《第十一章--簡單機械和功》知識整理.doc

第十一章 簡單機械和功知識整理一、杠桿1、杠桿的概念（1）定義：一根在力的作用下能繞固定點轉動的硬棒叫杠桿（2）五要素： A、支點：杠桿繞著轉動的固定點 B、動力：使杠桿轉動的力 C、阻力：阻礙杠桿轉動的力 注意點：判斷阻力方向時，可以問一下使用這個杠桿干什么，對被作用的物體產(chǎn)生的力的方向如何，則根據(jù)力的相互作用原理，該物體反作用于杠桿上的力就是阻力。D、動力臂：支點到動力作用線的垂直距離 E、阻力臂：支點到阻力作用線的垂直距離2、作圖題要點（1）完成杠桿示意圖： A、找準支點； B、分析受力,作出動力和阻力的示意圖； C、過支點向力的作用線作垂線段，用大括號標注出動力臂和阻力臂。（2）已知力臂完成力的示意圖： A、過力臂的另一端作垂線，與杠桿的交點即為力的作用點； B、根據(jù)另一個力的方向判斷力的方向，兩個力必須使杠桿轉動的方向相反。（同側反向，異側同向）（3）找最長力臂、畫杠桿最省力的動力的示意圖：A、力的作用點已確定：連接支點到力的作用點的線段作為力臂最長； B、力的作用點不確定：根據(jù)幾何關系找出最長力臂（如：圓中直徑最長、直角三角形斜邊最長等）；再按（2）中的方法完成最省力的動力示意圖。二、杠桿平衡條件1、研究杠桿平衡條件的實驗（1）實驗器材：杠桿和它的支架、鉤碼、彈簧秤、刻度尺等（2）實驗過程有關考點：A、如何調(diào)節(jié)平衡螺母？（那邊高向那邊調(diào)、左右同法）B、為什么要使杠桿在水平位置平衡？（實驗前，使杠桿重心通過支點，杠桿重力對平衡無影響；實驗中，便于測量力臂）注意點：對于直杠桿，當力與杠桿垂直時，支點到力的作用點的距離就等于力臂。（3）實驗方法的評估問題：A、只有一組測量數(shù)據(jù)，無法排除實驗的偶然性，結果不具有普遍性；B、不同的（或單位不同的）物理量不能相加減；C、彈簧秤傾斜時，力臂變小了，不能仍然用支點到力點的距離表示力臂；等等。（4）實驗結果及杠桿原理的表述、兩種形式的表達式：2、杠桿的分類及其實質（1）省力杠桿：實質動力臂大于阻力臂的杠桿；特點省力但費距離。常見的省力杠桿有道釘撬、撬棒、羊角錘、鋼絲鉗、老虎鉗、扳手、汽水瓶蓋起子、翻斗車等。（2）費力杠桿：實質動力臂小于阻力臂的杠桿；特點費力但省距離；常見的費力杠桿有筷子、鑷子、釣魚桿、縫紉機腳踏板、理發(fā)剪刀、吊車的撐桿等。（3）等臂杠桿：特點既不能省力又不能省距離。常見的等臂杠桿有定滑輪、天平等。注意點：判斷杠桿種類的方法有兩種，一是根據(jù)杠桿的實質、二是考慮是否需要省力。3、應用杠桿原理解題（1）一般過程：畫出杠桿示意圖，找準力臂，寫出平衡方程，代入已知，求解作答。（2）難點：杠桿轉動方向的判定；杠桿運動過程中動力大小的變化問題；重新找支點，再列方程，綜合求解；不等臂天平；三個力作用下的杠桿平衡；等等。三、滑輪1、兩類滑輪的區(qū)分：定滑輪使用時，軸的位置固定不動。動滑輪使用時，軸的位置隨被拉物體一起運動。2、定滑輪（1）實質：等臂杠桿（2）特點：不能省力但能改變動力的方向（3）有關表達式：s=h；不考慮摩擦和繩重時（理想條件）F=G物3、動滑輪（1）實質：動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿（2）特點：能夠省力但費距離s=2h、不能改變動力的方向。（3）動力表達式：不考慮摩擦和繩重、動滑輪重時（理想條件）不考慮摩擦和繩重時（準理想條件）4、滑輪組（1）定義：定滑輪和動滑輪的組合裝置。