第十一章-简单机械和功-基本知识点

11.1杠杆一、杠杆.定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。.五要素：支点（O）——杠杆绕着转动的点。动力（F1）——使杠杆转动的力。阻力（F2）——阻碍杠杆转动的力。动力臂（L1）——从支点到动力作用线的垂直距离。阻力臂（L2）——从支点到阻力作用线的垂直距离。注意：⑴力臂一一从支点到力的作用线的垂直距离。⑵力臂作图的步骤：①找支点②找力的作用线③作点到线的垂直距离④标明力臂名称。二、杠杆的平衡条件.探究杠杆的平衡条件⑴杠杆处于平衡状态的情况：①静止状态②匀速转动⑵调节杠杆在水平位置平衡的方法: 调节杠杆两端的平衡螺母（左高向左，右高向右调，两边平衡螺姆调节方向一至。）⑶调节杠杆在水平位置平衡的目的：①便于测量力臂②克服杠杆自重的影响⑷实验记录表：测量序号动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm①②③注：多次实验的目的是一一从一般现象中总结出普遍的规律。⑸杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂数学表达式： F1L1=F2L2⑹杠杆的平衡条件也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。.杠杆的分类：⑴省力杠杆：①特点：动力臂大于阻力臂②优点：省力③缺点：费距离④例如：羊角锤、手推车、剪铁皮的剪刀、老虎钳、撬棒等⑵费力杠杆：①特点：动力臂小于阻力臂②优点：省距离③缺点：费力④例如：筷子、镣子、答帚、船桨、裁衣剪刀、钓鱼竿、理发的剪刀等⑶等臂杠杆：①特点：动力臂等于阻力臂②优点：既不省力也不省距离③例如：托盘天平、定滑轮等11.2滑轮一、定滑轮.定义：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。

.实质：等臂杠杆.结构示意图：⑴实验记录表实验序号钩码所受的重力G/N弹簧测力计的示数 ⑴实验记录表实验序号钩码所受的重力G/N弹簧测力计的示数 F/N①②③Pr⑴实验记录表实验序号钩码所受的重力Pr⑴实验记录表实验序号钩码所受的重力G/N]弹簧测力计的示数 F/N①②③⑵定滑轮的特点：①使用定滑轮不能省力；②使用定滑轮可以改变用力的方向；③使用定滑轮可以改变拉力的方向， 但不能改变拉力的大小（拉力的大小保持不变）。二、动滑轮.动义：使用滑轮时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。.实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆.结构示意图：.探究使用动滑轮的特点⑵动滑轮的特点：①使用动滑轮能省一半力；②使用动滑轮不能改变用力的方向。三、滑轮组.定义：将定滑轮和动滑轮组合起来使用称为滑轮组。.作用：滑轮组既可以省力又可以改变用力的方向。.力的关系：用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。注：①不计动滑轮重、绳重和摩擦的情况下（理想情况） F=G/n②不计绳重和摩擦的情况下（只考虑动滑轮的自重） F=（G+G动）/n.距离的关系：S=nh

.速度的关系：V=nV物.滑轮组的绕法：奇动偶定注：n为奇数时，从动滑轮开始； n为偶数时，从定滑轮开始。四、轮轴和斜面.轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成， 轮轴也以看成是杠杆的变形，且是一种能省力的杠杆。轮轴的实例：门把手、汽车方向盘、扳手等。一、探究斜面1.实验需测量的物理量：拉力的大小11.3功一、探究斜面1.实验需测量的物理量：拉力的大小11.3功F、小车通过的距离G小车上升的高度.实验记录表测量序号F/NS/mG/Nh/mFs(N•m)Gh/(N'm)①②③.实验现象：Fs与Gh近似相等.实验表明：如不考虑摩擦等阻力的影响， 使用其他任何机械也可以得到与使用斜面时相似的结论，即没有既省力又省距离的机械。（使用任何机械都不能省功。）二、功（符号：W.定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，称为机械功，简称功。.公式：功=力X距离 （W=FS.单位：在国际单位制中，功的单位是牛・米（ Nl-mDo为纪念英国物理学家焦耳，将功的单位命名为焦耳，简称焦，用字母J表示。（1J=1N-mt.根据功的公式，对物体做功有两个必要条件： 一是对物体要有力的作用， 二是物体要在力的方向上通过一定的距离。.没有做功的三种情况：①有力没有距离，例如：虽然司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动。②有距离没有力，例如：运动员踢了足球一下，球在草地上滚动了一段距离。③有力有距离但不在同一方向上，例如：学生背着书包在水平路面上匀速前进。11.4功率一、功率（符号：P）——功率是表示物体做功快慢的物理量。.定义：单位时间内所做的功叫做功率。.公式：功率=功/时间（P=W/t）变形后可求W=Pt推导公式还有P=Fv.在国际单位制中，功率的单位是焦 /秒（J/s）。为纪念英国工程师、发明家瓦特，将功率的单位命名为瓦特，简称瓦，用字母 W表示。（1W=1J/s）例如：人平时骑自行车的功率约为 60-80W表示的物理意义：人骑自行车每秒做功 60—80焦耳。.在工程技术中，常用千瓦（KW、兆瓦（MW等作为功率的单位。1KW=1000W1MW=1000KW.马力是曾使用过的一种功率的单位， 1马力等于735瓦。二、活动11.6估测上楼时的功率.需测量的物理量：人的质量 mi上楼的竖直高度h、上楼的时间t.测量工具：磅秤（或体重秤测人的重力 G）、皮卷尺、秒表.实验记录表：测量对象人的质量m/Kg上楼的竖直局度h/m上楼的时间t/S功率P/W甲同学乙同学丙同学4.功率表达式：P=mgh/t11.5机械效率一、活动11.7再探动滑轮.需测量的物理量：绳受到的拉力 F、手移动的距离S、钩码受到的重力G钩码上升的高度h2.需要的测量工具：弹簧测力计、刻度尺3.实验记录表：测量序号绳受到的出F/N手移动的距离S/m钩码受到的重力G/N钩码上升的高度h/m手拉绳所做的功/J动滑轮拉钩码所做的功/J①②：③4.总功、有用功、额外功之间的关系： 亚总=亚有用+W»外二、机械效率（符号：n）.定义：在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。.机械效率通常用百分数表示：机械效率 =（有用功/总功）X100%表达式：f（W有用/W总）X100%注：对于实际机械，由于额外功的存在，总有W有用〈W总，因此『100%。三、测定滑轮组的机械效率的实验.原理：f（W有用/W总）X100%.器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮组、钩码.需测量的物理量：绳受到的拉力 F、手移动的距