简单机械,功和能
《简单机械、功和能》ppt
A
F
L1
F
L1
O
α
B
B
O α
L2
L2
L2 =LOBcos α
在杠杆缓慢逆时针转动的过程中, L1和G不变, L2在变小, 根据杠杆平 衡条件可得F=G L2/L1，F1在变小.
二、在实际情景中找杠杆模型
桥塔 钢索
F1
桥面
甲
乙
O
丙
F2
O L2 F2 L1
F1
L1 O F1
L2 F2
三、机械效率
A
若在A点施加力找最小的力
（1）利用杠杆平衡条件分析
A
根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 其中F2L2保持不变, 当L1最长时F1最小
B
O
L2
若在A点施加力找最小的力
F （2）找出最长的力臂
L1
A
B
（3）作力的示意图
O
L2
一、杠杆平衡条件的运用
F
例3 保持力的
方向垂直杠杆, 杠杆逆时针缓 慢转动F大小怎 么变化?
例4 用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的 物体G，所用拉力F为200N，计算滑轮组的机械效 率η=80% 当用滑轮组匀速提升重为780N的物体，求滑 轮组机械效率?
F= (G1+ G动)/3 得: G动=120N 当 G2 = 780N时,拉力F’为 F’= (G2+ G动)/3 =300N
3.各物理量的“同一性” 功的计算中对应同一 功率的计算中对应同一 机械效率的计算中对应同一
功的计算中对应同一
W1= F1 L W2= F2 h W3= F3S
F3
L F2 F1
S h
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。
10简单机械功和能
力和机械四、杠杆1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
2、五要素一一组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。
用字母0表示。
②动力：使杠杆转动的力。
用字母F1表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。
用字母F2表示。
说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上F i动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反④动力臂：从支点到动力作用线的距离。
用字母l i表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
用字母12表示。
画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签⑴ 找支点0;⑵ 画力的作用线（虚线）：⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）：⑷ 标力臂（大括号）。
3、研究杠杆的平衡条件:①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
②实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
目的：可以方便的从杠杆上量出力臂。
③结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力X动力臂=阻力X阻力臂。
写成公式F1I 1 = F21 2也可写成：F1 / F 2=12 / 1 14、应用：名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、F21、定滑轮：①定义：②实质：③特点：④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离S（或速度V F）=重物移动的距离S（或速度V G）2、动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。
（可上下移动，也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则: F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 1/2 （G物+G动）绳子自由端移动距离是重物移动的距离的2倍3、滑轮组①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/2 （G物+G动）绳子自由端移动距离是重物移动的费力动力臂小于阻力臂费力、缝纫机踏板、起重臂杠杆省距离理发剪刀、钓鱼杆等臂动力臂等于阻不省力天平，定滑轮杠杆力臂不费力说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
简单机械功和能总结
简单机械 功和能知识点一、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= （3）杠杆的分类：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，l l 12> ， 动力小于阻力，F F 12< 。
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，l l 12<， 动力大于阻力，F F 12>。
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，l l 12=，动力等于阻力，F F 12=。
省力杠杆费距离。
费力杠杆省距离。
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：实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，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 n G 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．根据做功的两个必要条件，下面的三种情况没有做功。
（1）物体受到力的作用，但没有通过距离，这个力对物体没有做功，例如人用力推一个笨重的物体而没有推动；一个人举着一个物体不动，力都没有对物体做功。
（2）物体不受外力，由于惯性做匀速线运动。
物体虽然通过了一段距离，但物体没有受到力的作用，这种情况也没有做功。
（3）物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直，这种情况，虽然有力的作用，物体也通过了一段距离，但这个距离不是在力的方向上的距离，这个力也没有做功。
例如人在水平面上推车前进，重力的方向竖直向下，车虽然通过了距离，但在重力方向上没有通过距离，因而重力没有对车做功。
三、功率1．定义：单位时间里完成的功，叫做功率。
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。
第一讲 简单机械与功
第一讲 简单机械与功、能知识清单6.1 简单机械1． 杠杆：一根在 力 的作用下能绕着固定点 转动 的硬棒就叫杠杆。
2． 杠杆的五要素是：支点、动力、阻力 、动力臂、阻力臂 。
3． 杠杆的平衡：(1)杠杆处于 静止 状态或作缓慢的 匀速转动都叫杠杆平衡4． 杠杆平衡的条件: 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 。
公式表示为： F 1L 1×F 2L 25． 三种杠杆：(1)省力杠杆：L1 ＞ L2,平衡时F1 ＜F2。
特点是 省力 ，但费 距离 。
(2)费力杠杆：L1＜L2,平衡时F1＞F2。
特点是 费力 ，但省 距离 。
）(3)等臂杠杆：L1 ＝L2,平衡时F1＝ F2。
