简单机械知识点

1、定义：在的作用下绕着【说明】：①杠杆可可，形状第十一章：简单机械第一节：杠杆转动的叫杠杆。鱼杆、铁锹。②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如:2、五要素一一组成杠杆示意图。①支点:杠杆绕着转动的点。用字母0表示。②动力:使杠杆转动的力。用字母F1表示。③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。④动力臂：从的距离。用字母L1表示。⑤阻力臂：从的距离。用字母了L2表示。【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。、动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。、力臂是指“点到线”的距离，即支点到力的作用线的距离，而不是“点到点”的距离。画力臂方法：一定点（支点）、二画线（力的作用线）、三连距离、四标签⑴找支点0;⑵画力的作用线（虚线）：⑶画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线,）；⑷标力臂（用大括号，一端括支点，一端括垂足，标上相应的符号L1或L2）。例如:图19Ad巧o3、探究杠杆的平衡条件:图201/1图21杠杆平衡是指:选择杠杆中间为支点的目的（或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的）实验前：应调节杠杆两端的，若杠杆右端下沉，杠杆两侧的平衡螺母向调（即左高左调），使杠杆在位置平衡。这样做的目的是:多次实验的目的:，原因:当弹簧测力计的方向由竖直倾斜时，杠杆仍然平衡，示数变当把左侧的钩码拿掉。杠杆将处于竖直位置，在右侧施加一个力，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉到水平位置平衡，其原因：水平位置时动力臂为零，杠杆无法平衡实验结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是:写成公式也可写成:。其含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的4、求最大动力臂的方法：①若动力作用点确定了，则支点到动力作用线的距离就是最大动力臂。②若动力作用点没有确定，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。5、杠杆平衡时动力最小:①动力要最小时，动力臂要最大；②动力臂要最大，则过已知力的作用点，作最大动力臂的垂线；③根据实际，确定动力的方向6、杠杆平衡时动力最大:动力要最大时，动力臂要最小，动力臂要最小，力的作用线的延长线过支点。例如：1、如图14若将圆形的油桶滚上台阶，请画出最小的力。Fl,哪个力最小（棒撬起一石块，图7,沿不同方向用力作用于撬棒A.F1B.F2C.F3D.都一样3、、如图8所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1、F2、F3,其中最小的力是（）A.沿竖直方向的力F1最小B.沿垂直杠杆方向的力F2最小2/11PAGE\*MERGEFORMAT#/11名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂>阻力臂Li>L2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、独轮车、羊角锤、钢丝钳、八自行车闸、核桃夹、起子、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂<阻力臂1_1<1_2费力、省距离缝纫机踏板、起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼杆、筷子、船桨、面包夹、镊子、扫帚等臂杠杆动力臂=阻力臂Li=L2不省力不费力天平，定滑轮、跷跷板,当为了使用方便,【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C.沿水平方向的力F3最小7、杠杆的分类D.无论什么方向用力一样大省距离时，应选第二节：滑轮、定滑轮:①定义:轴不随物体一起移动的滑轮。②实质:定滑轮的实质是:杠杆③特点:利用定滑轮提起重为G的物体时，拉力FG,只有不考虑绳重和摩擦时（理想的定滑轮），拉力FGB不省距离：绳子自由端移动距离S绳=重物移动的距离h物，，绳子自由端移动速度V绳二重物移动的速度v物。即二、动滑轮:①定义:轴会随物体一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）②实质:动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。③特点:使用动滑轮能，但不能④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=，绳子自由端移动距离S绳=2倍重物移动的距离h物，，绳子自由端移动速度V绳=2倍重物移动的速度V物。