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文档简介
第一讲力与运动
m知识梳理
机械运动的概念
、重力
运动的描述:参照物
运动的快慢:速度
运动的分类和图像
力的概念
力的作用效果
力的三要素
力的图像
考点一机械运动的概念
L物体是运动还是静止:要看以哪个物体作参考标准»
这个被选作标准的物体叫—参照物o参照物的选取是任意的。一般在地面或者地面附
近的物体,我们常用地面作参照物
2.物体的运动和静止:是__相对的。如果选择的参照物不同,描述同一物体的运动状
态时,结论也不一样。
考点解读:描述参照物的概念,知道运动和静止是相对的。
彦考点二运动的描述与参照
1、物体位置随时间的变化,叫机械运动o机械运动一是最简单的运动形式,
自然界还有其他的运动形式,光运动,声运动,分子运动等。
考点三速度
1.匀速直线运动:是最简单的机械运动,是指物体沿着一直线速度不变的运动。
A定义:物体在单位时间内通过的路程
物理意义:表明物体的____运动快慢____________的物理量
D,市声J,在一电,一+JA.相同时间内比较通过的路程
2.速度:<比较物体运动快慢的万法《
IB.相同的路程比较通过的时间
单位:m/s、km/h、lm/s=3.6km/h
公式:v=*.变形公式,S=Vt,t=*
t9
考点解读:描述匀速直线运动,知道速度的概念和单位,应用速度公式进行简单计算。
匀速直线运动:最简单的运动形式
直线运动
加速直线运动
3运动:减速直线运动
曲线运动:其中匀速圆周运动,
"s-t和v-t图
彦考点四力的概念
1.力:是—物体对物体的作用。力的作用是—相互____的,即一个物体对别的物体施力时,
也同时受到后者对它的作用力。任何力都不能脱离物体存在,一定同时有两个物体,分别是
施力物体、受力物体。物体之间接触不一定有力的作用,不接触可能有力的作用。
(1)单位:—牛顿,简称牛,符号为_N—。
覆考点五力的作用效果
①力能改变物体的—形状
②力能改变物体的运动状态(包括速度的大小和运动的方向)。
考点六力的三要素与图像
1.力的三要素:
习惯上,把力的—大小、_方向、—作用点称为力的三要素。力的作用效
果与力的三要素有关。
2.用力的图示表示力的三要素:
用一根带箭头的线段来表示力的三要素。作力的图示时应注意:
(1)线段的起点表示力的—作用点:
(2)线段上箭头的方向表示—力的方向;
(3)线段的长度(包括箭头在内)跟力的大小成正比,同时要标出单位线段表示力的
大小=
3.力的示意图需要表示大小;方向。
4.用弹簧测力计测量力的大小:
(1)测量力的工具叫测力计,实验室常用弹簧测力计。
(2)弹簧测力计的原理:弹簧收到的拉力与形变的长度成正比。
(3)弹簧测力计的量程一般为0-5N,分度值是0.1N,读数不需要估读。
(4)弹簧测力计的使用步骤:①使用前先拉回拉动几次并校零;
②使用过程中,要保持金属杆与外壳平行;
③读数时,要直到指针稳定再读数。
注意:检查指针是否对准零刻度线,选择合适量程,判断最小刻度值。所测的力不能超过弹簧测力计
的量程。
怎考点七几种常见的力
<定义:重力指由于地球的吸引而使物体收到的力(施力物体是地球,作用点是物体的重心)
方向:__竖直向下________
1,]大小:与质量成正比
1•重力,一一,
)公式:G=mg,(G表示重力,m表示质量,g表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N,其
值为9.8N/kg,在粗略计算时,g可取10N/kg)
I注意:质量是物体的固有属性,只能说重力与质量成正比,而不能说质量与重力成正比
2.弹力:
弹力是物体由于一发生弹性形变要恢复形变而产生的力。在弹性限度内,弹簧伸得越长,它
的弹力就越大。弹簧测力计是根据这个原理制作的。
产生弹力的两个条件:相互接触;发生弹性形变。
弹力的分类:压力;推力;拉力;支持力等。
3.摩擦力:
(1)概念:两个相互接触的物体,在粗糙的接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运
动趋势的力,这种力叫作摩擦力。
(2)方向:摩擦力的方向与物体的相对运动方向_________或相对运动趋势方向相反。
