簡單機械知識點(同名4572)

第十一章：簡單機械第一節(jié)：杠桿定義：在的作用下繞著轉(zhuǎn)動的叫杠桿。【說明】：①杠桿可可，形狀。②有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。圖13五要素——圖13①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O表示。②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。④動力臂：從到的距離。用字母L1表示。⑤阻力臂：從到的距離。用字母了L2表示。【說明】1、動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。2、動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反。3、動力臂、阻力臂不一定在杠桿上。4、力臂是指“點到線”的距離，即支點到力的作用線的距離，而不是“點到點”的距離。畫力臂方法：一定點（支點）、二畫線（力的作用線）、三連距離、四標(biāo)簽⑴找支點O；⑵畫力的作用線（虛線）；⑶畫力臂（虛線，過支點作力的作用線的垂線，）；⑷標(biāo)力臂（用大括號，一端括支點，一端括垂足，標(biāo)上相應(yīng)的符號L1或L2）。圖3圖4圖3圖4圖圖20圖21圖193、探究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：或選擇杠桿中間為支點的目的（或不掛鉤碼時使杠桿在水平位置平衡的目的）：。實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的，若杠桿右端下沉，杠桿兩側(cè)的平衡螺母向調(diào)（即左高左調(diào)），使杠桿在位置平衡。這樣做的目的是：。多次實驗的目的：當(dāng)彈簧測力計的方向由豎直傾斜時，杠桿仍然平衡，示數(shù)變，原因：。當(dāng)把左側(cè)的鉤碼拿掉。杠桿將處于豎直位置，在右側(cè)施加一個力，卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉到水平位置平衡，其原因：水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡實驗結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：；寫成公式也可寫成：。其含義是：如果動力臂是阻力臂的幾倍，那么動力就是阻力的。圖圖94、求最大動力臂的方法：①若動力作用點確定了，則支點到動力作用線的距離就是最大動力臂。②若動力作用點沒有確定，應(yīng)看杠桿上哪一點離支點最遠，則這一點到支點的距離即為最大動力臂。5、杠桿平衡時動力最?。孩賱恿σ钚r，動力臂要最大；②動力臂要最大，則過已知力的作用點，作最大動力臂的垂線；③根據(jù)實際，確定動力的方向。6、杠桿平衡時動力最大：動力要最大時，動力臂要最小，動力臂要最小，力的作用線的延長線過支點。圖14圖8圖圖14圖8圖72、用撬棒撬起一石塊,圖7，沿不同方向用力作用于撬棒,哪個力最小()線平行時最省力，當(dāng)偏離豎直方向角度越大，拉力；即：C人對繩子的拉力最大只能達到自身的重力的大小與人的舉力無關(guān)。例如：小李m1=50Kg,能舉起80Kg的杠鈴，小李m2=70Kg,能舉起60Kg的杠鈴，如圖，兩人比賽，誰把對方拉起，比賽結(jié)果是：拉起來。三、滑輪組、1、定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。2、特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向3、理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F=G。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=，繩子自由端移動距離S繩=倍重物移動的距離h物,，繩子自由端移動速度v繩=倍重物移動的速度v物。即，4、判斷繩子根數(shù)（n）的方法：方法（一）：從定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線，數(shù)直接與動滑輪相連的根數(shù)即為n的值，其中，繩子自由端方向向上的要數(shù)上。方法（二）：已知G和F，求繩子的根數(shù)，則n=,若n不是整數(shù)，則小數(shù)點“只入不舍”例如：已知G=960N，F(xiàn)=400N，求繩子的根數(shù)n===方法（三）：已知s和h，求繩子的根數(shù)，則n=例如：已知s=6m，h=2m，求繩子的根數(shù)n===5、繩子的繞法題型（一）已知繩子的根數(shù)，畫繩子的繞法奇動偶定若繩子的根數(shù)為奇數(shù)，繩的固定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上，由內(nèi)向外繞；若繩子的根數(shù)為偶數(shù)，繩的固定端接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內(nèi)向外繞；題型（二）使用滑輪組時要最省力，則繩子的根數(shù)應(yīng)為奇數(shù)，再根據(jù)“奇動偶定”，繩的固定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上，由內(nèi)向外繞。