初中物理 章节112滑轮滑轮组.docx

初中物理 章节112滑轮滑轮组.docx

《初中物理 章节112滑轮滑轮组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理 章节112滑轮滑轮组.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

初中物理章节112滑轮滑轮组

章节：

11、2滑轮滑轮组

目标要求：

1、引导学生由感性思维向理性思维过度

2、引导学生总结规律

3、引导学生养成“生活---理论---应用”的思维学习习惯

知识部分：

1、滑轮组

（1）定义：

将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。

（2）特点：

既能省力又能改变力的方向

重物和动滑轮的重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是物重的几分之一。

组装滑轮组的口诀：

从里向外绕,单从动，双从定。

从外向里绕：

略。

练习总结规律：

A、常规：

推导更多的动滑轮、定滑轮组合情况。

B、（旋转90°）水平：

C、（再旋转90°）倒立：

D、特殊：

2、轮轴与斜面：

学生阅读

教师部分：

1、组织活动：

2、提供活动器材：

弹簧测力计、刻度尺等。

3、帮助学生分析得出规律。

4、引导复习---受力分析。

学生部分：

1、学生实验操作，记录分析

2、学生总结规律

3、横向纵向联系---受力分析

4、学生练习巩固

课堂巩固练习：

1、如图，吊篮的重为400牛顿，动滑轮总重为50牛顿，定滑轮总重为40牛顿，人重为600牛顿，人在吊篮里拉起绳子不动时，人需要用牛顿的力（不计摩擦力和绳重）。

2、如图所示，用滑轮装置将A、B两个物体悬挂，如果不计滑轮质量、绳重和摩擦，要使整个装置达到平衡，则GA＝GB。

3、如图所示，定滑轮重10N，用细线挂着一个重100N的物体G，细线绕定滑轮后在另一端挂一重力为10N小球P，当此装置静止时，弹簧测力计的示数应是N,物体G对水平地面的压力为N.

4、如图所示，物体M重100牛，若不计摩擦、绳及滑轮自重，当滑轮在恒力F作用下以1米/秒的速度匀速上升时，物体M的速度及拉力F的大小分别[]

A．0.5米/秒、100牛B．1米/秒、50牛C．2米/秒、200牛D．4米/秒、100牛

5、如图所示，A物体质量为2kg，在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动，运动速度为2cm/s，弹簧测力计读数为5N，则拉力F为N，A受地面的摩擦力为N．

6、如图所示，滑轮组用200N拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求：

（1）动滑轮重；

（2）绳自由端的移动速度为多大？

（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？

章节：

11、3功（力学）

目标要求：

1、引导学生分析思考新知识的用途（从能的角度解决问题）

2、引导学生深度把握公示的应用

知识部分：

1．探究斜面的省力的情况

通过这个实验我们可以发现：

（1）使用斜面可以省力。

（2）在高度相同的情况下，斜面越长，越省力。

（3）F虽然小于G，但F移动的距离s总大于G上升的高度h。

即省了力，却费了距离。

（4）无论斜面（包括其它机械）如何省力，使用中F·s与G·h的值总是近似相等的。

其中，Gh是我们必须完成的工作目标，而F、s却因为我们选用的机械不同而不同。

进一步分析实验结论，得出：

F·s与G·h的值总是近似相等的。

不考虑摩擦等阻力影响，没有既省力又省距离的机械。

（没有既省力又省距离的机械，这就是机械的黄金定律——功的原理）

2．什么是功？

通过斜面实验得出F·s与G·h的值总是近似相等的。

说明在我们工作的过程中，无论是否使用了机械，力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有意义的物理量。

