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功的原理




像水龙头方向盘这样,轮子和轴固 定在一起转动的机械,叫轮轴。 大的叫轮,小的叫轴。
下面的机械是轮轴吗?如果是,找 出它的轮和轴。




找出生活中的轮轴
应用功的原理:
研究轮轴省力情况。
F×2πR=G×2πr 结论:F×R=G×r 即:F/G=r/R 也就是轮的半径是 轴的半径的几倍, 轮上所施加动力就 是轴上的阻力的几 分之一。
使用任何机械都不能省功.
⑴:对于理想机械而言W1=W2 ⑵对于实际机械而言W1<W2
不省功的原因是什么?
因省力的机械必费距离,省距离的机械一 定费力,而功=力×距离,省了多少力必定费 多少距离,所以力×距离不变,所以不能省 功.
思考:既然任何机械都不省功,但人们为 什么还要使用机械呢?
例1 一个人用杠杆提升一重为500N的重物时, 手下降的高度是1m时,重物被举高了0.2m, 该过程人做了多少功?人用的作用力多大?
斜 面 的 应 用
螺旋是也是斜面的一种应用
五、【拓展提高】 1、用一块长5m的木板,搭在离地面1m高的卡车车厢上, 用它把重1000N的货物匀速拉到车上,若不计摩擦,问人 需要用多大的拉力?需做多少功?OABFAG
2、如右图所示,G=300N,oA=1/3 OB,轮轴的轮半径是 轴半径的4倍,若不计机械本身的重力和摩擦力,要使杠 杆平衡,在轮的边沿的作用力多大?
实验内 容
物重 G(N)
提升高 度 h(m)
拉力 F(N)
拉力移 距离 S(m)
W不用机械
(J)
1
2 0.2 1.5 0.4 0.6 0.4
的功。即任何机械都不省功。
结论: 人们利用机械所做的功,大于或等于直接用手做
结论:W1=Gh(克服物体重力做功) W2=Fs(拉力做的功) W1=W2
功的原理
[第二课时]
回顾上节内容:
1、功的原理是什么?如何理解? 2、什么是轮轴?轮轴的实质是什么? 3、使用轮轴有哪些优点?
巩固练习:
1A、功的原理是 。 2B、一个人用50牛的力往下按杠杆,把一个物体举 高了0.5米,如果手 下降的高度是2米,这时人做了 _____焦的功,被举高的物体重 牛。 3B、有一轻质杠杆,动力臂是阻力臂的3倍,当用它 提升重力为30N的物体时,需施力为______N。若将 物体提升40cm,则动力作用点将移动______m。
O A
O A G G
FA
FA
B
B
解:不用机械直接用手做的功: W1=Gh=500N×0.2m=S 由功的原理: W2=W1=100 J 则: F=W2/S=100J/1m=100N 答:人做功100J,人用力100N
例2 一人把100N的重物送到10m高的楼 上,采用下述三种方法:用手直接提,使 用动滑轮,使用滑轮组,若不计摩擦和滑 轮的重力,在上述三种情况下,对重物做 的功( ) A.用手直接提时最小; B.使用定滑轮时最小; C.使用滑轮组时最小; D.三种情况一样.
5A.根据功的原理分析下列说法,正确的是( ) A.使用杠杆提高物体可以省功 B.使用省力杠杆必定要多移动距 离 C.使用滑轮提高物体一定省力 D.使用斜面提升物体一定既省 力又省功 6B.某人用滑轮组和轮轴分别把50kg重物提高2m,若忽略摩擦和 机械自重,则此人两次做功相比较( )A.使用轮轴大些 B.使 用滑轮组大些 C.一样大D.条件不足,无法判断. 7C.两辆车,大车的重力是小车的2倍,在相同的力作用下沿不同的 水平路面通过了相同的路程,则 ( ) A.力对大车所做的功比小车多 B.力对小车所做 的功多 C.力对两辆车所做的功相同 D.难以判断 8A、使用简单机械,下面目的达不到的是( ) A.省力 B.省功 C.改变力的方向 D.少移动距离
分析:轮轴实际相当于杠杆,轮和轴的
中心O是支点,作用在轮上的力是动力F1, 作用在轴上的力是阻力F2,轮的半径OA就 是杠杆的动力臂L1,轴半径OB就是杠杆的 阻力臂L2。 由杠杆的平衡条件可知:F1×L1= F2×L2 即F×R=G×r
r
R
F
仔细观察,你能发现什么?
轮与轴的关系:
轴不变,轮越 大越省力。 轮不变,轴越 小越省力。
随堂测评: 1B.用滑轮组将重800N的重物提升1.5m,至少要做功 J. 2B.斜面高与斜面长之比为1:6,不计摩擦时,用200N的力可将 重 N的物体拉上斜面.若拉力共做1800J的功,则重物升 高 m. 3A.下列说法中,错误的是( ) A.任何机械都不能做到既省力又省距离 B.省力的机械必定费 距离,这是功的原理的必然结果 C.功的原理对轮轴是不适用的 D.功的原理对任何机械都无 条件地适用 4C.将同一物体分别沿光滑斜面由A、B、C匀速提升到D处,如图 所示,其整个过程做功分别为WA、WB、WC则三个功的大小关系 是( ) A.WA>WB>WC B.WA=WB=WC C.WA<WB<WC D.条件不足、无法判断
用力F直接将物体匀速提升h m, F对物体做功 W =Gh
F
动力臂为阻力臂的三倍 人利用杠杆将物体匀速提升h m 拉力 F 做的功
G W F s 3h G h 3
W W
使用动滑轮将重2N的物 体匀速提升0.2m.(已知 动滑轮重1N)
用滑轮做 功 W用机械 (J ) 不用滑 轮
斜面
应用功的原理:研究斜面 的省力情况。 斜面是一种省力机械
假设斜面很光滑,无摩擦.
根据功的原理:
W用 W不用
Gh F L F h G F
斜面长是斜面高的几倍,推 力就是物重的几分之一.
要使物作升高相同的高度, 斜面越长越省力.
例3、用一块长5m的木板,搭在离地面1m高 的卡车车厢上,用它把重1000N的货物匀速拉 到车上,若不计摩擦,问人需做多少功?需要 用多大的拉力? 解:用手直接做的功: W1=Gh=1000N×1m=1000J 通过斜面做的功 W2=FS 由功的原理W2=W1=1000J,即: F=W2/S=1000J/5m=200N
功的原理及应用
——功的原理
做功的两个必要因素是什么?
作用在物体上的力 、物体在力的方向上通过的距离
简单机械的作用是什么?
省力 使用简单机械的作用省距离 改变力的方向
使用简单机械可以省力,或者省距离,能省功吗?
要把这个物体运到高处,有哪些方法?
用手直接把物体提上去.
用杠杆把物体提上去. 用动滑轮或滑轮组
配套练习: 4B、 斜面是生产和生活中经常使用的工具,它可以省 力。把物体放在斜面上向上推动,所施加的推力的大 小与斜面的______和________有关。如果斜面长为4 米,高为1米,把重为500牛顿的重物推到斜面的顶端 时,最少用___牛顿推力,最少做_____焦耳的功。
5C、有光滑斜面长25 米,高5米,把重为1000牛的物 体匀速拉到顶端,则沿斜面向上的拉力为多少牛顿? 6C、用本身重可以忽略的动滑轮提起50牛的重物,人 对绳做的功是100焦,求动滑轮把物体提起的高度是多 少?
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