老师
各位同学,大家好,我是北京理工大学附属中学的物理老师耿红。今天我们一起来学习探究使用机械是否省工。从树上的类人猿到地下寻找食物,手里拿着木棒、石块打猎保卫自己开始,机械就与人类结下了不解之缘。从最古老的食府预铲到杠杆、滑轮、斜面螺旋等简单机械的使用,人们建造了辉煌的宫殿、大厦、桥梁等等。这是北宋时期用来申请开采食盐的机械模型。 1835 年,人们曾用这种方式转成了世界第一口超千米的深井。所以早在公元前 5 世纪春秋时代的子贡就曾经说,机械是能使人用力寡而进攻多的器械。如今机械的发展已能使人类横跨海陆两岸,能在外太空对航天飞机进行维修操作,他武装了人类,使虚弱无力的双手变得力大无穷。这是在疫情期间建造方舱医院的施工现场,在这些机械的帮助下,人们用 10 天的时间就使得火神山医院交付使用。
老师
在这震惊世界的中国速度里,有的机械是人们省了力,有的机械是人们省了距离。那么有没有既省力又省距离,也就是省工的机械?下面我们完成任务一、探究使用机械会省工吗?要想回答这个问题,首先我们要明确以下几点,一、使用机械是否省工中省费的比较基准是什么?就是与什么进行比较,与不使用机械进行比较。
老师
比如想把两牛的重物匀速提升一厘米,怎样做叫不使用机械?直接用手提升物体,怎样知道直接用手提升物体所做的功?就像如图这样,用弹簧测力计匀速值向上提升物体,这个过程中弹簧测力计的示数就是提升的拉力t,用刻度尺测量移动的距离h,然后利用公式 w 等于 t 和 h 的乘积,便得到了公,就是与这个公进行比较。那么怎样比较?简要分析一下比较的方法。
老师
为了表达得更清楚,把不使用机械时做的工命名为 w e,使用机械后做的工命名为WR。若 W2 小于 W1 就是省工,若 W2 大于 W1 就是不省工费工。这里的 w e 就是 TH 的乘积。明确了探究问题后,新使用杠杆进行实验,分为两个步骤进行,第一步是把勾马直接挂在已经调零的弹簧测力计下,把刻度尺固定好,做好提升高度的刻度标记,然后数值向上匀速提升,把这个动作放大。就是这样,提升的过程中读取弹簧测力计的示数, g 拉力 t 等于两牛。物体被缓慢数值向上提升的距离为 1 厘米,则不使用任何机械直接提升。物体所做的功为w, e 等于t, h 等于g, h 等于两牛乘以 0. 01 米等于 0. 02 焦。
老师
第二个步骤就是把钩码挂在杠查看隐藏内容