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文檔簡介

1、一、杠桿1、 定義:在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。說明:杠桿可直可曲,形狀任意。OF1l1l2F2有些情況下,可將杠桿實際轉一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。2、 五要素組成杠桿示意圖。支點:杠桿繞著轉動的點。用字母O 表示。動力:使杠桿轉動的力。用字母 F1 表示。阻力:阻礙杠桿轉動的力。用字母 F2 表示。說明 動力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點在杠桿上。 動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉動的方向相反動力臂:從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。3、畫力臂方法:一找支點、二畫線、三連距離、四標簽 找支點O;

2、延長力的作用線(虛線); 畫力臂(實線雙箭頭,過支點垂直于力的作用線作垂線); 標力臂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動。實驗前:應調節杠桿兩端的螺母,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。結論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:動力×動力臂阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成:F1 / F2=l2 / l1解決杠桿平衡時動力最小問題:此類問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大,要使動力臂最大需要做到在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠;動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。4

3、、應用:名稱結 構特 征特 點應用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費力杠桿動力臂小于阻力臂費力、省距離縫紉機踏板、起重臂人的前臂、理發剪刀、釣魚桿等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費力天平,定滑輪說明:應根據實際來選擇杠桿,當需要較大的力才能解決問題時,應選擇省力杠桿,當為了使用方便,省距離時,應選費力杠桿。l1l2F2F1二、滑輪1、定滑輪:定義:中間的軸固定不動的滑輪。實質:定滑輪的實質是:等臂杠桿特點:使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦)F=G 繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重

4、物移動F1l1F2l2的距離SG(或速度vG)2、 動滑輪:定義:和重物一起移動的滑輪。(可上下移動,也可左右移動)實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。a) 理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)則:b) F=G/ 2只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= (G物+G動)/2;c) 繩子自由端移動距離是2倍重物移動的距離S(或vF)=2 h(或vG)3、 滑輪組定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向 理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力F= G/ n 。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F

5、= (G物+G動)/n 繩子自由端移動距離是n倍的重物移動的距離SF(或vF)=nhG(或vG)組裝滑輪組方法:首先根據公式n=(G物+G動) / F求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。二、功:1、力學里所說的功包括兩個必要因素: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:某同學踢足球,球離腳后飛出10m遠,足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。3、力學里規定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。 公式:W=FS4、功的單位:焦耳,1J= 1N·

6、m 。 把一個雞蛋舉高1m ,做的功大約是0.5 J 。5、應用功的公式注意:分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;公式中S 一定是在力的方向上通過的距離,強調對應。 功的單位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。三、功率:1、定義:單位時間里完成的功PWt=2、物理意義:表示做功快慢的物理量。3、公式: = Fv4、單位:主單位 W 常用單位 kW mW 馬力 換算:1kW=103W 1mW=106 W 1馬力=735W某小轎車功率66kW,它表示:小轎車s 內做功66000J 5、機械效率和功率的區別:功率和機械效率是兩個

7、不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。五、功的原理:1、內容:使用機械時,人們所做的功,都不會少于直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。2、說明:(請注意理想情況功的原理可以如何表述?)功的原理是一個普遍的結論,對于任何機械都適用。功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、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械(忽略摩擦和機械本身的重力)理想機械:使

8、用機械時,人們所做的功(FS)= 直接用手對重物所做的功(Gh)3、應用: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;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做功就大于直接對物體做功Gh 。六、機械效率:、有用功:定義:對人們有用的功。公式:W有用Gh(提升重物)=W總W額=W總 斜面:W有用= Gh2、額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功公式:W額= W總W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)斜面:W額=f L3、總功: 定義:有用功加額外功或動力所做的功 公式:W總=W

9、有用W額=FS= W有用 斜面:W總= fL+Gh=FL4、機械效率: 定義:有用功跟總功的比值。公式: W有用W總 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 斜 面: 定滑輪: 動滑輪: 滑輪組 有用功總小于總功,所以機械效率總小于1 。通常用 百分數 表示。某滑輪機械效率為60%表 示有用功占總功的60% 。提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。W有用W總 =GhFS=5、機械效率的測量: 原 理: 應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S 器 材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需 刻度

10、尺、彈簧測力計。 步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。 結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:A動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。B提升重物越重,做的有用功相對就多。C 摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。 繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。1機械效率是_功跟_功的比值,公式=_由于_總是存在的,所以機械效率總_1。2用一個動滑輪把重為1000 N的物體提高2 m,所用的力是550 N,則有用功為_J,總功為_J,這個滑輪組的機械效率為_,動滑輪的重力_N(不計繩重及摩擦)3如圖1所示,用此裝置拉一重為100 N的重物,使其在地面上做勻速直線運

11、動,若不計滑輪重和摩擦,所需拉力為8 N,則物體與地面間的摩擦力為_N。實際此裝置的機械效率為80%,欲使物體以0.6 m/s的速度沿水平地面前進,那么實際拉力為_N,拉力在 5 s內做的功為_J。圖14關于機械效率,下列說法正確的是 A 機械效率高的機械做功一定多B 使用機械可以省力,省力越多,機械效率越高C 沒有摩擦時,機械效率一定等于100%D 做同樣的有用功,額外功越小,機械效率越高5用動滑輪、定滑輪、滑輪組分別提升一重物,在不計摩擦的情況下,機械效率最高的機械是 A.動滑輪B.滑輪組 C.定滑輪D.都一樣6一個滑輪組經改進后提高了機械效率,用它把同一物體勻速提升同樣的高度,改進后與改

12、進前相比較 A.總功不變,有用功增加了 B.總功不變,額外功減小了C.有用功不變,總功減小了 D.以上說法都不對7用一動滑輪將重物勻速提升2 m,人對繩子的自由端所用力是40 N,不計滑輪重和摩擦,則物重和提升重物所做的功分別是 A.80 N,80 J B.80 N,160 J C.40 N,160 JD.40 N,80 J8起重機在1 min內能把5.0×104 N的物體勻速提高30 m,它的機械效率是60%,在 1 min內,起重機所做的有用功為多少J?所做的總功為多少J?總功率是多少W?9如圖2所示,某工人用滑輪組往3 m高的平臺上運沙土,已知沙土的質量是40 kg,袋子和動滑輪共重100 N,不計繩重和摩擦。求:工人勻速拉動繩子時,所用的拉力

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