1、第十一章功與機(jī)械*、杠桿1、定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。說明：、杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。2、五要素一一組成杠桿示意圖。、支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母。表示。廠動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母Fi表示。O、阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F2表示J說明：動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)然杠桿上。F動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母li表示。一阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母12表示。3、畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽、找支點(diǎn)O;延

2、長(zhǎng)力的作用線（虛線）；畫力臂（實(shí)線雙箭頭，過支點(diǎn)垂直于力的作用線作垂線）；標(biāo)力臂（2）、研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：杠桿水平靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂。寫成公式Fil產(chǎn)F212也可寫成：Fl/F2=12/11解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題,必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大小；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小等。）解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題

3、：此類問題中阻力X阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到在杠桿上找一點(diǎn),使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力動(dòng)力臂省力、撬棒、側(cè)刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、杠桿人J阻力臂費(fèi)距離手推車、花枝剪刀費(fèi)力動(dòng)力臂費(fèi)力、縫紉機(jī)踏板、起重臂小于杠桿阻力臂省距離人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動(dòng)力臂止阻力臂不省力/、費(fèi)力天平，定滑輪說明：應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。/ / Sg（或速度VG）/二、滑輪1、定滑輪：定義：中間的

4、軸固定不動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是:一等臂杠桿特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向?qū)硐氲亩ɑ啠ú挥?jì)輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動(dòng)距離Sf（或速度vf尸重物移動(dòng)的距離可左右力杠桿。 的方向。2、動(dòng)滑輪:定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也移動(dòng)）實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力a）理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）b）F=G/2只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=（G物+G動(dòng)）/2;c）繩子自由端移動(dòng)距離是2倍重物移動(dòng)的距離S（或VF）=2h（或vg）3、滑輪組定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力

5、又能改變動(dòng)力的方向理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F=G/n。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=（G物+G動(dòng)）/n繩子自由端移動(dòng)距離是n倍的重物移動(dòng)的距離Sf（或VF尸nhG（或Vg）組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=（G物+G動(dòng)）/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。1、力學(xué)里所說的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。鞏固：某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體

6、在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS4、功的單位：焦且，1J=1N-m把一個(gè)雞蛋舉高1m,做的功大約是05。5、應(yīng)用功的公式注意：分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)。功的單位“焦”（牛米二焦），不要和力和力臂的乘積（牛米，不能寫成“焦”）單位搞混。四、功率：1、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功2、物理意義：表示做功快慢的麗理量。3、公式：=Fv_W=4、單位：主單位W常用單位kWm科力換算：1kW=10W1mW=61W1馬力=735W某小轎車功率66kW它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J5、機(jī)械效率和功率的區(qū)別：功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的

7、概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。五、功的原理：1、內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。2、說明：（請(qǐng)注意理想情況功的原理可以如何表述?）功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須業(yè)，既宜力又省距離的機(jī)械是沒有的。一使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。我們做題遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械

8、時(shí)，人們所做的功（FS）=直接用手對(duì)重物所做的功（Gh）3、應(yīng)用：斜面理想斜面：斜面光滑理想斜面遵從功的原理；理想斜面公式：FL=Gh其中：F:沿斜面方向的推力；L:斜面長(zhǎng)；G:物重;h：斜面高度。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(duì)物體做功Gh。六、機(jī)械效率：1、有用功：定義：對(duì)人們有用的功。公式：Wo=Gh（提升重物）=W、一Wh=yW總斜面：Wi=Gh2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功公式：W=Wh、Wr用=6動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）斜面：W=fL3、總功：定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功公式：W=W4用+Wfe=FS=Wfa/r）斜面：w=fL+Gh=FL4、機(jī)械效率：定義：有用功跟總功的比值。斜面：定滑輪: 動(dòng)滑輪: 滑輪組么式=W用刀=WGGh“FL=-Gh_Gh_G刀=FS=Fh=F二-Gi_GhG有用功總?cè)袑そ⊿=所F2機(jī)械效舜總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%,械總Ghr甩功Gh、%的G0%提高機(jī)械效率的方法：式S機(jī)械百nh減小機(jī)件間的摩擦原理：刀械應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力Wfa _ GhW-FSG鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離5、機(jī)械效率的測(cè)量:器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、