(3)大小:滑动摩擦力:只与压力大小;接触面的粗糙程度有关。
静摩擦力:只与受力分析有关,又称为“被动力’
(4)增大或减小摩擦力的方法
①增大有利摩擦:使接触面粗糙,在接触面上添加增大摩擦力的材料,增大接触面上的压力,变滚动
摩擦为滑动摩擦。
②减小有害摩擦:使接触面变得光滑,使摩擦面脱离接触(如形成气垫),减小接触面上的压力,变滑
动摩擦为滚动摩擦。
考点解读:概述力是物体对物体的作用,知道力的单位,表述力的作用效果,说明重力的概念,知
道重力的方向,应用公式G=,咫进行有关计算,说明摩擦力的概念和增大、减小摩擦的方法,■
分析摩擦力的问题时,需要先判断是否有摩擦力,然后判断摩擦力的类型,不同的类型分析的方法不
同。知道弹力的概念,应用力的知识解释相关现象。
考点八
1.伽利略的实验需要是小车从同一高度释放,目的是为了使小车到达水平面时的速度相
同_____,小车收到的阻力越小,运动的距离越远。
该实验用到的方法是理想实验法,得出的结论是物体在不受阻力作用时,物体一直
运动下去。说明了力不是维持物体运动的原因。
2.牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力作用时,它们的运动状态保持不变,包括保持—
静止或保持匀速直线运动O
3.牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
4.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过推理概括出来的。我们周围的物体,都受到这个
力或那个力的作用,因此不可能用实验来直接证明这一定律。
彦考点九惯性
1.物体具有保持原有运动状态不变的性质叫作惯性:惯性是物体的一种属性,与物体是否运动、运
动速度的大小、是否受力、受力大小均无关。惯性的大小只取决于物体质量,
质量越大,惯性越大。
2.关于惯性的常见错误表达惯性的作用;惯性力。常见的正确表达因为惯
性;利用惯性;由于惯性«
3.一切物体都有惯性,生活中与惯性有关的示例汽车安全带、跳远助跑(合理即可)
(至少两点)
考点十二力平衡
1.概念:一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动.运动状态,就说
这两个力是一平衡的。
2.条件:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在_____
同一直线上,这两个力就彼此平衡。
3.相互作用力:作用在两个物体之间,大小相等,方向相反,作
用在同一直线上的两个力,这两个力的大小永远相等(与运动状态无关),总是同时
存在同时消失。
4.应用二力平衡解释有关现象:
首先要确定物体是否平衡且受到两个力,其次再利用二力平衡条件,根据已知的一个力的三要素去推
知另一个力的三要素。
5.根据物体的受力情况,解释物体运动状态变化的原因:
(1)当物体处于平衡状态时,可依据二力平衡的特点_____________,用已知的力去推知未知力的
大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推出物体一定处于平衡状态,保持原来运动状态—不变
(2)当物体运动状态发生改变时,物体一定受到一非平衡力__________作用,反之当物体受到非平衡
力作用时,运动状态一定发生变化。当合力方向与速度的方向相同时,物体做加速
―运动,当合力方向与速度方向相反时,物体做减速运动,当合力与速度方向不在一
条直线上时,物体做曲线运动。
〔
物物体保持静止
'没有受到]牛顿第一定律
体『[外力作甫j状态或匀速直
的线运动状态
受
力
情
况
〕
【方法指导】
受力分析的一般步骤:
第1步:定对象:确定研究对象,即受力物体。
第2步:看状态:若处于静止或匀速直线运动状态,则受平衡力;若处于加速、减速状态,受非平衡
力。
第3步:寻找力(按照顺序分析物体受到的力,重力和其他的已知力一弹力T摩擦力)。第4步:画出
各力的示意图,并根据状态写出力的方程式
专题2密度压强
知识梳理
密度的概念
压力与重力•密度密度的测量
她压力的作用效果❷压强•空心实心问题、密度的应用
大气压的产生原因与生活中的应用
