,称为动能。
动能的大小取决于物体的质量和速度。
动能的计算公式为:动能 = 1/2 × 质量 × 速度²动能的单位为焦耳(J)。
在简单机械中,想象一个滑块沿着水平面以一定速度运动,滑块的动能取决于它的质量和速度。
重力势能当物体被抬高到一定高度时,具有的能量称为重力势能。
重力势能的大小取决于物体的质量、重力加速度和高度。
重力势能的计算公式为:重力势能 = 质量 × 重力加速度 × 高度重力势能的单位为焦耳(J)。
在简单机械中,典型的例子是使用绳索将物体吊起。
当物体被抬高时,它具有重力势能。
简单机械、功和机械能

简单机械,功和能一.基础回顾一)、功1、力学中的功②力学里所说的功包括两个必要因素:一是______________;二是__________________。
2、功的计算:②公式:W=__________ ③功的单位:焦耳(J),1J= 1N ·m 。
3、功的原理:内容: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。
二)、机械效率1、有用功和额外功①有用功 例:提升重物 W 有用=Gh②额外功: 例:用滑轮组提升重物W 额= __________ (G 动:表示动滑轮重) ③总功: 公式:W 总=W 有用+W 额,W 总=______________2、机械效率定义:有用功跟总功的比值。
公式:η=__________说明:机械效率常用百分数表示,机械效率总_____于1三)、功率①物理意义:功率是表示做功_____的物理量。
②定义:__________内所做的功叫做功率③公式:P =_______________ ④单位:瓦特(W)、千瓦(kW) 1W=1J/s 1kW=103W四)、动能和势能1、动能 质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越_____;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越_____。
2、势能 ①重力势能:物体被举得越高,质量越大,具有的重力势能也越_____。
②弹性势能:物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越_____。
③势能:重力势能和弹性势能统称为势能。
五)、机械能及其转化1、机械能:动能与势能统称为机械能。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和_____,或者说,机械能是守恒的。
2、动能和重力势能间的转化规律:六)、杠杆:1.杠杆上的概念2.杠杆的平衡条件:公式:_______ ,也可写成:七)、滑轮:11二.练习:一)、选择题1.下图中属于费力杠杆的是( )2.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以相同的水平移动速度同时匀速向支点移动一点距离,则杠杆 ( )A .仍能平衡B .不能平衡,大球那端下沉C .不能平衡,小球那端下沉D .无法判断3、如图所示,B 端悬挂一重为G 的重物,不计杠杆自重,在A 点施加动力F 使杠杆保持水平平衡,则下列说法正确的是( )A .因为OA 大于OB ,所以F 小于G ;B .F 的大小可能大于G ;C .因为B 点受到的拉力是向下的,所以F 的方向一定向上;D .当杠杆平衡时,一定满足G ×OB=F ×OA 。
简单机械 功和能

例6、如图所示,不计轮重及绳与轮的摩擦, B物体的重力为20N,此时A物体在水平桌面 上向右做匀速直线运动,若使A物体匀速向左 运动,则作用在A物体上的拉力为多少N?弹 簧秤的示数为多少?
例7、有一个水泵,它的电动机功率是50KW, 能在2h内从75m深的地方抽出200m3的水,求 这台水泵的机械效率是多少?
