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PAGEPAGE1人教版簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)總結(jié)杠桿一、杠桿1、定義:一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就叫杠桿。(1)“硬棒”不一定是棒,泛指有一定長(zhǎng)度的,在外力作用下不變形的物體。(2)杠桿可以是直的,也可以是任何形狀的。2、杠桿的七要素(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn),用字母“O”表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中間,在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),支點(diǎn)是相對(duì)固定的。(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用“F1”(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用“F2”表示。(4)動(dòng)力作用點(diǎn):動(dòng)力在杠桿上的作用點(diǎn)。(5)阻力作用點(diǎn):阻力在杠桿上的作用點(diǎn)。(6)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離,用“l(fā)1”表示。(7)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離,用“l(fā)2注意:無論動(dòng)力還是阻力,都是作用在杠桿上的力,但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下,把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力,而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。力臂是點(diǎn)到線的距離,而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的,其力臂為零,對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。二、杠桿的平衡條件1、杠桿的平衡:當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí),我們就說杠桿平衡了。Ol1lOl1l2l1l2O(1)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。如圖所示,當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),力臂l1和l2恰好重合,這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂食物大小了,而圖甲杠桿在傾斜位置平衡,讀力臂的數(shù)值就沒有乙方便。由此,只有杠桿在水平位置平衡時(shí),我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小,因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母,就會(huì)破壞原有的平衡。3、杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,或F1l1=F2l杠桿如果在相等時(shí)間內(nèi)能轉(zhuǎn)過相等的角度,即勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),也叫做杠桿的平衡,這屬于“動(dòng)平衡”。而杠桿靜止不動(dòng)的平衡則屬于“靜平衡”。三、杠桿的應(yīng)用1、省力杠桿:動(dòng)力臂l1>阻力臂l2,則平衡時(shí)F1<F2,這種杠桿使用時(shí)可省力(即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力),但卻費(fèi)了距離(即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離,并且比不使用杠桿,力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大)。2、費(fèi)力杠桿:動(dòng)力臂l1<阻力臂l2,則平衡時(shí)F1>F2,這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力(動(dòng)力大于阻力),但卻省距離(可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離)。3、等臂杠桿:動(dòng)力臂l1=阻力臂l2,則平衡時(shí)F1=F2,這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力,也不費(fèi)力,即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。其他簡(jiǎn)單機(jī)械一、滑輪1、滑輪定義:周邊有槽,中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。如右圖所示。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn),因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿,仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同,滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪。2、定滑輪(1)定義:工作時(shí),中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。如下左圖所示。(2)實(shí)質(zhì):是個(gè)等臂杠桿。(如下中圖所示)F1F1BBGGAAshFF2F1BAGOl1l2不動(dòng)不動(dòng)可動(dòng)(3)特點(diǎn):不省力,但可改變力的方向。S=h所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力(圖中F1方向向下)能得到一個(gè)與該力方向不同的力(圖中得到使重物G上升的力)。(4)動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。(如上右圖所示)hs=2hhs=2h3、動(dòng)滑輪(1)定義:工作時(shí),軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。(如下左圖所示)OFOF2GF1l1l2F1向上向上(2)實(shí)質(zhì):是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。(如上中圖所示)圖中O可看作是一個(gè)能運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn),其動(dòng)力臂l1=2r,阻力臂l2=r,根據(jù)杠桿平衡條件:F1l1=F2l2,即F1·2r=F2·r,得出,當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí),F(xiàn)2=G,則。(3)特點(diǎn):省一半力,但不能改變力的方向。(4)動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。(如上右圖所示)對(duì)于動(dòng)滑輪來說:(1)動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中,支點(diǎn)也在不停地移動(dòng);(2)動(dòng)滑輪省一半力的條件是:動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng);動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行;不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。二、滑輪組1、定義:由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。2、特點(diǎn):可以省力,也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí),有幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一,即(條件:不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦)。注意:如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則:3、動(dòng)力移動(dòng)的距離s和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是:使用滑輪組時(shí),滑輪組用n段繩子吊著物體,提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍,即s=nh。如下圖所示。(n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù))4、繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系:FFFFFFFFFFFFn=2n=3n=3n=4n=4n=5s=2hs=3hs=3hs=4hs=4hs=5hABCDEFF1F2l1l2OF1F2l1l2O三、輪軸1、定義:由兩個(gè)半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的裝置叫做輪軸。半徑較大的輪叫輪,半徑較小的輪叫軸。2、實(shí)質(zhì):輪軸可看作是杠桿的變形。如右圖所示。3、特點(diǎn):當(dāng)把動(dòng)力施加在輪上,阻力施加在軸上,則動(dòng)力臂l1=R,阻力臂l2=r,根據(jù)杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2,即F1R=F2r,∵R>r,∴F1<F2,即使用輪軸可以省力,也可以改變力的方向,但卻費(fèi)了距離。GFGFLh(1)如圖所示斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械,但卻費(fèi)距離。(2)如上圖所示:當(dāng)斜面高度h一定時(shí),斜面L越長(zhǎng),越省力(即F越?。?;當(dāng)斜面長(zhǎng)L相同時(shí),斜面高h(yuǎn)越小,越省力(即F越小);當(dāng)斜面L越長(zhǎng),斜面高h(yuǎn)越小時(shí),越省力(即F越?。H?、機(jī)械效率:1、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=ηW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=fL3、總功:定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功公式:W總=W有用+W額=FS=W有用/η斜面:W總=fL+Gh=FL4、機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。ηη=η=η===η===η===斜面:定滑輪:動(dòng)滑輪:滑輪組③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。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。④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。ηη==①原理:②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S③器材:除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。

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