在物理学里中，把力（F或G）与物体在力的方向上通过的距离（s或h）的乘积称为机械功，简称功。

用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为

W＝F·s

在国际单位制中，功的单位：

焦耳，符号：

J

1J=1N·m

3．做功了吗？

判断力是否对物体做了功，必须根据做功的两个必要条件。

功的公式为W＝F·s，公式中F、S即为功的两个必要条件。

做功的两个必要条件：

一是物体要受力的作用，

二是物体要在力的方向上通过一定距离

在这里必须强调指出：

“功的两个必要条件”的含义是指“两个条件缺一不可”。

不做功的情况：

（1）只有作用在物体上的力，但物体没有在力的方向上移动，这个力就没有成效，做功就为零，即：

“劳而无功”；

（2）有力作用在物体上，但是没有通过距离，了解推而不动，搬而未起，做功也等于零，这叫“不动无功”。

（3）如果物体靠惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但由于没有水平方向的力作用于它，此时也没有什么力做功，这叫“不劳无功”。

教师部分：

1、组织活动：

2、提供活动器材：

3、帮助学生分析

学生部分：

1、学生实验操作，记录分析

2、学生总结规律

3、学生练习巩固

课堂巩固练习：

1、原来静止的重100牛的物体，在30牛的水平拉力F作用下，沿水平地面前进了20米，则拉力F做了________焦的功，重力做了______焦的功。

2、某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上，则该同学对物理课本所做功的大小最接近于（）

（A）0.2焦（B）2焦（C）200焦（D）2000焦

3、骑自行车上坡的人常走“S”形路线,是为了（　　　　）

A.可以省力、省功　　　　　　　　　　

B.不能省力、省功

C.不能省力,但可以省功　　　　　　　　

D.能省力、但不能省功

4、使用任何简单机械（）

（A）省力时一定能省距离（B）省力时一定能省功

（C）省力时一定不能省功（D）费力时一定能省功

5、如图所示，在拉力F作用下，重为60牛的物体A竖直向上做匀速直线运动．速度大小为0.4米/秒，则拉力F的大小为________牛；在5秒内拉力F对物体A所做的功为：

________焦．（不计绳重和轮间的摩擦）

6、如图所示，甲、乙两同学对物体进行做功，则下列说法正确的是（）

A.甲做功为0，乙做功为150J

B.甲做功为0，乙做功为0

C.甲做功为0，乙做功为1000J

D.甲做功为0，乙做功为500J

7、某人用如图所示的装置来拉小车匀速前进，所用拉力F为300N，滑轮组绳子自由端1s内移动0.6m，若不计滑轮重及绳与轮之间摩擦，那么，地面对小车的摩擦力f和滑轮组对小车做功分别为（）

A、f=900N，W=180J

B、f=600N，W=180J

C、f=600N，W=60J

D、f=900N，W=270W

章节：

11、4功率

目标要求：

1、引导学生纵向联系（类比于速度等复合型物理量）

2、引导学生拓展推导

3、引导学生养成“生活---理论---应用”的思维学习习惯

知识部分：

1．功率的概念

教材中是以小明用走和跑两种方式登上同样高的五楼，克服自身体重做功的快慢程度不同为例来引出功率概念的，但两种情况下做功相同这一问题建议让学生自己分析得出，以便使学生能正确区分“做功多少”与“做功快慢”是完全不同的两个概念。