六、简单机械 功和能 1、简单机械 (1)杠杆 ①定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬 棒叫做杠杆。 动力(F1)、阻力(F2)、 动力臂(l1)、阻力臂(l2)、力的作用线 ②杠杆平衡条件: F1l1= F2l2(或
F1 F2 l2 l1
)
注意:杠杆平衡时,力和对应的力臂成反比
③三种杠杆 省力杠杆:动力臂大于阻力臂、省力、费距离 费力杠杆:动力臂小于阻力臂、费力、省距离 等臂杠杆:动力臂等于阻力臂、不省力不费力 、不省距离不费距离 (2)滑轮 ①定滑轮:滑轮的位置固定不变 性质:定滑轮实质是一个等臂杠杆,使用定滑 轮既不省力,也不费力,但能改变力的方向。
W有=fS物
fS 物 Fs f nF
W总=FS
(3)使用滑轮组在竖直方向提升浸在液体中 的物体:
F 1 n ( F 钩 G 动) 1 n [( G 物 F 浮) G 动 ]
vF=nV物 W有=F钩h=(G物-F浮)h W额=G动h W总=FS= W有+ W额 P W S=nh
7、两个重要实验 研究杠杆平衡条件实验:
注意:实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母, 使杠杆在水平位置平衡。 实验结论:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力 ×阻力臂
测滑轮组机械效率实验: 实验原理:
W有 W总 G物 h Fs
实验器材:铁架台、滑轮、细绳、钩码、 弹簧秤、刻度尺 注意:实验过程中,应沿竖直方向,匀速拉 动弹簧秤,使物体上升。
九年级物理14章笔记

九年级物理14章笔记摘要:1.物体的运动2.力和运动的关系3.摩擦力4.浮力5.简单机械6.功和能7.热机正文:这里是九年级物理14 章的笔记。
在这一章中,我们主要学习了物体的运动、力和运动的关系、摩擦力、浮力、简单机械、功和能以及热机等内容。
首先,我们探讨了物体的运动。
物体的位置随时间的变化称为机械运动。
我们可以通过速度和加速度来描述物体的运动状态。
同时,我们也学习了力和运动的关系。
力是改变物体运动状态的原因,它使物体产生加速度。
当物体受到平衡力时,物体将保持静止或匀速直线运动。
接下来,我们学习了摩擦力。
摩擦力是物体在接触面上运动的阻力。
它的方向与物体相对运动的方向相反。
摩擦力的大小与物体之间的接触力(通常是垂直于接触面的力,如重力)成正比。
然后,我们了解了浮力。
浮力是液体或气体对浸入其中的物体产生的向上的支持力。
浮力的大小等于物体所排开液体或气体的重量。
浮力的方向总是竖直向上的。
此外,我们还学习了简单机械。
简单机械是利用力学原理制成的能够放大或改变力的方向的装置。
常见的简单机械有杠杆、滑轮、斜面等。
在功和能的部分,我们学习了功的定义、计算方法和功的原理。
功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积。
同时,我们也了解了能量守恒定律,即能量既不能被创造,也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
最后,我们学习了热机。
热机是将热能转化为机械能的装置。
它的工作原理是利用热能产生高温高压的蒸汽,推动活塞做功,从而将热能转化为机械能。
中考物理复习专题------简单机械 功和能

中考物理辅复习专题-----简单机械 功和能一、基础知识 (一)简单机械 (二)功 (三)功率(四)机械效率 (五)机械能 二、典型应用 (一)掌握篇 (二)提高篇 三、习题 (一)掌握篇 (二)提高篇 答案一、基础知识 (一)简单机械 1.杠杆 (1)杠杆的平衡:即指杠杆静止不转成匀速转动。
(2)杠杆的平衡条件: 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂 公式:①F l F l 1122=⋅②F F l l 2112= 即动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
(3)杠杆的分类:省力杠杆:动力臂大于阻力臂,即l l 12> , 动力小于阻力,F F 12< 。
费力杠杆:动力臂小于阻力臂,即l l 12<, 动力大于阻力,F F 12>。
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,即l l 12=, 动力等于阻力,F F 12=。
省力的杠杆,需要多移动距离,即费距离。
费力的杠杆,则可少移动距离,即省距离。
2.滑轮 ①定滑轮:实质是一个等臂的杠杆,使用定滑轮不省力,但能改变力的方向。
②动滑轮:实质是个动力臂(l 1)为阻力臂 (l 2)二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离,且不能改变力的方向。
③滑轮组: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重的几分之一。
