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文档简介
1、简单机械、功和功率基本知识导航 一、 杠杆1、定义: 一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。2、五要素:一点、二力、两力臂。(“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示。“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示。“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示。)3、杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡)条件是:动力×动力臂阻力×阻力臂;公式:F1L1F
2、2L2。4、杠杆的应用(1)省力杠杆:L1L2,F1F2(省力费距离,如:撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。)(2)费力杠杆:L1<L2,F1F2(费力省距离,如:人的前臂、理发剪刀、镊子、钓鱼杆、缝纫机踏板、船桨。)(3)等臂杠杆:L1L2,F1F2(不省力、不省距离,能改变力的方向 等臂杠杆的具体应用:(天平. 定滑轮)二、 滑轮1、滑轮是变形的杠杆。2、定滑轮:定义:中间的轴固定不动的滑轮。实质: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。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物。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
3、vG)3、动滑轮:定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)实质: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。理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:只忽略轮轴间的摩擦则,拉力 。绳子自由端移动距离S=nh 绳子自由端移动速度:V=nv物4、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。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力。绳子自由端移动距离:S=nh 绳子自由端移动速度:V=nv物组装滑轮组方法:首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题
4、目的具体要求组装滑轮。三、 机械效率1、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fL3、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F S斜面:W总fL+GhFL4、机械效率:定义:有用功跟总功的比值。 公 式:斜 面:滑轮组:5、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。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。6、提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。7、机械效率的测量:(1)
5、原理:(2)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。(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。(4)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。(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。提升重物越重,做的有用功相对就多。摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、功1、功的初步概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力做了功。2、功包含的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向
6、上移动的距离。3、功的计算:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积(功力×力的方向上的距离)。4、功的计算公式:W=Fs 或 W=Pt用F表示力,单位是牛(N),用s表示距离,单位是米(m),功的符号是W,单位是牛米,它有一个专门的名称叫焦耳,焦耳的符号是J,1 J=1 Nm。5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成W=fs。6、功的原理;使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。7、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时,人们利用机械所做的功(Fs)等于直接用手所做的功(Gh),这是一种理想情况,也是最简单的情况。五、 功率1、功率的物理意义:表示物体做功的快慢。2、功率的定义:单位时间内所做的功。3、计算公式:P=Fv其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间
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