机械与功知识点总结.docx

机械与功知识点总结第十一章 总结 一、杠杆 1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 说明：杠杆可直可曲，形状任意。 有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。 l1 l2 2、五要素组成杠杆示意图。 O 支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 F1 F2 阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 3、画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 找支点O；向两方延长表示力的线段； 画力臂：过支点向力的作用线作垂线； 标力臂 研究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指：杠杆水平静止或匀速转动。 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论：杠杆的平衡条件是： 动力×动力臂阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成： F1 / F2=l2 / l1 解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、应用： 结 构 名称 特 点 应用举例 特 征 动力臂 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、省力 省力、 大于 羊角锤、钢丝钳、手推车、花杠杆 费距离 阻力枝剪刀 臂 动力臂 费力 费力、 缝纫机踏板、起重臂 小于 杠杆 省距离 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 阻力臂 动力等臂 臂等不省力 天平，定滑轮 杠杆 于阻不费力 力臂 说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。 二、滑轮 1、定滑轮： l2 l1 定义：中间的轴固定不动的滑轮。 实质：定滑轮的实质是：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。 F2 对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G F1 绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动 F1 的距离SG(或速度vG) 2、动滑轮： l1 定义：和重物一起移动的滑轮。 l2 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力F2 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。 a) 理想的动滑轮则： b) F=G/ 2；只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= (G物+G动)/2; c) 绳子自由端移动距离是重物移动的距离的2倍S(或vF)=2 h(或vG) 3、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 理想的滑轮组拉力F= G/ n 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动)/n 绳子自由端移动距离是n倍的重物移动的距离SF(或vF)=nhG(或vG) 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的段数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 三、功： 1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。 3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=FS 4、功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 功的单位“焦”，不要和力和力臂的乘积单位搞混。 四、功率： 1、定义：单位时间里完成的功 2、物理意义：表示做功快慢的物理量。 3、公式： P=Wt 4、单位：主单位 W 常用单位 kW mW 马力 36换算：1kW=10W 1mW=10 W 1马力=735W 某小轿车功率66kW，它表示：小轿车s 内做功66000J 五、功的原理： 1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 2、说明： 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 我们做题遇到的多是理想机械理想机械：使用机械时，人们所做的功= 直接用手对重物所做的功 六、机械效率： 、有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W有用Gh=W总W额=W总 斜面：W有用= Gh 2、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 斜面：W额=f L 3、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=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL 4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。 公式： W有用 = W总 Gh = 斜 面： FL Gh Gh G = = = 定滑轮： FS Fh F Gh Gh G = = = 动滑轮： FS F2h 2F Gh Gh G 滑轮组 = = = FS Fnh nF 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% 。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 5、机械效率的测量： W有用 Gh= W = 总 FS 原 理： 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 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 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。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。