F nG G =+1()物轮,其中n 表示吊着物体的绳子的段数。
(二)功1.做功的两个必要因素: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.功的计算公式:W = FS。
3.功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳。
4.正确理解物理学中“功”的意义。
物理中的做“功”跟日常生活中的“做工”或“工作”的含意不同。
在物理学中,做功是指两个因素同时存在的物理过程,这两个因素是,有力作用在物体上,物体在力的方向上通过一段距离,这两个因素缺一不可,缺少了其中任何一个条件,物理上就说没有做功。
总复习(四):简单机械、机械功和机械能

总复习(四):简单机械、机械功和机械能二. 教学目标:1. 知道杠杆的支点和力臂。
理解杠杆平衡条件。
了解杠杆的应用,了解人体杠杆。
2. 了解定滑轮和动滑轮的结构和作用。
了解滑轮组。
知道滑轮组拉力的计算。
3. 理解功的原理,并会用功的原理推出斜面公式。
了解总功、有用功、额外功。
了解机械效率。
4. 理解功的概念。
知道功的单位。
5. 理解功率的概念。
知道功率的单位。
了解一些机器和生物体的功率。
6. 了解动能和势能的涵义。
了解机械能,了解动能和势能的相互转化。
三. 知识总结:1. 杠杆的概念:杠杆是一根能绕固定点转动的硬棒。
“固定点”、“硬”是其两个要素。
杠杆并不要求是直的。
2. 杠杆平衡条件:平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态。
平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
当杠杆满足这个条件时杠杆处于平衡状态。
实验表明:杠杆的平衡不同于一般物体(质点)的平衡,杠杆的平衡由力和力臂共同决定。
3. 杠杆的分类:4. 滑轮:滑轮可看作旋转的杠杆。
当滑轮静止或匀速转动时,也满足杠杆平衡条件。
5. 功:物理学上的做功包括两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是在作用力的方向上通过的距离,这两个因素缺一不可。
功的计算公式:W=FS,功是一个物理量,它的单位是:焦,1焦=1牛·米6. 功率:功率是表示物体做功的快慢,物体在单位时间内完成的功叫功率。
公式:P=W/t,功率也是一个物理量,它的单位是:瓦特,1瓦特=1焦/秒根据公式P=W/t=Gh/t,可知要测定人上楼时的功率,需要测量的量有:人的体重G 、楼高h ,上楼时间t 。
根据功率的导出式:P =Fv 可知功率一定时,要增大F ,必须减小v ,即汽车上坡时要换低速档。
7. 功的原理:使用任何机械时,动力对机械做的功,一定等于机械克服阻力所做的功,即使用任何机械都不省功。
这一规律是大自然对人类智慧的制约。
人凭智慧可以发明各种各样的机械,可以得到省力的好处,也可以得到省距离的好处或是改变力的方向,但不可同时既省力也省距离,即永远不会发明能省功的机械。
简单机械_功和能精选精练

A.50J B.25J C
6.如图所示,杠杆
端挂重为G A的物体,
G B的物体,杠杆处于平衡状态,
AO=BO,杠杆自身重力不计,
>G B D.无法判断.
的水平推力沿水平地面推重为
所用时间为20s,在这
的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远近不
、2、3三堆,达到分离的目的.其
是_____.从能量的角度看,它们
N?
在把物体匀的过程中(不计绳重和)
.用细线将轻质直杆悬起来,悬点为O ,并
线悬于直杆O 点左侧的P 点;
.保持重物的悬点不变,将装水的轻质塑料
袋用细线挂在直杆O 点右侧的某点,直杆处于水平
2.0 cm 开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA 与AB 长度的比值为,阀门的面积是3cm 2
,要保持锅炉内、外气体。
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中考物理专题复习——简单机械、功和能【考点聚焦】这专题内容涉及的物理概念比较多.在中考时,有下列一些知识点经常考查到. (1)杠杆的平衡条件,杠杆的应用 (2)滑轮(3)功、功率的概念 (4)机械效率的概念 (5)功的原理 (6)机械能本专题常用的公式有:杠杆的平衡条件:F 1l 1=F 2l 2滑轮组的拉力:F =n1(G 物+G 动滑轮)(竖直向上提物体,不计摩擦和绳重)功的计算公式:W =Fs功率的计算公式: P =t WP =F ·v机械效率:总有WW =η,W 总=W 有+W 额一、简单机械 1.有关杠杆概念物理学上定义的杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。