压强的定义
压强
大气压强
压强的影响因素密度与压强大气压强的测定
产生原因
气压的影响因素
液体压强的特点
流体压强与流速的关系
不规则容器的压力压强
液体压强■。流体压强
连通器流体压强在生活中的应用
质量与密度
质量:一切物体都具有质量,质量是物体的.固有属性»用托盘天平测量,回顾天
平的使用。
概述物质密度的含义
物体质量与它体积的比值叫作这种物质的密度。
国际单位是千克每立方米(符号:kg/m3),常用单位有克每立方厘米
(符号:g/cn?)o
lg/cm3=IxlQ3kg/m^在4℃时水的密度是lxl(Pkg/m3,其意义是
体积In?的水质量为lxl()3kg.
一般来说固体密度较大、液体密度较小,气体密度最小,水银例外。
密度是物质的一种特性,它与物体的质量、物体的体积无关,只与物质的种类
有关,但当温度、状态发生变化时,物质的密度也将发生变化。
能根据公式P*及导出公式m=pV,V手___________进行简单的计算。
能使用天平、量筒、刻度尺等常用工具测定固体或液体的密度
(1)根据公式匕____.用托盘天平测出物体的质量,用量筒测出物
体的体积,通过计算可以求出物体的密度。
(2)固体密度的测定:用天平称出物体的质量m,用量筒(或量杯)测出物体的体积V
(形状规则的物体,可直接用刻度尺测量后计算出体积;不规则的物体通常用排水法),
然后运用公式计算出物体的密度p
(3)液体密度的测定:用天平称出空的烧杯的质量mi,用量筒量取适量待测液体的体
积V,将液体倒入烧杯中,称出烧杯和液体的总质量m2,则待测液体的密度为p=
(4)判断空心实心问题:
1、根据题中的数据算出物体的密度,与物质的密度比较.相等是实心,小于是空心;
2、根据物质的密度算出体积.体积小于题中的体积是空心.相等是实心:体积相
减即为空心部分体积(用于求空心部分体积)
3、根据物质的密度算出质量.质量大于__________题中的质量是空心,相等是实心.
(5)物体的平均密度p=詈,平均密度介于各物质密度之间。
压力与重力
1、认识压力定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
方向:垂直于受力物体表面并指向受力物体的内部。
作用点:在被压物体的受力面上,一般等效在接触面的中心。
【点拨】压力和重力是两个不同的力,二者无因果关系。独立静止在水平面上的物体对水平面压力的
大小等于物体重力的大小,但压力仍不是重力
力性质产生原因方向作用点
压力(F)弹力物体间接触且挤压垂直于接触面在被压物体受力面上
重力(G)引力由于地球吸引竖直向下物体的重心
彦压力的作用效果
1、探究影响压力作用效果因素
①探究方法:控制变量法、转换法(压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反
映)
②比较甲乙得出:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显=
③比较乙丙得出:压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
甲乙丙
概括这两次实验结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
压强
2、压强(p)——表示压力作用效果的物理量
①定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强
②公式F=PS其中各单位:P(压强):Pa—;F(压力):匚;S(受力面积):nr。
lPa=lN/m2表示In?面积上受到的压力为1N。
【点拨】公式中F是压力而不是重力,受力面积S是两物体的实际接触面积,不一定是受力物体的
表面积;受力面积S的单位必须用n?,计算出的压强单位才是Pao
【拓展】对密度均匀形状规则的实心柱体(圆柱体、正方体或长方体)放在水平面上,它们
对水平支持面的压强P=J^=?=?=^=Pgh(只有柱体才有V=Sh)
③增大压强和减小压强的方法
任何物体所能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏。在受力面积一定时,
通过增大压力的方法可以增大压强;在压力一定时,通过减小受力面积的