与比较物体运动快慢的方法进行类比时，可引导学生思考：

有哪些方法可以比较做功的快慢？

我们曾经用什么物理量来描述物体运动快慢的？

它是怎样定义的？

速度是表示物体运动快慢的物理量，它是单位时间里运动物体通过的路程。

与此类似，做功的快慢是用单位时间里完成的功来表示的。

为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量___功率

功率的定义：

单位时间内做的功叫做功率。

用字母P来表示。

2．功率的计算公式：

3．功率的单位：

在国际单位制中叫瓦特,简称瓦，用符号W表示。

1W=1J/s

（瓦特：

英国工程师、发明家）

常用单位瓦特（W），千瓦（KW），兆瓦（MW）

1KW=1000W，1MW=1000KW

4．物理意义：

某机器的功率为40W，意思是该机器每秒钟做的功为40J

一些常见物体的功率：

记住人平时骑自行车的功率约为60～80W。

5．估测人的功率

教材将物理与现代生活中的健身运动紧密联系起来，体现了以人为本、关注健康的全新理念。

活动1：

测人的功率需要测量哪些物理量，需要的测量工具是什么？

计算功率的表达式是怎样的？

点悟：

利用学生登台阶来比较他们的功率，那么得假设登楼时是匀速的，则人所需要的向上的力与人的重力G平衡，这样测出的功率才比较的合理。

解析：

器材：

台秤、秒表、刻度尺

步骤：

（1）用台秤测出同学的质量m

（2）用刻度尺测出台阶的高度h

（3）用秒表记录同学在台阶上均匀地跳20个来回所用的时间t

（4）根据P=40mgh/t计算人的功率P

质量

m/㎏

台阶的高度

h/m

时间

t/s

人的功率

P/W

还有哪些简便的方法可以测出人的功率？

（如跳绳、跑步等）

活动2：

小亮想测量自己在使用拉力器时的功率，利用两臂伸直的臂展长度与拉力器的原长的差

作为力方向上通过的距离，拉力器被拉到最大时的拉力为F，用秒表测出拉开n次所用时间为t，功率的表达式为

6．推导计算功率的另一公式：

说明用这一公式也可以计算功率，若v是某一时刻的速度,，还可以用它计算某一时刻的功率。

对于汽车等功率不变的情况下，就是通过减小速度的方法来获得较大的动力，就是根据P=Fv这个原理。

教师部分：

1、组织活动：

类比于速度等复合型物理量。

对比记忆：

描述、定义、公式、单位单位制、物理意义。

2、帮助学生分析。

4、理论联系生活实际。

学生部分：

1、学生纵向联系学习新知识

2、横向纵向联系并拓展学习

4、学生练习巩固

课堂巩固练习：

1、小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m；所用时间2s；小宇又将这个箱子匀速提上了0.4m高的台阶，所用时间1.5s。

比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是：

（）

A．W1＞W2P1＜P2

B．W1＞W2P1＞P2

C．W1＜W2P1＜P2

D．W1＜W2P1＞P2

2、一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。

关于拉力所做的功，下列说法中正确的是：

（）

A．在粗糙地面上做功较多

B．在光滑地面上做功较多

C．两次做功一样多

D．条件不够，无法比较两次做功的多少

3、小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N，上学路上他骑车在20s内匀速通过了一段长l00m的平直公路。

若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时，小敏同学蹬车的功率约为：

（）

A．150WB．300W　

C．1500WD．3000W

4、晓亮同学从地面走上10m高的四楼教室，估计他克服重力做的功约为:

（）

A．500WB．500J

C．5000WD．5000J

5、（多选题）如图所示，在水平拉力F的作用下使物体m沿水乎地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m运动的速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是：

（）

A．拉力F的大小为20N

B．拉力F的大小为5N

C．拉力的功率P的大小为40W

D．拉力的功率P的大小为10W

6、两个滑轮完全相同，其重力均为20牛．分别用图3所示的两种方式，将重400牛的物体以相同的速度匀速提升了l0米，不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是：

（）

A．F1做的功大于F2做的功．

B．F1和F2做的功相等．

C．Fl做功的功率小于F2做功的功率．

D．F1和F2做功的功率相等．

章节：

11、5机械效率

目标要求：

1、引导学生从能量的角度研究问题

2、引导学生养成“生活---理论---应用”的思维学习习惯

3、引导学生学会分析自我，提高学习效率

知识部分：

1．关于机械效率的概念

人类在各种活动中，需要将重物移动到某一位置以实现一定的目的，这种对物体直接所做的功叫做有用功；在使用机械后，人们通过对机械做功来实现上述目的，这就需要克服机械的重力和摩擦等做一些人们并不需要而又不得不做的功，这类功叫做额外功；人对机械所做的功（包括通过机械对重物做的功和克服机械自重和摩擦所做的功）叫做总功。