所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
在生产劳动和日常生活中,常接触到杠杆,如买菜使用的杆秤,实验室使用的天平。
常用的剪刀、镊子、羊角锤等实际都是杠杆的变形。
杠杆研究的是力对物体的转动问题。
力对物体的转动效果和作用力有关,还同时和力臂有关。
正确理解力臂的概念,是学好杠杆的关键。
(1)理解“力臂”概念:动力臂l 1:支点到动力作用线的距离.阻力臂l 2:支点到阻力作用线的距离. (2)画力臂的步骤如下:①在杠杆的示意图上,确定支点O ,将力的作用线用虚线延长。
②从支点O 向力的作用线作垂线,画出垂足,则支点到垂足的距离就是力臂。
③支点到垂足用大括号勾出,并用字母L 标明。
(3)使用杠杆的平衡条件分析解决问题时,应注意:①动力和阻力都是指杠杆受到的力,而不是杠杆对别的物体所施加的力。
②动力和阻力都是相对的。
一般来说动力是使杠杆绕支点转动的力。
阻力是阻碍杠杆绕支点转动的力。
如用撬棒撬石头时,手对撬棒施加的力称之为动力;石头作用在撬捧上的力,阻碍杠杆转动的力称之为阻力,但有时不易区分哪个是动力,哪个是阻力,如使用天平称质量时,被称物体和砝码作用在天平盘上的力,哪个是动力,哪个是阻力呢?可设某一个力(如:顺时针方向转动)为动力,则另一个力(使杠杆逆时针转动)即为阻力。
③解题时,首先要从研究对象中找出相当于杠杆的那部分,确定出支点、动力作用点,阻力作用点,找出动力臂、阻力臂、画出示意图。
然后根据杠杆的平衡条件列出方程,求出未知量。
2.实际生活中杠杆的分析杠杆平衡条件为:F1l1=F2l2,按照力臂的不同,可将杠杆分为:(1)当l1>l2时,F1<F2,为省力杠杆,如:撬杠、瓶启子、手推车.(2)当l1<l2时,F l>F2,为费力杠杆,如:铁锨.(3)当l1=l2时,F l=F2.杠杆既不省力,也不费力.如:天平、定滑轮,称为等臂杠杆.(1)功的两个必要因素功和日常生活中常常讲的“工作”很相似,但两者并不相同。
“工作”的含义比较广泛,它是指用体力劳动或脑力劳动来完成的任何一种活动,物理学中功的含义要狭窄得多,但是比较严格。
如:车陷进泥坑中时,人用力推车尽管出了力,但只要车未被推动,就不能说人做功。
物理学中的功,有两个必要因素:①作用在物体上的力;②在力的方向上移动一段距离,如:人拎包不动或在水平路面上行走时,虽有力但没有力方向上的移动距离,故拎包的力不做功。
注意:做功过程中始终要求有力作用于物体上,如:踢出去的足球在平地上滚动时,踢球的力已失去,所以滚动过程中踢球的力没有对球做功。
所以有力作用不一定做功,而有功则一定受力作用。
(2) 功的计算 功的大小等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
写成公式即为:W =FS 式中F 表示作用在物体上的力,单位用N ;S 表示物体在F 的方向上通过的距离,单位用m ;W 表示功,单位即为J 。
1J =1N ·m.。
在用公式W =FS 计算功时,必须注意F 与S 的同方向性,即S 必须是物体在F 的方向上通过的距离,或F 是在S 方向上施加的作用力。
6.功率(1)单位时间里完成的功,叫功率。
(2)功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的物体做功快,功率小的物体做功慢.。
(3)功率的计算公式:twp式中w 为功,单位用J ;t 为做功所用时间,单位用s ;p 即为功率,单位用。
1w =1J/s 。
除w 以外,kw 也是常用的功率单位. 7. 机械效率(1)有用功:利用机械工作时,对人们有用的功叫有用功。
机械工作时,确定好哪一部分是有用功,这是解答这类问题的关键;而确定有用功的方法,则是根据机械工作时的目的来判断。
具体在判断时,可以设想一下:如果不用机械,而直接用手来完成任务需要做的功,其大小就等于有用功。
例如,用滑轮组、斜面或杠杆等各种机械装置竖直提升重物时,我们工作的目的是要使重物升高.假如我们不用任何机械而直接用手来将重物匀速提升,则需要做的功是:W =FS =Gh. 在这一工作过程中的有用功其大小就等于Gh ,即W 有=Gh. (2)额外功使用机械工作时,并非需要但又不得不做的功叫额外功。
不同的机械需要做额外功的原因一般是不相同的。
例如:使用斜面工作时需要做额外功的原因是物体和斜面之间的摩擦;使用杠杆工作时需要做额外功的主要原因是杠杆自身重和摩擦;使用滑轮组工作时需要做额外功的主要原因是动滑轮的重和轮与轴之间的摩擦等。
因此,使用实际机械工作时,往往不得不做额外功。
(3)总功使用机械工作时,有用功与额外功之和叫总功。
总功是工作过程中,人们对机械实际总共做的功:W 总=W 有+W 额.(4)机械效率有用功与总功的比值,叫机械效率。
其公式为:总有WW =η由于有用功总小于总功,因此机械效率总小于1. 机械效率是比值,没有单位,用百分数表示。
机械效率具有“可变性”: ①额外有有总有W W W W W +==η 可知,如果该机械的额外功(W 额.)一定,有用功(W 有)越大,机械效率越(η)大。
