簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)

1、第十一章 功與機(jī)械、杠桿1、定義： 在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒 叫杠桿。說(shuō)明：、杠桿可直可曲，形狀任意。 有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。2、五要素組成杠桿示意圖。 支點(diǎn)： 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn) 。用字母 O 表示。 動(dòng)力： 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 。用字母 F1 表示。 阻力： 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 。用字母 F2 表示。 說(shuō)明： 動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在動(dòng)力、阻力的方向 不一定相反 ，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 相反動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離 。用字母 l1 表示。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離 。用字母 l2 表示。3、畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫

2、線、三連距離、四標(biāo)簽 、找支點(diǎn) O ； 延長(zhǎng)力的作用線（虛線） ； 畫力臂（實(shí)線雙箭頭，過(guò)支點(diǎn)垂直于 力的作用線作垂線） ； 標(biāo)力臂（ 2）、研究杠桿的平衡條件 ： 杠桿平衡是指： 杠桿水平靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 。 實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié) 杠桿兩端的螺母， 使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是： 可以方便的從 杠桿上量出力臂。結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是： 動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂 。寫成公式 F1l1=F2l2 也可寫成： F1 / F2=l2 / l1解題指導(dǎo)： 分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問(wèn)題， 必須要畫出杠桿示意圖； 弄清受力與方向和力 臂大??；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確

3、定如何使用平衡條件解決有關(guān)問(wèn)題。 （如：杠桿 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小等。 ）解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問(wèn)題 ：此類問(wèn)題中阻力×阻力臂為一定值， 要使動(dòng)力最小， 必須使 動(dòng)力臂最大 ，要使動(dòng)力臂最大需要做到 在杠桿上找一點(diǎn)， 使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn) ； 動(dòng) 力方向應(yīng)該是過(guò)該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié) 構(gòu)特 征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力動(dòng)力臂 大于阻力臂省力、撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、杠桿費(fèi)距離手推車、花枝剪刀費(fèi)力動(dòng)力臂 小于阻力臂費(fèi)力、縫紉機(jī)踏板、起重臂杠桿省距離人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂動(dòng)力臂不省力天平，定滑輪杠桿等于不費(fèi)力阻力臂說(shuō)明： 應(yīng)根

4、據(jù)實(shí)際來(lái)選擇杠桿， 當(dāng)需要較大的力才能解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選擇 省力杠桿 ，當(dāng)為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選 費(fèi)力杠桿 。F1二、滑輪1、定滑輪： 定義： 中間的軸固定不動(dòng)的滑輪 。 實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是： 等臂杠桿 特點(diǎn)：使用定滑輪 不能省力但是能改變動(dòng)力的方向 對(duì)理想的定滑輪 （不計(jì)輪軸間摩擦 ） F=G繩子自由端移動(dòng)距離 SF（或速度 vF） = 重物移動(dòng)的距離 SG（或速度2、動(dòng)滑輪： 定義： 和重物一起移動(dòng)的滑輪 。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)） 實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是： 動(dòng)力臂為阻力臂 2 倍的省力杠桿。 特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能 省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向 。a）理想的動(dòng)滑輪（ 不計(jì)軸間摩擦

5、和動(dòng)滑輪重力 ）則：b）F=G/ 2 只忽略輪軸間的摩擦則拉力 F= （G 物+G 動(dòng)）/2;c）繩子自由端移動(dòng)距離是 2 倍重物移動(dòng)的距離 S（或 vF）=2 h（或 vG）3、滑輪組 定義： 定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向理想的滑輪組（ 不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力 ）拉力 F= G/ n 。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力 F= vF）=nhG（或 vG） 組裝滑輪組方法：（G 物 +G 動(dòng)）/n 繩子自由端移動(dòng)距離是 n 倍的重物移動(dòng)的距離SF（ 或首先根據(jù)公式 n=（G 物+G 動(dòng)） / F 求出繩子的股數(shù)。 然后根據(jù) “奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的

6、具體要求組裝滑輪。、功：1、力學(xué)里所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力 ；二是物體在 力的方向上通過(guò)的距離 。2、不做功的三種情況： 有力無(wú)距離、有距離無(wú)力、力和距離垂直。鞏固： 某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出 10m遠(yuǎn)，足球飛出 10m的過(guò)程中 人不做功 。（原因是 足球靠慣性飛出 ）。3、力學(xué)里規(guī)定： 功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。 公式： W=FS4、功的單位： 焦耳， 1J= 1N·m 。 把一個(gè)雞蛋舉高 1m ，做的功大約是 0.5 J 。5、應(yīng)用功的公式注意：分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí) F 就是這個(gè)力；公式中 S 一定 是在力的方向上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)

7、對(duì)應(yīng)。 功的單位“焦” （牛·米 = 焦），不要和力和 力臂的乘積（牛·米，不能寫成“焦” ）單位搞混。四、功率：1、定義： 單位時(shí)間里完成的功2、物理意義： 表示做功快慢的物理量 。W3、公式：P = tF v4、單位：主單位 W 常用單位 kW mW 馬力 換算： 1kW=10 3W 1mW=10 6 W 1 馬力=735W 某小轎車功率 66kW，它表示： 小轎車 s 內(nèi)做功 66000J5、機(jī)械效率和功率的區(qū)別： 功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī) 械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。五、功的原理：1

8、、內(nèi)容： 使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械 都不省功。2、說(shuō)明：（請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述？） 功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。 功的原理告訴我們： 使用機(jī)械要省力必須 費(fèi)距離 ，要省距離必須 費(fèi)力 ，既 省力又省距 離的機(jī)械是沒(méi)有的。 使用機(jī)械雖然不能省功， 但人類仍然使用， 是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者 可以省力 、或者 可以 省距離 、也可以 改變力的方向 ，給人類工作帶來(lái)很多方便。 我們做題遇到的多是理想機(jī)械 （忽略摩擦和機(jī)械本身的重力） 理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)， 人們所做的功（ FS） = 直接用手對(duì)重物所做的功 （ Gh）3、應(yīng)用：

9、斜面 理想斜面： 斜面光滑 理想斜面遵從 功的原理 ； 理想斜面公式： FL=Gh 其中： F：沿斜面方向的推力 ；L：斜面長(zhǎng) ；G：物重；h：斜 面高度 。如果斜面與物體間的摩擦為 f ，則： FL=fL+Gh ；這樣 F 做功就大于直接對(duì)物體做功 Gh 。六、機(jī)械效率： 、有用功：定義： 對(duì)人們有用的功 。公式： W 有用Gh（提升重物） =W 總 W 額=W 總 斜面： W 有用= Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式： W 額= W 總W 有用=G 動(dòng) h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組） 斜面： W 額 =f L3、總功： 定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功公式：W

10、總=W 有用 W 額=FS= W 有用 斜面：W 總 = fL+Gh=FL4、機(jī)械效率：定義： 有用功跟總功的比值 斜 面：公式：W 有用W總Gh = FL= Gh = FS Gh3 /G 4h= FhGhFSF2h2F定滑輪：動(dòng)滑輪：滑輪組某滑 有用功總小于總功 ，所以機(jī)械效率總小于 1 。通常用 百分?jǐn)?shù) 表示。 輪機(jī)械效率為 60% ，表示有用功占總功的 60% 。 提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。5、機(jī)械效率的測(cè)量：W 有用 Gh = 原 理： W 總 FS 應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力 G 、鉤碼提升的高度 h、拉力 F、繩的自由端移動(dòng)的距離 器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線