方法也可以增大压强。在受力面积一定时,通过减小压力的方法可以减小压强;在压力一
定时,通过增大受力面积的方法也可以减小压强。
液体的压强
液体的压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性o
2、研究液体内部的压强
液体压强计:压强计探头上橡皮膜受压时,U型管左右两侧液面就会产生高度差,高度差
—的大小反映了薄膜所受压强的大小。(实验前要检查装置的气密性_____________,方法是用手
轻压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化。若漏气,两液柱始终相同,漏气的原因可
能是橡皮管破裂。)
实验方法一控制变量法___________________
液体内部压强特点:液体内部对容器底部和容器侧壁都有压强,液体内部向各个
方向都有压强,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深
度越深,压强越大;液体压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体
的密度越大,压强越大。
液体压强的大小:p=p»gh(P-Pa;p-kg/m3;h-m»h--某点距液面的深度)
【点拨】①从公式中看出,液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的重力
—、容器的形状、底面积大小等因素都无直接关系。
3、连通器
连通器一上端开口、下端连通的容器
特点:连通器里装的是相同液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是想圆的
(或连通器各部分中的液面是相平的)。
应用:茶壶__________、锅炉水位计、排水管的“反水弯”、船闸等。注意:不能简单地认
为几个容器底部相连,就构成了连通器,需注意的是它们必须都是开口的。
不规则容器的压力压强
1、液体对容器底的压力与液体重力的关系
—Abi
F=GF>GF<G
除液体产生向下的力全
液体产生向下的力刚好全液体产生向下的力没有全
部作用在容器底部外,容
部作用在容器底部部作用在容器底部
器壁还受到了压力
容器壁是竖直的,容器壁容器壁是向下倾斜的,容
容器壁是向上倾斜的,承
对液体水平方向的压力对器壁对液体产生向下的
担了部分压力
容器底没有影响压力
F=pS=pghS=pgV=GF=pS=pghS>pgV=GF=pS=pghS<pgV=G
③固体和液体压强、压力的计算
固体液体
先求压力(水平面上E=G)
一般先求压强p—pgh
情况再求压强P=£再求压力F=pS
特殊粗细均匀容器中的液体对容器底的压
柱体对水平面的压强:p=pgh
情况力等于液体的重力F=G
大气压与大气压的测量
大气压强(简称大气压)
1、大气压强的存在
由于空气具有重力,且具有流动性,故大气内部向各个方向都有压强,大气内部
某一点向各个方向的压强相等。马德堡半球实验,不仅证明了大气压
强的存在,而且说明大气压很大。
2、大气压的测量
①粗略测量大气压
实验1器材:弹簧测力计、刻度尺、玻璃板、吸盘等
原理:P=h,利用二力平衡求大气压力F,利用刻度尺测量吸盘直径计算面积So注:由于空气不
£
能排净,测量结果偏小
实验2器材:弹簧测力计、注射器、刻度尺、橡皮塞等
原理:利用二力平衡求大气压力,刻度尺测量注射器有刻度范围的长度,利用求面积。注意摩
擦力不能避免和空气不能排尽问题,导致测量结果偏小
②托里拆利实验一首次测出大气压的值玻
璃
管
中
玻璃管内水银面上方是真空,管外水银面上方是装
满
水
大气,因此,是大气压支持着这段水银柱使其不落下。做
1标准大气压等于760mm水银柱产生的压强,
即:]标准大气压po=76OmniHg=76cmHg^l,013x]Q5Pa
【点拨】(1)实验前玻璃管里注满水银的目的:使玻璃管倒置在水银槽中时,水银上方为真空;若
未注满或管中混有少量空气,测量结果会偏小;
(2)玻璃管内水银柱的高度只随外界大气压强的变化而变化,与管的粗细、倾斜角度、管的
长度及将玻璃管提起还是下压均无关;