例如被提升的重物重力增大时,滑轮组的机械效率将会随之提高。
②额外有有总有W W W W W +==η可知,当该机械的有用功(W 有)一定,额外功(W 额)越小,机械效率越(η)大。
例如用滑轮组提升重物时,如果减小机械的自重,加润滑油以减小摩擦,都可以使滑轮组的机械效率提高。
可见,同一机械在不同情况下工作时,其机械效率往往会改变。
(1)动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
动能的大小与物体的质量、速度有关:物体的质量越大,速度越大,它的动能越大,因此,比较两个物体的动能大小时,就要紧紧抓住质量、速度这两个因素来进行比较.例如两个物体质量相同时,则速度较大的物体具有的动能较大;如果两个物体的速度相同,则质量较大的物体具有的动能较大。
如果一个物体的质量比另一个物体的质量大,但它的速度却比另一个物体的速度小,要比较它们动能的大小,就要看它们能够做多少功来决定.例如有两个钢球,一个质量较大,而另一个速度较大,则可让它们分别推着同一个木块在同一个水平桌面上运动,.能把木块推动较远的钢球做的功较多,则它所具有的功能就较大。
(2)势能:分为重力势能和弹性势能.重力势能:被举高的物体具有的能,叫做重力势能。
物体的重力势能的大小与物体的质量、高度有关:物体的质量越大,被举得越高,它下落时能做的功就越多,表明它的重力势能越大.因此,比较两物体重力势能大小时,应紧紧抓住质量和物体所处高度这两个因素来分析、比较。
如果两个物体所处的高度相同,则质量越大的物体所具有的重力势能越大;如果两个物体的质量相同,则所处的高度越高的物体所具有的重力势能越大。
如果一个物体的质量比另一个物体的质量大,但它的高度却比另一个物体的高度要小时,要比较这两个物体重力势能的大小,这就要看它们能做多少功来决定。
例如让这样情况的两个打桩机重锤从各自所处的高度落下,能把同一个木桩打入地里较深的垂锤,它具有的重力势能就较大。
(3)弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。
弹性势能的大小与物体的弹性形变有关.某个物体的弹性形变增大,它具有的弹性势能增大。
例如对某一张被拉弯的弓来说,它被拉得越弯,箭将被射得越远,表明弓的弹性势能越大。
(4)机械能:动能和势能统称为机械能。
某一状态下,机械能=动能+势能。
如果一个物体只具有50焦的动能,则该物体的机械能就是50焦;如果一个物体只有60焦的势能,则该物体就具有60焦的机械能;如果某物体既有50焦的动能,又具有60焦的势能,则该物体的机械能就是其动能与势能之和,即其具有的机械能是110焦。
(5)动能和势能之间可以互相转化.动能和势能在一定条件下可以相互转化,在转化过程中,如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变。
例如空中的石头下落时,其高度降低,速度加快,是重力势能转化为动能,如果忽略空气阻力,则其机械能总量保持不变。
【典题剖析】【例1】如图2(甲)所示是用道钉撬撬起道钉的示意图,请画出作用在道钉撬上动力F 1的力臂。
思路引导 力臂是从支点到力的作用线的距离。
画力臂是重要的作图之一,要注意作图的规范。
画力臂可以从以下几步进行:辨认杠杆,确定支点;将力的作用线用虚线延长(有时可不用延长);从支点向力的作用线作垂线,标垂足,垂线要用虚线,力臂用大括号勾出,在旁边标上字母L 。
答案:如图2(乙)所示。
【例2】 如图3(a )是一个均匀直杠杆,O 为支点,在A 点挂一重10N 的物体,则在B 点用20N 的力,可以使杠杆处于水平平衡状态.问:(1)若在C 点仍用20N 向下的力,杠杆能否平衡?(图中每个格距离相等)(2)若在C 点用20N 的力,方向不限,讨论杠杆是否可能平衡? 思路引导 F 的力臂大小直接关系到杠杆能否平衡. 解:(1)力F 作用于B 点时,杠杆平衡: G ·AO =F ·OB当力F 作用于C 点时:G ·AO =10N ×AO =10N ×2OB F ·OC =20 N ×20 B F ·OC >G ·AO∴ 杠杆不能平衡,C 端下沉.(2)根据上面的讨论,若C 点用力为20N ,但方向不限的话,我们可以采取减小力臂的图2图3 (b )图3(a )方法,使杠杆重新平衡.如图3(b ).当F 斜着用力时,力臂减小为l 2.若此时F =20N ,l 2=OB 大小,则杠杆可以再次平衡. 答案 不能平衡,可能平衡【例3】筷子是我国劳动人民的伟大发明,用筷子夹菜时,筷子可以看成杠杆,它的动力是______对______的作用,阻力是______对______的作用。
一般来说,筷子是动力臂______阻力臂的___________杠杆。
思路引导 杠杆的动力和阻力指的都是杠杆受到的力,所以动力是手指对筷子的作用,阻力是菜对筷子的作用。
确定筷子这个杠杆动力臂和阻力臂的关系,需要找到支点,支点在筷子的上端,动力臂小于阻力臂,筷子是一个费力杠杆。