第十一章-简单机械和功--基本知识点_机械制造-机械理论及资料.pdf

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1、学习必备 精品知识点 11.1 杠杆 一、杠杆 1.定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。2.五要素：支点（O）杠杆绕着转动的点。动力（F1）使杠杆转动的力。阻力（F2）阻碍杠杆转动的力。动力臂（L1）从支点到动力作用线的垂直距离。阻力臂（L2）从支点到阻力作用线的垂直距离。注意：力臂从支点到力的作用线的垂直距离。力臂作图的步骤：找支点找力的作用线作点到线的垂直距离标明力臂名称。二、杠杆的平衡条件 1.探究杠杆的平衡条件 杠杆处于平衡状态的情况：静止状态匀速转动 调节杠杆在水平位置平衡的方法：调节杠杆两端的平衡螺母（左高向左，右高向右调，两边平衡螺姆调节方向一至。

2、）调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于测量力臂克服杠杆自重的影响 实验记录表：测量序号 动力 F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm 注：多次实验的目的是从一般现象中总结出普遍的规律。杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂 数学表达式：F1 L1F2 L2 杠杆的平衡条件也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。2.杠杆的分类：省力杠杆：特点：动力臂大于阻力臂 优点：省力 缺点：费距离 例如：羊角锤、手推车、剪铁皮的剪刀、老虎钳、撬棒等 费力杠杆：特点：动力臂小于阻力臂 优点：省距离 缺点：费力 例如：筷子、镊子、笤帚、船桨、裁衣剪刀、钓鱼竿、理发的剪刀等 等

3、臂杠杆：特点：动力臂等于阻力臂 优点：既不省力也不省距离 例如：托盘天平、定滑轮等 11.2 滑轮 一、定滑轮 1.定义：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。学习必备 精品知识点 2.实质：等臂杠杆 3.结构示意图：4.探究使用定滑轮的特点 实验记录表 定滑轮的特点：使用定滑轮不能省力；使用定滑轮可以改变用力的方向；使用定滑轮可以改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小（拉力的大小保持不变）。二、动滑轮 1.动义：使用滑轮时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。2.实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆 3.结构示意图：4.探究使用动滑轮的特点 实验记录表 动滑轮的特点：使用动滑轮能

4、省一半力；使用动滑轮不能改变用力的方向。三、滑轮组 1.定义：将定滑轮和动滑轮组合起来使用称为滑轮组。2.作用：滑轮组既可以省力又可以改变用力的方向。3.力的关系：用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。注：不计动滑轮重、绳重和摩擦的情况下（理想情况）F=G/n 不计绳重和摩擦的情况下（只考虑动滑轮的自重）F(GG动)/n 4.距离的关系：S=nh 实验序号 钩码所受的重力 G/N 弹簧测力计的示数 F/N 实验序号 钩码所受的重力 G/N 弹簧测力计的示数 F/N 点杠杆绕着转动的点动力使杠杆转动的力阻力阻碍杠杆转动的力动力臂从支点到动力作用线的垂直距离阻

5、力臂从支点到阻力作用线的垂直距离注意力臂从支点到力的作用线的垂直距离力臂作图的步骤找支点找力的作用线作点到线的杆在水平位置平衡的方法调节杠杆两端的平衡螺母左高向左右高向右调两边平衡螺姆调节方向一至调节杠杆在水平位置平衡的目的便于测量力臂克服杠杆自重的影响实验记录表测量序号注多实验的目的是从一般现象中总结出普遍的米德总结出来的杠杆的分类省力杠杆特点动力臂大于阻力臂优点省力缺点费距离例如羊角锤手推车剪铁皮的剪刀老虎钳撬棒等费力杠杆特点动力臂小于阻力臂优点省距离缺点费力例如筷子镊子笤帚船桨裁衣剪刀钓鱼竿理发的剪刀等学习必备 精品知识点 5.速度的关系：V=nV物 6.滑轮组的绕法：奇动偶定 注：n

6、为奇数时，从动滑轮开始；n 为偶数时，从定滑轮开始。四、轮轴和斜面 1.轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也以看成是杠杆的变形，且是一种能省力的杠杆。轮轴的实例：门把手、汽车方向盘、扳手等。2.斜面也是一种简单机械，也可以看成是杠杆的变形，且是一种能省力的杠杆。斜面的实例：供轮椅通行的斜坡、盘山公路等。11.3 功 一、探究斜面 1.实验需测量的物理量：拉力的大小 F、小车通过的距离 S 小车的重力 G、小车上升的高度 h 2.实验记录表 测量序号 F/N S/m G/N h/m Fs(Nm)Gh/(Nm)3.实验现象：Fs 与 Gh近似相等 4.实验表明：如不考虑摩擦等阻力的影响，使用其他

7、任何机械也可以得到与使用斜面时相似的结论，即没有既省力又省距离的机械。（使用任何机械都不能省功。）二、功（符号：W）1.定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，称为机械功，简称功。2.公式：功=力距离 （W=Fs）3.单位：在国际单位制中，功的单位是牛米（Nm）。为纪念英国物理学家焦耳，将功的单位命名为焦耳，简称焦，用字母 J 表示。（1J=1 Nm）4.根据功的公式，对物体做功有两个必要条件：一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。5.没有做功的三种情况：有力没有距离，例如：虽然司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动。有距离没有力，例如：运动员踢了足球一下，球在草地