題型（三)使用滑輪組時既要省力又能改變力的方向，則繩子的根數(shù)應(yīng)為偶數(shù)，再根據(jù)“奇動偶定”，繩的固定端接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內(nèi)向外繞。5、裝滑輪組方法：第一、求段數(shù)：根據(jù)公式或求出繩子的股數(shù)。第二、定個數(shù)：確定動滑輪的個數(shù)N動，當(dāng)繩子的根數(shù)n為奇數(shù)時，N動=，當(dāng)繩子的根數(shù)n為偶數(shù)時，N動=，確定定滑輪的個數(shù)N定，一般按“一動配一定”來確定定滑輪的個數(shù)，N定=，若繩子的根數(shù)為偶數(shù)，則由“偶數(shù)減一定”得到N定=，若方向要發(fā)生改變（人在地面上拉物體），則由“變向加一定”得到N定=。第三、找起點（固定端）：則由“奇動偶定”找到第四、畫繩子：若繩子的根數(shù)為奇數(shù)，繩的固定端接在動滑輪上，然后繞到定滑輪上，由內(nèi)向外繞；若繩子的根數(shù)為偶數(shù)，繩的固定端接在定滑輪上，然后繞到動滑輪上，由內(nèi)向外繞；例如：把重為5100N的物體用1200N的力提起，請你設(shè)計這個滑輪組，要求滑輪個數(shù)最少，請畫出這個滑輪組?例如：一個人站在地面上把重為5100N的物體用1200N的力提起，請你設(shè)計這個滑輪組，要求滑輪個數(shù)最少，請畫出這個滑輪組?例如：用如圖所示的滑輪組，拉自己勻速上升，已知：吊筐重200N，人重600N，每個滑輪重40N，人拉繩的力至少多少N才能將自己吊起，此時人對筐底的壓力是多少。（不計摩擦）若吊筐上升0.5m，則繩索被拉下多少米?四、斜面1、斜面也是一種力的。2、理想斜面（斜面光滑）遵從功的原理使用任何機械。3、理想斜面公式：FL=Gh的推導(dǎo)：由功的原理推導(dǎo)其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。4、理想斜面的特點：（1）但，（2）當(dāng)高度（坡度）一定時，斜面越長越。（3）、斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的．（4）、如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。5、應(yīng)用：斜坡、推貨上車所達的木板、盤山公路、走S路、螺絲釘、滑梯、劈柴五、輪軸1、定義：由和組成，且能繞著固定點轉(zhuǎn)動的一種。2、實質(zhì)：輪軸是一種的杠桿。3、特點：（1）同心，大小。（2）若動力作用在輪上，輪軸是一個杠桿，但；由杠桿平衡條件得，，即輪的半徑是軸的半徑的幾倍，則作用在輪上的力（F1）就是作用在軸上的力（F2）的；（3）若動力作用在軸上，輪軸是一個杠桿，但；4、輪軸的應(yīng)用：方向盤、轆轤、門鎖、水龍頭第三節(jié)：機械效率一、有用功（W有用）：1、定義：對人們有用的功（或機械對物體（研究對象）所做的功）。2、當(dāng)討論提升重物有用功時，只考慮物重和提升的高度，不管路徑或方式是否相同，即公式：W有用＝Gh（提升重物）二、額外功（W額）：1、定義：利用機械做功時，并非人們需要但又不得不做的功2、例如：客服機械重力所做的功、機械之間摩擦力所做的功【注】1、有用功和額外功的判斷要根據(jù)工作目的來確定，工作目的不同，有用功和額外功可能不同例如：1、從井中打水：（W有用：人對所做的功，W額：人對所做的功；工作目的：）2、從井中撈桶：（W有用：人對所做的功，W額：人對所做的功；工作目的：）三、總功（W總）：1、定義：有用功與額外功之和（或動力所做的功或人們對機械所做的功）2、總功等于作用在機械上的動力和動力作用點移動的距離的乘積。3、公式：4、對于理想機械（W額=0），；對于非理想機械（W額0），四、機械效率（）：1、定義：跟的比值。2、公式：3、【注】（1）機械效率是一個，單位。（2）因為，所以機械效率總1，通常用表示。（3）率是機械性能好壞的一個標(biāo)志，越高，機械性能越。（4）機械效率與、的多少無關(guān)。五、W有用、W額、W總、的計算1、W有用的計算（1）由定義得，豎直提升物體：；水平勻速拉動物體（2）由總功定義得：（3）由機械效率得：2、W額的計算（1）由定義得：（G動為動滑輪的重力）（2）由總功定義得：（3）由機械效率得：3、W總的計算（1）由定義得：（2）由總功定義得：（3）由機械效率得：4、η的計算（1）由定義得：六、探究斜面的機械效率1、猜想與假設(shè)：斜面的機械效率是與、、有關(guān)2、設(shè)計實驗：（1）實驗器材：（一）、探究斜面機械效率與斜面的關(guān)系（1）實驗表格及數(shù)據(jù)實驗次數(shù)斜面坡度斜面材料斜高h/m物重G/N斜面長S/m拉力F/N機械效率1較緩300木板