(3)若用水来做实验,贝!Ipo=p水=p水8卜水,h水=、甘-=10.3m,所以实验用水银做比较方便。
大气压的影响因素与应用
1、大气压的变化
大气压是变化的,同一地点的不同时刻大气压不同;同一时刻的不同地点大气压不同,大气压随高度
的增加而减小;在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。——变化
原因:越到高空,空气越稀薄。
大气压还会随季节、天气、气候的变化而变化。冬季大气压比夏季大气压高,晴天大气压比
阴天大气压高________。
大气压的测量工具一水银气压计和无液气压计。自制气压计(如图):外界气压升高,液柱下降
—;外界气压降低,液柱升高。该装置也可改为温度计,环境温度升高,液柱上升
―o为了使现象更明显,装置可怎么改进:用更细的玻璃管,或者增加玻璃瓶中的液体,
2、大气压的应用
活塞式抽水机和离心式水泵都是利用大气压来工作的;
高压锅是通过提高液面上方气体的压强来提高液体的沸点,从而达到更易煮熟食物的目的。关
于高压锅的平衡问题,Prt=Po+"m为限压阀的质量,s为出气空的横截面积。
气压与沸点的关系:一切液体的沸点都随气压的减小而降低,随气压的增大而升高
气体压强与体积的关系:温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越
大,压强越小。打气筒打气和压缩空气制冷都利用了这个道理。
3、流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小=
飞机的升力:飞机的机翼下平上凸________,机翼上方气流的速度较大、对机翼上表面的压强较
小__________,下方气流的速度较小、对机翼下表面的压强较大,机翼上下表面就存在向上
的压强差,因而有向上的压力差,这就是升力。
浮力
I皆知识梳理
D浮力的概念
一切液体(或空气)对浸在其中的物体都会有的力,这个力叫做浮力。
浮力的施力物体是液体(或空气),方向是竖直向上。
①浮力的产生原因
浮力的产生原因:物体上下表面受到的液体的压力不同,向上的压力减去向_工
—的压力就是浮力(注意,浸在液体中的物体不一定有浮力作用,例如“桥墩”)。
考点o阿基米德原理
浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=6排液
=P浓gV排o该原理也适用于气体。
(2)根据公式Fff=G排液=PagV排可知浮力的大小取决于液体密度和排开液体的
体积。(V排是物体浸在液体中部分的体积,即液面以下所有部分的体积,V排WV物)
衫5考点④浮沉条件
1.物体在液体中的浮沉条件(取决于厂浮与G物的大小):
上浮下沉悬浮漂浮沉底
■
闱1/浮]同
羽
|•二1G物d‘G物
F<GF_三_GF________GF+F三G
方浮_>_G物
浮物浮物浮物浮N物
嗫一物
〃液一^―J物P1■一。物
p_>__p〃液一三一J物
液'"一物
V=VV<VV三_V
排物排物排物
处于动态(运动状态不断改变),受非可以停留在液体是“上浮”过程的是“下沉”过程的最终
平衡力作用的任何深度处最终状态状态
处于静态,受平衡力作用
2.沉浮条件的应用:
潜水艇是通过改变自身重力__________来实现浮沉的;
密度计的工作原理是物体的一漂浮_条件,其刻度是上小下大,上疏下密(可以总结越大越密),
本质上密度和刻度是反比例的关系,所以不均匀;刻度均匀的是正比例关系;
用硫酸铜溶液测血液密度的原理是_悬浮一条件。
总结:有关浮力的分析与计算
1.直接运用阿基米德原理:1淬=Gtt=_P液gV#p_______o
2.称重法:尸浮=,Q,其中尸为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意:称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
3.平衡条件法:—3浮=6物,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
4.漂浮或悬浮时物体处于二力平衡状态,产浮=G物,这两种状态的区别是:
①漂浮时物体部分浸入液体中,悬浮时物体浸没于液体中;
②漂浮的条件是〃物3海,悬浮的条件是〃物=〃液。理解漂浮和悬浮的关键是分清它们的不同。
