《简单机械》PPT课件

•杠杆的概念•在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。•杠杆可以是直的，也可以是弯的。•但一定是硬的，不能是软的。•杠杆的五个要素•支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂特别要注意：力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的垂直距离。做题时千万不要粗心大意，要牢记。2杠杆是否都是直的？思考讨论：1力臂是一定在杠杆上吗？3若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：要改变画力臂的方法：•（1）辨认杠杆；•（2）先找支点O；•（3）画出动力和阻力；•（4）画出力的作用线；•（5）过支点0作力的作用线•的垂线段L，即为力臂。OF2F1人体中的杠杆人体中的杠杆•杠杆平衡条件•杠杆平衡：当杠杆在力的作用下处于静止或匀速转动状态时，我们说杠杆处于平衡状态。•杠杆平衡条件的探究实验F1F2oL1L2杠杆在什么条件下平衡？杠杆平衡螺母★杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?※为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?★作用:实验前调节杠杆在水平位置平衡※因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123实验数据表格设计F1L1F2L2•杠杆平衡条件：•动力×动力臂＝阻力×阻力臂•杠杆的三种类型F1·L1=F2·L2杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆费力杠杆等臂杠杆L1L2F1F2(动力阻力)省力费距离省距离费力既不省力也不省距离L1L2F1F2(动力阻力)L1=L2F1=F2(动力=阻力)F3F2F4F1讨论：如何正确选用这些剪刀？为什么？省力杠杆费力杠杆定滑轮定滑轮的特点•定滑轮的实质是一个等臂杠杆FGl1l2.0FFA：支点在轴心O处。B：动力臂l1等于阻力臂l2•不省力，也不省距离，但可以改变力的方向动滑轮动滑轮：会随钩码运动的滑轮。1、动滑轮的实质：省一半力的不等臂杠杆2、动滑轮的特点如下：①使用动滑轮时，不能改变用力的方向。用动滑轮提升重物和直接用手提升重物所用力的方向是相同的。②动滑轮的作用是省一半力（F=G/2），但根据省力杠杆省力费距离这一特点，用动滑轮提升重物时，要费一倍的距离。即要使重物上升（或下降）高度h，绳子自由端需上升（或下降）2h的距离。③使用动滑轮提升重物时，若动滑轮自重不能忽略，则自由端拉力F=（G+G动）/2（不计绳重及机械摩擦）滑轮组：1、把定滑轮和动滑轮连在一起，可以组成滑轮系统，也叫做滑轮组。2、滑轮组的作用：使用滑轮组可以省力（省力多少取决于有多少段绳子分担阻力）；在某些情况下，使用滑轮组还可以改变力的方向。如何确定滑轮组分担力的绳数：在不考虑绳重及机械摩擦的情况下，使用滑轮组时，重物与动滑轮的总重力由几段绳子承担，则提起重物所用力就等于总重力的几分之一，即F=G/n（n为滑轮组分担总重力的绳数）。在实际应用中，同学们经常会在确定绳数n这一问题上犯错误。为解决这一问题，我们可以这样认为：如绳子自由端从定滑轮穿出，那么该段绳子只改变力的方向，不承担动滑轮和重物总重，无需计入绳数n；而当自由端从动滑轮穿出时，则该段绳子必须计入绳数n。机械效率：1、有用功、无用功（额外功）与总功：总功=有用功＋额外功2、机械效率：有用功与总功的比值，它反映了有用功在总功中占有多大的比例。机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。η=W有用/W总一般的滑轮组机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。在使用机械时，总是尽可能减小额外功以提高机械效率。3、机械效率与功率的关系机械效率与功率间没有必然的联系。功率是表示做功快慢的物理量，而机械效率则表示机械对总功的利用率。功率大的机器，效率不一定高。比如内燃机车功率高达数万瓦特，但效率却只有30%~40%，而电动玩具车功率只有几瓦特，但效率却可达80%。4、如何提高机械效率：机械效率取决于有用功及总功两个因素，要提高机械效率，一般从以下几个方面来考虑：①总功一定时，有用功越多（即额外功越少），机械效率越高。②有用功一定时，总功越少（即额外功越少），机械效率越高。③额外功一定时，总功越多（即有用功越多），机械效率越高。5、总功、有用功和额外功的计算方法：总功的计算：①使用机械时，总功即等于动力对机械所做功。②W总=W有用+W额外有用功的计算：①有用功是克服必要阻力所做的功，即不用机械时也必须做的功。②W有用=W总—W额外；③W有用=W总额外功的计算：①额外功是克服额外阻力所做的功，即并非需要但又不得不做的那部分功。②W额外=W总—W有用；③W额外=W总（1—η）