简单机械、功和功率知识点总结.doc
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一、杠杆
1、定义:
一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
2、五要素:
一点、二力、两力臂。
(①“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示。
②“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上。
动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示。
③“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示。
)
3、杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡)
条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式:
F1L1=F2L2。
4、杠杆的应用
(1)省力杠杆:
L1>L2,F1<F2(省力费距离,如:
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。
)
(2)费力杠杆:
L1 人的前臂、理发剪刀、镊子、钓鱼杆、缝纫机踏板、船桨。 ) (3)等臂杠杆: L1=L2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向等臂杠杆的具体应用: (天平.定滑轮) 二、滑轮 1、滑轮是变形的杠杆。 2、定滑轮: ①定义: 中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质: 等臂杠杆。 ③特点: 使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物。 绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG) 3、动滑轮: ①定义: 和重物一起移动的滑轮。 (可上下移动,也可左右移动) ②实质: 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点: 使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则: 只忽略轮轴间的摩擦则,拉力。 绳子自由端移动距离S=nh绳子自由端移动速度: V=nv物 4、滑轮组 ①定义: 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点: 使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力。 只忽略轮轴间的摩擦,则拉力。 绳子自由端移动距离: S=nh绳子自由端移动速度: V=nv物 ④组装滑轮组方法: 首先根据公式求出绳子的股数。 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、机械效率 1、有用功: 定义: 对人们有用的功。 公式: W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW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(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组) 斜面: W额=fL 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= 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: 斜面: 滑轮组: 5、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%。 6、提高机械效率的方法: 减小机械自重、减小机件间的摩擦。 7、机械效率的测量: (1)原理: (2)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。 (3)器材: 除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 (4)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。 (5)结论: 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有: ①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。 ②提升重物越重,做的有用功相对就多。 ③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。 8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 四、功 1、功的初步概念: 如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力做了功。 2、功包含的两个必要因素: 一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离。 3、功的计算: 功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积(功=力×力的方向上的距离)。 4、功的计算公式: W=Fs或W=Pt 用F表示力,单位是牛(N),用s表示距离,单位是米(m),功的符号是W,单位是牛•米,它有一个专门的名称叫焦耳,焦耳的符号是J,1J=1N•m。 5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成W=fs。 6、功的原理;使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。 7、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时,人们利用机械所做的功(Fs)等于直接用手所做的功(Gh),这是一种理想情况,也是最简单的情况。 五、功率 1、功率的物理意义: 表示物体做功的快慢。 2、功率的定义: 单位时间内所做的功。 3、计算公式: P==Fv 其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);F代表拉力,单位是牛(s);v代表速度,单位是m/s;P代表功率,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。 4、功率的单位是瓦特(简称瓦,符号W)、千瓦(kW)1W=1J/s、1kW=103W。 4
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