即【注意】判断滑轮时动滑轮还是定滑轮关键是看轴是否随着物体一起运动，轴随物体起运动的滑轮，轴随物体起运动的是滑轮,5、几种常见的使用滑轮情况1、2、3、G、4、F=G（不计摩擦和动滑轮重力）、F=（只忽略轮轴间的摩擦）5、h、V绳6、S物、V绳S物、V绳F=G（不计摩擦和动滑轮重力）、F=（只忽略轮轴间的摩擦）S物、V轮S物、V轮7、【注意】A使用定滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力使用动滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力；当拉力作用线与阻力作用线平行时最省力，当偏离竖直方向角度越大，拉力人对绳子的拉力最大只能达到自身的重力的大小与人的举力无关。例如：小李m=50Kg,能举起80Kg的杠铃，小李n2=70Kg,能举起60Kg的杠铃，如图,两人比赛，谁把对方拉起，比赛结果是:拉起来。三、滑轮组定义：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F=G。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=，绳子自由端移动距离倍重物移动的距离h物，，绳子自由端移动速度v绳=倍重物移动的速度v物。即4、判断绳子根数（n、的方法:方法（一）：从定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，数直接与动滑轮相连的根数即为n的值，其中，绳子自由端方向向上的要数上。方法（二）：已知G和F,求绳子的根数，则n=若n不是整数，则小数点“只入不舍”例如：已知G=960NF=400N,求绳子的根数n=方法（三）：已知s和h,求绳子的根数，则n=例如：已知s=6mh=2m,求绳子的根数n=5、绳子的绕法题型（一）已知绳子的根数，画绳子的绕法奇动偶定若绳子的根数为奇数，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕；若绳子的根数为偶数，绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕;题型（二）使用滑轮组时要最省力，则绳子的根数应为奇数，再根据“奇动偶定”，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕。题型（三）使用滑轮组时既要省力又能改变力的方向，则绳子的根数应为偶数，再根据“奇动偶定”绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕。5、装滑轮组方法:第一、求段数：根据公式求出绳子的股数。第二、定个数：确定动滑轮的个数N动，当绳子的根数n为奇数时，N动=，当绳子的根数n为偶数时，N动=，确定定滑轮的个数N定，一般按“一动配一定”来确定定滑轮的个数，N定=，若绳子的根数为偶数，则由“偶数减一定”得到N定=若方向要发生改变（人在地面上拉物体），则由“变向加一定”得到N定=第三、找起点（固定端）：则由“奇动偶定”找到第四、画绳子：若绳子的根数为奇数，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕;若绳子的根数为偶数，绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕;例如：把重为5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个数最少，请画出这个滑轮组？例如：一个人站在地面上把重为5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个数最少，请画出这个滑轮组例如：用如图所示的滑轮组，拉自己匀速上升，已知：吊筐重200N,人重600N,每个滑轮重40IN人拉绳的力至少多少N才能将自己吊起，此时人对筐底的压力是多少。（不计摩擦）若吊筐上升0.5m,则绳索被拉下多少米？四、斜面1、斜面也是一种力的2、理想斜面（斜面光滑）遵从功的原理使用任何机械3、理想斜面公式：FL=Gh的推导:由功的原理推导其中：F:沿斜面方向的推力；L:斜面长；G:物重；h:斜面高度。4、理想斜面的特点:(1)（2）当高度（坡度）一定时，斜面越长越GhO（3）、斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的（4）、如果斜面与物体间的摩擦为f,则：FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功5、应用:斜坡、推货上车所达的木板、盘山公路、走S路、螺丝钉、滑梯、劈柴五、轮轴1、定义:组成，且能绕着固定点转动的一种2、实质:轮轴是一种的杠杆。3、特点:(1)同心,（2）若动力作用在轮上，轮轴是一个杠杆，但由杠杆平衡条件得,，即轮的半径是轴的半径的几倍,则作用在轮上的力（F1）就是作用在轴上的力（F2）的（3）若动力作用在轴上，轮轴是一个.杠杆，但4、轮轴的应用：方向盘、辘轳、门锁、水龙头第三节：机械效率一、有用功（W有用）:1、定义：对人们有用的功（或机械对物体（研究对象）所做的功）2、当讨论提升重物有用功时，只考虑物重和提升的高度，不管路径或方式是否相同，即公式：W有用=Gh（提升重物）二、额外功（W额）:1、定义：利用机械做功时，并非人们需要但又不得不做的功2、例如：客服机械重力所做的功、机械之间摩擦力所做的功【注】1、有用功和额外功的判断要根据工作目的来确定，工作目的不同，有用功和额外功可能不同例如：1、从井中打水：（Wr用：人对所做的功，Wfe:人对.