特点是 可以改变力的方向 。
6． 定滑轮特点：不省力 ，但能改变力 的方向。
（实质是个 等臂 杠杆）7． 动滑轮特点：省 一半力，但不能改变动力方向，要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)8． 天平、动滑轮、定滑轮、汽车刹车、缝纫机的脚塌板、起重机的吊臂、剪铁剪刀、理发剪刀、剪布的剪刀、铡刀、起子、钓鱼杠、其中属于省力杠杆的有 动滑轮、汽车刹车、剪铁的剪刀、铡刀、起子 ，属于等臂杠杆的有 天平、定滑轮9． 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。
滑轮组的优点是： 省力，并可以改变力方向 。
6．2 功和功率 机械效率1． 功的两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过了距离。
2． 功的计算：功(W)等于 力 (F)跟物体在力的方向上通过的 距离 (s)的乘积。
（功= 力 × 力的方向上移动的距离）3． 功的公式： W=Fs ；单位：W → J ；F → N ；s → m 。
(1焦=1N ·m ).4． 功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不少于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不 省功 。
5． 机械效率： 有用功 跟 总功 的比值叫机械效率。
总复习：简单机械 功和能
总复习：简单机械、功和能简单机械（一）杠杆 1. 定义（1）杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
（2）支点：杠杆绕着转动的点。
（3）动力：使杠杆转动的力。
（4）阻力：阻碍杠杆转动的力。
（5）动力臂：从支点到动力作用线的距离。
（6）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
2. 杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写作2211L F L F ⋅=⋅，也可写成2112L L F F =。
杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
3. 杠杆的种类（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。
例如：起子、扳子、撬棍、铡刀等。
（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。
例如：镊子、钓鱼杆，赛艇的船浆等。
（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。
例如：天平。
省力杠杆省力，但费距离（动力移动的距离较大），费力杠杆费力，但省距离。
等臂杠杆不省力也不省距离。
既省力又省距离的杠杆是不存在的。
（二）滑轮 1. 定滑轮（1）定义：轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
（2）原理：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向。
2. 动滑轮（1）定义：轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。
（2）原理：动滑轮实质是动力臂（滑轮直径D ）为阻力臂（滑轮的半径R ）2倍的杠杆。
动滑轮省一半力。
3. 滑轮组（1）定义：由几个滑轮组合在一起使用就叫滑轮组。
（2）原理：既利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。
功（一）内容 1. 功（1）功的初步概念：力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，这个力就对该物体做了功。
功包括两个必要因素：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：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式：功=力×距离，即s F W ⋅=。
（3）功的单位：国际单位制中功的单位是焦耳，简称焦，符号为J 。
第六讲简单机械、功和能
________学习力提升专家暑期专用教材初二升初三WULI物理第六讲简单机械、功和能一、中考导航图解：杠杆的五要素：支点、__、__、__、____。
杠杆的平衡条件：____________________杠杆省力杠杆__________杠杆的分类等臂杠杆___________费力杠杆___________滑轮定滑轮：特点______实质________动滑轮：特点_______实质________滑轮组：既可以_______又_________机械与人做功条件_______________________功计算公式____________________单位___________________________功率意义：表示_______的物理量。
计算公式____________________________机械效率定义：_____________计算公式________________机械能及其转化动能定义：物体由于运动而具有的能。
决定大小的因素：_____、_____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：______、_______定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量弹性势能决定因素：物体弹性形变的大小1、在做杠杆的平衡条件实验时，为什么要求杠杆静止在水平位置？_______________________________________________________2、既省力又少移动距离的杠杆是没有的。
使用任何机械都不省功。
3、举出几个省力杠杆？______费力杠杆？________等臂杠杆____4、作出定滑轮、动滑轮的力臂、支点？5、判断绳子的股数？手拉的那股绳子如果直接有定滑轮拉出，不算作承担重物绳子的股数。
6、滑轮组的作图？7、最省力的力臂怎样画？8、滑轮和重物由n股绳子承担，当重物被提升高度是h时，绳子自端移动的距离为________.9、在不计滑轮重和摩擦的情况下，承担物重的绳子有n股，所用的拉力F就是重物的______，即F=________.二、中考命题思路重点：画杠杆示意图和组装滑轮组；实验探究类题目：探究杠杆平衡条件、测滑轮组机械效率、探究动能和那些因素有关等；借助滑轮组或斜面进行功、功率、机械效率的计算；能的转化。
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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。
弹性势能
当物体被压缩或拉伸时，具有的能量称为弹性势能。
弹性势能的大小取决于物体的弹性系数和形变量。
弹性势能的计算公式为：弹性势能 = 1/2 × 弹性系数 × 形变量²
弹性势能的单位为焦耳（J）。
在简单机械中，弹簧是常见的弹性体。
当弹簧被压缩或拉伸时，它
具有弹性势能。
总结
简单机械是由单个机械部件组成的机械装置，常用于日常生活和工
业生产中。
在简单机械中，功和能是重要的概念。
功是描述力对物体
产生影响的量度，可以根据力的大小、位移和夹角来计算。
功可以为正、负或零，取决于力对物体的能量转移。
能是物体具有做功的能力，根据不同的能的表现形式，能分为动能、重力势能和弹性势能。
动能
取决于物体的质量和速度，重力势能取决于物体的质量、重力加速度
和高度，弹性势能取决于物体的弹性系数和形变量。
这些概念和计算
公式对理解和应用简单机械非常重要。