（2）特點：既能省力又能（不是一定）改變力的方向。（3）距離關系：s=nh（n即為吊住動滑輪的繩子股數(shù)）（4）動力表達式：不考慮摩擦和繩重、動滑輪重時（理想條件）不考慮摩擦和繩重時（準理想條件）（5）滑輪組的繞繩方法：確定n后，遵循“偶定奇動”的原則確定固定端，從內(nèi)往外繞；自由端確定的話，也可從外往內(nèi)繞。（6）滑輪組的裝配步驟：由距離關系或力的關系確定n；根據(jù)題意弄清拉力方向，確定滑輪數(shù)；遵循n “偶定奇動”的原則確定固定端，從內(nèi)往外繞繩。注意點：對于滑輪組要注意關注繩子股數(shù)n；水平方向使用滑輪組時，要能夠轉換或換位。四、功和功率1、功（W）（1）功的定義：力與物體在力的方向上通過的距離的乘積，叫做機械功，簡稱功。（2）對物體做功的兩個必要條件：一是物體要受力的作用，二是物體要在力的方向上通過一定的距離。注意點：三種不做功的情況F0，s=0（勞而無功）；F=0，s0（慣性）；Fs 。（3）功的計算公式：W=Fs（定義公式，普遍適用）；利用W=Pt，如果已知機械的功率，也能求出機械在一定時間內(nèi)所做的功；利用= W有用W總的關系求功。注意點：功的大小只與F和s有關，與物體的運動狀態(tài)無關。（4）單位：焦耳/焦/J。1焦耳的功有多大：手舉2只雞蛋上升1m做的功，將一本普通的物理課本從地面舉到課桌時所做的功，等等。2、功率（P）（1）功率是表示做功快慢的物理量。注意點：功率不表示做功多少，也不表示做功時間長短。功率與機械效率無關。（2）定義：單位時間內(nèi)所做的功叫功率。（3）功率的計算公式：P=W/t P=Fv注意點：利用功率的計算公式P=Fv解釋汽車上坡時減速的道理。（4）功率的單位：瓦特/瓦/W；kW、馬力（5）解釋機器功率的含義：采用“定義具體化”的方法。3、功率的測量：注意測量人的有關功率過程中“累積法”的應用。注意點：“寫出探究過程和計算公式”類實驗探究題的答題要點，過程中涉及到測量物理量要用符號表示出來，結果的表達式中只能含有測量量的符號或有關已知量的符號，不能含有中間計算量（中間計算過程不需要寫出來）。五、機械效率1、有用功、額外功、總功（1）有用功：使用機械時，完成我們的目的所做的功；其實質就是機械對物體所做的功。注意點：分析有用功時，一看機械對物體施加的是哪個作用力，大小等于什么；二看使用這個機械主要是要干什么，從而確定是克服什么做功。（2）額外功：使用機械時，并非我們所需要但又不得不額外去做的功；其產(chǎn)生的原因主要有機械自身的重力、摩擦、容器的重力等額外阻力。（3）總功：；實質就是使用機械時動力對機械所做的功。（4）三種功之間的關系式：W總= W有用+ W額外2、機械效率（1）定義：有用功跟總功的比值（百分比）叫機械效率。定義公式：注意點：機械效率是反映機械性能的一個物理量，與功率無關；其大小不是一個恒定不變的；因為額外功總是存在的，則機械效率總小于1。（2）常見情況下的計算方法：A、用滑輪、滑輪組、杠桿或斜面豎直提升物體B、用滑輪、滑輪組水平拉動物體注意點：水平方向使用滑輪組時，要注意克服物體受到的摩擦力所做的功是有用功。提升物體時，克服盛放物體的容器（器材）重力所的功，屬于額外功；此外不要忘記人扛物體上樓時，克服人的重力做的也是額外功。（3）滑輪組機械效率的影響因素：A、有用功有用阻力，如：物體重（相同的滑輪組，物體越重，機械效率越高）B、額外功額外阻力，如：滑輪重（提升相同的重物時，動滑輪越重，機械效率越低）、摩擦。注意點：為了提高滑輪組的機械效率，應從增大有用功和減少額外功兩個方面考慮，具體的可以