0.65

14

75%2較陡450木板

0.8515

80%3最陡600木板1516

83.3%（2）實驗步驟：①測量小車的重量②把小車用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力F、小車沿斜面移動的距離S、小車上升的高度h。③改變斜面的傾斜程度，重復(fù)步驟②。（4）計算：W有用=;W額=(光滑)；W額=(不光滑)W總=;(光滑)；W總=;(不光滑)η=;(光滑)；η=;(不光滑)結(jié)論：斜面機械效率與斜面有關(guān)，越大，機械效率。（二）、探究斜面機械效率與斜面的關(guān)系結(jié)論：斜面機械效率與斜面有關(guān)，越大，機械效率。（三）、探究斜面機械效率與的關(guān)系結(jié)論：斜面機械效率與關(guān)?！咀⒁狻竣僖瓌游矬w；②拉力要與斜面；七、測量滑輪組的機械效率1、實驗原理：2、應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S3、實驗器材：滑輪組、鐵架臺、鉤碼若干，還需要、4、、實驗步驟：（1）、用彈簧測力計測出鉤碼的重力為G,；（2）、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，用刻度尺測出鉤碼上升的高度為h和彈簧測力計移動的距離為s；（3）、根據(jù)W有=、W總=、再根據(jù)η=算出機械效率（4）、改變鉤碼的數(shù)量，在做兩次上面的實驗（5）、改變動滑輪的重力，在做兩次上面的實驗5、得出結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：A、物體的重力大?。河猛换芙M所提升不同重物，重物越重，做的有用功就，而額外功，機械效率就越。B、動滑輪重力大?。ɑ騻€數(shù)多少）：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，額外功，有用功，滑輪組的機械效率

；C、繩重及繩與滑輪之間的摩擦：若各種摩擦越大，做的額外功，機械效率。【注】1、緩慢勻速豎直向上拉動彈簧測力計目的：保證彈簧測力計的示數(shù)不變，方便讀數(shù)。2、不能在靜止時讀數(shù)的原因：靜止時，沒有繩與滑輪之間的摩擦，測出的機械效率會偏3、不影響滑輪組的機械效率高低有：物體上升的高度、物體上升的速度、繩子的根數(shù)或繞法八、分析機械效率的高低1、當(dāng)W總一定時A由得，當(dāng)一定時，越大，越高B由得，當(dāng)一定時，越大，越高2、當(dāng)W有一定時A由得，當(dāng)一定時，越大，越高B由得，當(dāng)一定時，越大，越高2、當(dāng)W額一定時A由得，當(dāng)一定時，越大，越高B由得，當(dāng)一定時，越大，越高九、提高機械效率的方法：1、盡量增大有用功：在機械承受的范圍內(nèi)，盡量增加每次提升物體的重力2、盡量減少額外功：A減小B減小加潤滑劑十、幾種簡單機械的機械效率（1）斜面①W有用=②W額外=③W總=