所做的功；工作目的:2、从井中捞桶：（Wr用：人对.所做的功，W额：人对所做的功；工作目的:总功（W总）:1、定义：有用功与额外功之和（或动力所做的功或人们对机械所做的功）2、总功等于作用在机械上的动力和动力作用点移动的距离的乘积。3、公式:4、对于理想机械（W额=0）,;对于非理想机械（W额0）,四、机械效率():的比值。1、定义:2、公式:3、【注】(1)机械效率是一个单位。(2)因为，所以机械效率总，通常用表示。率是机械性能好坏的一个标志,越高，机械性能越的多少无关。(4)机械效率与五、W有用、W额、W总、的计算(1)由定义得，竖直提升物体:;水平匀速拉动物体(2)由总功定义得:(3)由机械效率得:1、W有用的计算实验次数斜面坡度斜面材料斜高h/m物重G/N斜面长S/m拉力F/N机械效率耳2、W额的计算(1)由定义得:(G动为动滑轮的重力)(2)由总功定义得:(3)由机械效率得:3、W总的计算(1)由定义得:(2)由总功定义得:由机械效率得:4、n的计算(1)由定义得:八、探究斜面的机械效率有关(一)、探究斜面机械效率与斜面的关系1、猜想与假设：斜面的机械效率是与2、设计实验:(1)实验器材:(1)实验表格及数据1较缓300木板0.651475%2较陡45°木板0.851580%3最陡60°木板151683.3%(2)实验步骤：①测量小车的重量②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。(4)计算：W有用=光滑)；W额=不光滑)总=光滑)；总=不光滑)光滑)；不光滑)结论：斜面机械效率与斜面有关，越大，机械效率(二)、探究斜面机械效率与斜面的关系结论：斜面机械效率与斜面有关，③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。越大，机械效率(三)、探究斜面机械效率与的关系结论：斜面机械效率与关。【注意】①要拉动物体；②拉力要与斜面七、测量滑轮组的机械效率1、实验原理: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S3、实验器材：滑轮组、铁架台、钩码若干，还需要4、、实验步骤:(1)、用弹簧测力计测出钩码的重力为G,；F,用刻度尺(2)、缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出弹簧测力计的示数测出钩码上升的高度为h和弹簧测力计移动的距离为s；(3)、根据W有=、W&=、再根据n=算出机械效率(4)、改变钩码的数量，在做两次上面的实验、改变动滑轮的重力，在做两次上面的实验5、得出结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:A物体的重力大小:用同一滑能组所提升不同重物，重物越重，做的有用功就，而额外功，机械效率就越B、动滑轮重力大小(或个数多少)：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多,额外功，有用功,滑轮组的机械效率C绳重及绳与滑轮之间的摩擦:若各种摩擦越大，做的额外功，机械效率【注】1缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计目的:保证弹簧测力计的示数不变，方便读数。2、不能在静止时读数的原因：静止时，没有绳与滑轮之间的摩擦，测出的机械效率会偏3、不影响滑轮组的机械效率高低有:物体上升的高度、物体上升的速度、绳子的根数或绕法八、分析机械效率的高低1、当W总一定时得，当定时,越大,越咼得,定时,越大,越咼2、当W有一定时得，当定时,越大,越高得,定时,.越大,越咼2、当W额一定时得,定时,越大,越高得,定时,越大,越咼九、提高机械效率的方法1、尽量增大有用功:在机械承受的范围内，尽量增加每次提升物体的重力2、尽量减少额外功:A减小减小加润滑剂十、几种简单机械的机械效率(1)斜面①Wt用=②W额外=③W^=(2)杠杆①W有用=②W额外=「杠杆自重转动摩擦⑤增大小9/1诫小自重减小摩擦PAGE\*MERGEFORMAT#/11（3）定滑轮竖直方向提升重物（①W有用=②W额外：摩擦及绳重③W总=F•S=F・h（4）定滑轮水平方向拉动物体（①W有用=f•S物②W额外：滑轮转动摩擦③W总=F•9=F・S物（5）动滑轮（a图）及竖直方向滑轮组⑤增大卩城岬桝动鮒①W有用=②W额外蛊方向滑轮组严霸（①［减小摩擦-1--■戒卜為（陽一定眄［增大為Q旷定眄③W总=（7）动滑轮（b图）及水平方向滑轮组不计绳重和摩①Wt用=G物•h②W额外③W总二③W总=F•Sf=F•nS物fnF増大减小绳董及漕轮转动購察8（8）动滑轮（C图）及水平方向滑轮e>ffl①W有用=②W额外:【注】：a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑可以提高机械效率.b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功c、对于所有机械均有:即：机械效率还等于有用功率与总功率的比值d、当不考虑绳重和摩擦，且各滑轮重力相同，提升同一重物时，可以直接数动滑轮的个数，动滑轮个数越少，机械效率越高。（一般耳定＞耳动＞耳组）