8、上滚动了一段距离。有力有距离但不在同一方向上，例如：学生背着书包在水平路面上匀速前进。11.4 功率 一、功率（符号：P）功率是表示物体做功快慢的物理量。1.定义：单位时间内所做的功叫做功率。2.公式：功率=功/时间 （PW/t）变形后可求 W=Pt 推导公式还有 P=Fv 3.在国际单位制中，功率的单位是焦/秒（J/s）。为纪念英国工程师、发明家瓦特，将功率 的单位命名为瓦特，简称瓦，用字母 W表示。（1W=1J/s）例如：人平时骑自行车的功率约为 6080W。表示的物理意义：人骑自行车每秒做功 6080 焦耳。点杠杆绕着转动的点动力使杠杆转动的力阻力阻碍杠杆转动的力动力臂从支点到动力作用线

9、的垂直距离阻力臂从支点到阻力作用线的垂直距离注意力臂从支点到力的作用线的垂直距离力臂作图的步骤找支点找力的作用线作点到线的杆在水平位置平衡的方法调节杠杆两端的平衡螺母左高向左右高向右调两边平衡螺姆调节方向一至调节杠杆在水平位置平衡的目的便于测量力臂克服杠杆自重的影响实验记录表测量序号注多实验的目的是从一般现象中总结出普遍的米德总结出来的杠杆的分类省力杠杆特点动力臂大于阻力臂优点省力缺点费距离例如羊角锤手推车剪铁皮的剪刀老虎钳撬棒等费力杠杆特点动力臂小于阻力臂优点省距离缺点费力例如筷子镊子笤帚船桨裁衣剪刀钓鱼竿理发的剪刀等学习必备 精品知识点 4.在工程技术中，常用千瓦（KW）、兆瓦（MW）等作

10、为功率的单位。1KW=1000W 1MW=1000KW 5.马力是曾使用过的一种功率的单位，1 马力等于 735 瓦。二、活动 11.6 估测上楼时的功率 1.需测量的物理量：人的质量 m、上楼的竖直高度 h、上楼的时间 t 2.测量工具：磅秤（或体重秤测人的重力 G）、皮卷尺、秒表 3.实验记录表：测量对象 人的质量 m/Kg 上楼的竖直高度 h/m 上楼的时间 t/S 功率 P/W 甲同学 乙同学 丙同学 4.功率表达式：P=mgh/t 11.5 机械效率 一、活动 11.7 再探动滑轮 1.需测量的物理量：绳受到的拉力 F、手移动的距离 S、钩码受到的重力 G、钩码上升的高度 h 2.需

11、要的测量工具：弹簧测力计、刻度尺 3.实验记录表：测 量序号 绳受到的拉力F/N 手移动的 距离 S/m 钩码受到的 重力 G/N 钩 码 上 升 的高度 h/m 手拉绳所 做的功/J 动滑轮拉钩码 所做的功/J 4.总功、有用功、额外功之间的关系：W总W有用 W额外 二、机械效率（符号：）1定义：在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。2机械效率通常用百分数表示：机械效率=（有用功/总功）100 表达式：=（W有用/W总）100 注：对于实际机械，由于额外功的存在，总有 W有用 W总，因此 100。三、测定滑轮组的机械效率的实验 1.原理：=（W有用/W总）100 2.器材：弹簧测力

12、计、刻度尺、铁架台、滑轮组、钩码 3.需测量的物理量：绳受到的拉力 F、手移动的距离 S、钩码受到的重力 G、钩码上升的高度 h 4.实验记录表：5提高滑轮组机械效率的方法：增加被提升物体的重力；减小机械的自重及摩擦。测 量序号 绳 受 到的拉力 F/N 手移动 的距离 S/m 钩码受 到的重力 G/N 钩码上 升的高度 h/m 手拉绳所 做的功 W总/J 拉钩码 所做的功 W有用/J 机械 效率 点杠杆绕着转动的点动力使杠杆转动的力阻力阻碍杠杆转动的力动力臂从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂从支点到阻力作用线的垂直距离注意力臂从支点到力的作用线的垂直距离力臂作图的步骤找支点找力的作用线作点到线的杆在水平位置平衡的方法调节杠杆两端的平衡螺母左高向左右高向右调两边平衡螺姆调节方向一至调节杠杆在水平位置平衡的目的便于测量力臂克服杠杆自重的影响实验记录表测量序号注多实验的目的是从一般现象中总结出普遍的米德总结出来的杠杆的分类省力杠杆特点动力臂大于阻力臂优点省力缺点费距离例如羊角锤手推车剪铁皮的剪刀老虎钳撬棒等费力杠杆特点动力臂小于阻力臂优点省距离缺点费力例如筷子镊子笤帚船桨裁衣剪刀钓鱼竿理发的剪刀等