《简单机械知识点.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单机械知识点.doc（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第十一章功与机械一、杠杆1、 定义： 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：、杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、 五要素组成杠杆示意图。支点： 杠杆绕着转动的点 。用字母 O 表示。l1l2O动力： 使杠杆转动的力 。用字母 F1表示。阻力： 阻碍杠杆转动的力 。用字母F2 表示。F1F2说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上 。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动力臂： 从支点到动力作用线的距离。用字母 l1 表示。阻力臂： 从支点到阻力作用线的距离。用字母 l2 表示。3、画力臂方法：
2、一找支点、二画线、三连距离、四标签 、找支点 O； 延长力的作用线（虚线） ； 画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线） ； 标力臂（ 2）、研究杠杆的平衡条件 ：杠杆平衡是指： 杠杆水平静止或匀速转动 。实验前：应调节 杠杆两端的螺母， 使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是： 可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂阻力×阻力臂 。写成公式F1l 1=F 2 l2 也可写成： F1 / F 2 =l 2 / l 1解题指导： 分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体
3、分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小， 必须使动力臂最大 ，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远； 动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用：名称结构特征特 点应用举例省力动力臂省力、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、大于杠杆费距离手推车、花枝剪刀阻力臂费力动力臂费力、缝纫机踏板、起重臂小于杠杆省距离人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆阻力臂等臂动力臂不省力等于天平，定滑轮杠杆不费力阻力臂说明： 应根据实际来选择杠杆，
4、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 。二、滑轮1、定滑轮：定义： 中间的轴固定不动的滑轮 。l2l1实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。F2对理想的定滑轮 (不计轮轴间摩擦 ）F=GF1绳子自由端移动距离SF(或速度 vF) =重物移动的距离 SG(或速度 vG )2、 动滑轮：F1定义： 和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）l1实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。l2a)理想的动滑轮（ 不计轴间摩擦和动滑轮重力）则
5、：F2b)F=G/ 2 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F=(G 物+G 动 )/2;c)绳子自由端移动距离是2 倍重物移动的距离S(或 vF)=2 h( 或 vG )3、 滑轮组定义： 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点： 使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（ 不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 F=G/ n 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力 F=(G物 +G动 )/n 绳子自由端移动距离是n倍的重物移动的距离SF(或vF)=nh G(或 vG )组装滑轮组方法： 首先根据公式 n=(G 物 +G 动 ) / F求出绳子的股数。 然后根据 “奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
6、三、功：1、力学里所说的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、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固： 某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出 10m的过程中 人不做功 。（ 原因是足球靠惯性飞出 ）。3、力学里规定： 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式： W=FS4、功的单位： 焦耳， 1J= 1N · m 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 0.5 J 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；公式中 S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦” （
7、牛·米= 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。四、功率：1、定义： 单位时间里完成的功2、物理意义： 表示做功快慢的物理量。3、公式：=WP =Fvt4、单位：主单位W 常用单位 kWmW 马力换算： 1kW=10 3W1mW=10 6 W1 马力 =735W某小轿车功率66kW，它表示： 小轿车 s 内做功 66000J5、机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。五、功的原理：1、内容： 使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用
8、手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2、说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们： 使用机械要省力必须 费距离 ，要省距离必须 费力 ，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功， 但人类仍然使用， 是因为使用机械或者 可以省力 、或者可以省距离 、也可以 改变力的方向 ，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械 （忽略摩擦和机械本身的重力） 理想机械： 使用机械时，人们所做的功（ FS） = 直接用手对重物所做的功 （ Gh）3、应用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵从功的原理 ；理想斜面公式： FL=G
9、h 其中： F：沿斜面方向的推力 ；L ：斜面长 ；G：物重 ；h：斜面高度 。如果斜面与物体间的摩擦为f ，则： FL=fL+Gh ；这样 F 做功就大于直接对物体做功Gh 。六、机械效率：、有用功：定义：对人们有用的功 。公式： W 有用 Gh （提升重物） =W 总 W 额 = W 总斜面： W 有用 = Gh2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式： W 额 = W 总 W 有用 =G 动 h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面： W 额 =f L3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功公式： W 总=W 有用 W 额 =FS= W 有用 斜面： W 总= fL+Gh=
10、FL4、机械效率：定义： 有用功跟总功的比值。公式： =W 有用W 总斜 面： =Gh定滑轮：FL动滑轮： =Gh=Gh=GFSFhF滑轮组=Gh=Gh=GFSF2h2F=Gh=Gh=G 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮FSFnhnF机械效率为 60%，表示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量：=W有用 =Gh原理：W 总FS应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力 F、绳的自由端移动的距离S器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B 提升重物越重，做的有用功相对就多。C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法 和重物提升高度不影响滑轮机械效率。