同浮力相关问题
①浮力计算和大小比较
1.计算浮力和比较浮力的几种方法:
方法1:.据阿基米德原.,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力,即F浮=6排=〃港gV排(其中
V排取决于物体浸入液体中的体积),这是计算浮力的普遍适用方法。
方法二:k力分析W,当物体漂浮或悬浮时,物体处于二力平衡状态,FJ?=G物,当物体受
多个力处于平衡状态,例如F浮=6物F拉等等,画受力分析图分析。
方法三:利用浮力产生的原因,FS=F±DFT
究竟选用哪种方法,必须根据物体所处的状态以及变量的确定性来选择。
问题Q)浮力与压强
2.关于浮力与液体压力压强的问题
因为浮力等是液体给物体上下表面的压力差,浮力的本质是液体的压力。所以液体的压力通常有两
种表示方法:
方法一:压强公式,Fffi-PS=PghS,P-液体的密度,h-液体的深度,S-液体作用的面积。
方法二:受力分析,Ffi=GsF浮反,通常判断浮力从而判断液体的压力。
问题Q)浮力与密度
3.关于浮力与密度
关于浮力涉及的密度问题,通常有求物体密度和液体密度的两种问题
求液体密度:根据F浮=〃液81排,p归?,或不同液体中浮力的比例关系
吸排
求物体密度:①根据漂浮或悬浮状态下,物体密度与液体密度的关系,漂浮状态下
P物=#P浓,或则悬浮状态下,P物=P液
丫物
②根据平衡状态受力分析:G物=F浮l,浸没状态下,丫物=丫排==色,Pg?
gp液0物
问题Q)浮力与液面高度变化
4.关于浮力与液面高度变化问题
因为浮力与V排有关,V排的变化决定液面高度的变化,所以可以通过判断浮力的变化判断液面高度
的变化
第四讲:简单机械(1)一杠杆和滑轮
斜面
杠杆的五要素
功
杠杆平衡的条件
斜面和功
动态平衡/功率
机械效率
杠杆的类型
简单机械
定滑轮
动能
动滑轮」❷滑轮
机械能重力势能
滑轮组
机械能
①杠杆
杠杆
1.定义:如果一根硬棒在力的作用下,能够绕固定点转动,这根硬棒就叫作杠杆,
注意:硬棒的形状可以是任意形态(长条形,圆形,球形等等),不一定是长条状。
五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂_______________________________
2.杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态:静止或匀速转动。
(2)通过实验可得杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力义动力臂=阻力又阻力臂
注意:当动力和阻力在支点的同侧时,动力和阻力方向在杠杆的异侧;
当动力和阻力在支点的异侧时,动力和阻力方向在杠杆的同侧。
(3)注意点:实验时应调节杠杆使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于直接读出力臂的大小
3.杠杆的类型
名称结构特征特点应用举例
省力杠杆动力臂>阻力臂省力、费距离撬棒、恻刀、动滑轮
费力杠杆动力臂阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、钓鱼竿
等臂杠杆动力臂:阻力臂不省力也不费力天平、定滑轮
。)滑轮
滑轮
滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的轮
类型定滑轮动滑轮滑轮组
在使用过程中,轴的位置固定不在使用过程中,轴随物将动滑轮和定滑轮组
定义
动的滑轮体一起移动的滑轮合在一起即为滑轮组
(L\
示意图
*冒
不省.力—,可既可以
可省1/2的力,但
以改变力的省力,又
特点不能改变力的
可以改变力的大小
方向
方向
点睛之笔在分析滑轮问题的时候,要时刻注意滑轮重和摩擦的影响。
通常滑轮的分析可以从两个角度来看:①受力分析;②杠杆
受力分析:
例如:对动滑轮进行受力分析如图,不计绳重及摩擦,当物体匀速上提或静止时,
动滑轮受到两段绳向上的拉力匕.动滑轮自身重力(G以及悬挂物对动滑轮向
刻度尺
下的拉力T处于平衡状态即十卜:=(,+r①
同一根绳处于拉伸状态时绳上的拉力处处相等,即匕一匕②.