用公式表示上述三个功的关系为总功=有用功+额外功。

用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

几个基本概念：

有用功W有用_____将重物提升一定高度所做的功

额外功W额外_____克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功

总功W总_____手的拉力对动滑轮做的功

三者之间的关系：

机械效率的概念：

物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。

即：

计算公式：

提问：

机械效率有无单位？

它可能大于1吗？

由于W有用与W总的单位都是焦耳，因此机械效率是没有单位的。

任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不避免地要做额外功，这时动力做的功就等于有用功加额外功。

可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总是小于1。

通常用百分数来表示。

2．测滑轮组的机械效率

机械效率是机器性能好坏的重要指标，提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义。

从影响机械效率的因素出发，讨论如何提高机械效率。

在测滑轮组的机械效率实验中探究影响机械效率的因素，实验数据的分析和讨论的基础上进行理论的推导。

理论推导中忽略绳重等的影响，那么额外功主要是包括克服动滑轮重和克服摩擦做功。

综上分析，影响机械效率的因素有物重G、动滑轮重G轮和摩擦力，和提升的高度、提升的快慢无关。

3．探究：

提高滑轮组机械效率的方法

从实验我们得出影响滑轮组的机械效率的因素有：

动滑轮的重、被提重物的重、绳子的重、绳子与滑轮之间的摩擦。

提高机械效率的方法：

增大被提重物的重、减小动滑轮的自重、减小绳与滑轮间的摩擦和减小绳重。

教师部分：

1、组织活动：

（引导自学）

2、提供活动器材：

弹簧测力计、刻度尺等。

3、帮助学生分析如何提高机械效率

4、应用：

推广到其它的效率（例如：

学习效率）

学生部分：

1、学生实验操作，记录分析

2、学生总结规律（提高机械效率的方法）

3、生活联系提高效率（如何提高学习效率、时间利用率等）

4、学生练习巩固

课堂巩固练习：

1、滑轮组的机械效率是80%，利用它可以用100N的力匀速提升400N的重物，则此时负担重物和动滑轮重力的绳子股数是：

____________。

2、如图所示，木块重200N，前进过程中所受的摩擦力为40N，求：

①不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2m时拉力F做了多少功?

②如果这个装置的机械效率是80%，拉力F的大小等于多少?

3、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升_____m，手拉绳子的力为____N，拉力的功率为_____W，滑轮组的机械效率为________.

4、在一些建筑工地、港口常见到各种大型起重机。

如图所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=10m，OB=5m，起重机功率为30KW，起重机本身重力不计。

求：

⑴要使起重机吊起6×103kg的货物时不会绕支点O翻倒，右边配重m0至少为多少千克？

⑵若机机械效率为80％，则把5×103kg的货物沿竖直方向匀速提高15m，需要多少时间？

5、某人站在岸上，利用如图所示滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸。

已知滑轮组是由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮组的自重忽略不计），船重1.02×105N，船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍。

船受到滑轮组的拉力始终沿水平方向。

此人水平拉绳的力为240N，船靠岸的速度是0.72km/h。

求：

（1）滑轮组的机械效率。

（2）人拉绳的功率。

6、如图所示，小明用滑轮组将一个重882N的物体沿一个长6m，高2m的斜面拉到高处，当匀速拉动物体时，拉力F为122．5N，问组合机械的效率是多大?

7、如图所示是一种居民楼电梯结构的截面示意图。

A为电梯，厢底有两个动滑轮B．其功能相当于一个动滑轮，使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持稳定。

C为配重，起平衡作用。

在拉力F作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。

现有10个人同时乘坐电梯（每个人的质量均按60kg计算），电梯厢以0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为F1,F1的功率P1为10kw，动滑轮B的机械效率为η1；电梯厢运行了12m后，从电梯中下去了5个人，此后电梯厢以0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为F2，F2的功率为P2，动滑轮B的机械效率为η2（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）

求：

（l）η1：

η2;

（2）拉力F2的功率P2.