悬挂物受到的拉力和重力相等,即r(;.③
联立①②③式可得
常见几种情况的滑轮受力分析(滑轮轴不受摩擦作用时,均可以滑轮为受力分析对象)
②将滑轮视为杠杆,不计轮轴摩擦
定滑轮:如图所示,其支点在轮直径的中点,h==r即定滑轮是一个等臂杠杆,物体缓慢匀速上
升或静止时,根据杠杆的平衡条件可以得到此时即F,=Ft.当斜拉时,其力臂大小
仍然不变,因此其示数
不变。
F1吊
动滑轮:将动滑轮视为杠杆进行分析,此时固定一端的绳与轮相接处为杠杆的支点0,如图所示,其
动力臂h是阻力臂匕的两倍。在不计绳重、动滑轮重力和摩擦时,根据杠杆的平衡条件可知:
FJi=尸"率即&=?七,即省一半的力。
滑轮组:定滑轮不省力,但能改变力的方向。动滑轮省力,但不能改变力的方向。为了既可以省力又
可以改变力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
通常有以下几种方式:
、、、、、、、、、、、T
GG
甲
第四讲:简单机械(2)—功和机械能
斜面
杠杆的五要素
功
杠杆平衡的条件
斜面和功
。杠杆
功率
动态平衡/
机械效率
杠杆的类型
简单机械
定滑轮
啰阻
动滑轮「❷滑轮
机械能重力势能
滑轮组
机械能
怎①斜面和功
斜面
斜面:斜面是一种可以省力,但是费距离的简单机械,斜面坡度越小越
省力。
斜面的应用:盘山公路、卡车装货的斜木板______________________________
(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上的距离
注意:距离的参照物是地面。
通常不做功的三种情况:①有力无距离:例如推东西推不动;
②有距离无力:例如踢出飞行的球;
③力与距离垂直:水平提着书包移动。
(2)功的计算公式:W=FS:功的单位:Jo
2.功率
(1)科学意义:功率是表示物体做功快慢的科学量。
(2)功率的计算公式:P卡,功率的单位:工,单位由公式也可得J/s。
变形公式:P=Fvo
3.机械效率:n=—X100%=—X1OO%=%X100%。
有用功:不借助机械直接作用在物体上的拉力做的功。(达成主观目的)
额外功:使用机械,不可避免要做的功,例如轮轴摩擦力或者滑轮自重做的功。
总功:使用机械后,人的拉力做的功。W,a=W有用+W额外。
注意:任何机械效率都是相对机械而言,所以有用功和额外功也是相对机械而言。
常见机械效率模型
斜面定滑轮:竖直方向定滑轮:水平方向
V
1%
4^1人1
G—
①W有用=(力;①W存川=G/?;①W行川=/,、'物;
②w额外=八;②W额外:摩擦及绳重;
②W额外:滑轮转动摩擦;
总
③W=Fs=Gh+fs;③跖已尸入二用,;
c_Gh_Gh③W总=FsF—Fs物;
④7FsGh+fs'三GhG
④"FsF'介=/s物=f
⑤增大“斜面尽量光滑b小)④“F”;F°
,口大力斜面尽量陡(S小)°⑤增大小减小摩擦。
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