第十一章简单机械和功.docx

第十一章简单机械和功一、杠杆1．杠杆的五个名词：如图7-1将一根在可绕一转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆；它包括、、、、五个要素。图中支点是，动力臂是指从到距离；阻力臂是指从到距离。2．杠杆的平衡条件（即杠杆原理）是；或用公式写成。当F1L1≠F2L2，杠杆平衡被破坏，杠杆将沿力和力臂乘积的方向转动。3．杠杆分类（1）省力杠杆：动力臂阻力臂；能省力，但费。（2）费力杠杆：动力臂阻力臂；费力，但省。（3）等臂杠杆：动力臂跟阻力臂的杠杆，既不省力，又不省距离。二、滑轮1．动滑轮和定滑轮（1）定滑轮：轴的位置的滑轮。实质是一个杠杆；不能，但能。（2）动滑轮：轴的位置的滑轮。实质是一个的杠杆；不能，但能。2．滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成的装置。设吊着物体和动滑轮的绳子段数为n，物体的重为G，若不考虑轴摩擦、绳子和动滑轮重力，绳子末端的拉力F拉=；若只不考虑轴摩擦、绳子的重力，动滑轮重为G动，则F拉=。3．轮轴可以看成是变形；斜面也是一种机械。三、功1．与的乘积，是一个有物理意义的量，在物理学中，我们称这一乘积为机械功，简称。用表示功，表示力，表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为：。2．功的单位是：，单位符号是；1J=N·m．3．做功的两个必要条件是：一是，二是．☆4．机械功原理：人们使用机械时，省力必然费，省距离必然费；即使用任何机械都不，这种情况叫做机械功原理．四、功率1．在物理学中，把叫做功率．它是表示物体的物理量．2．功率的定义式：P=；推导公式：P=．3．功率的单位：国际单位是，符号是，1W=1．工程技术上常用、作为的功率单位，符号分别是、．1kW=W；1MW＝W．五、机械效率1．使用机械时把需要做的功叫做功，符号是；把不需要但不得不做的功叫，符号是；有用功与额外功之和叫，符号是．2．在物理学中，将跟的比值叫做机械效率．用字母表示，公式为．任何机械的机械效率总100%，原因是．1．关于杠杆力臂的确定（1）首先在杠杆示意图上确定支点O的位置；（2）将力的作用线用虚线延长；（3）从支点O向力的作用线作垂线（用虚线），标出垂足，则支点到垂足的线段为力臂。力臂应用大括号勾出，也可以用虚线标出并在旁边标上字母L1或L2（如图8-1所示）。2．使用任何机械都不可以省功，故省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离。又省力又省距离的杠杆是不存在的。3．滑轮组省力情况由承重绳子段数决定，而判断绳子段数的方法是：可遮住定滑轮部分，使它与动滑轮分隔开，即可数出与动滑轮或重物有接触的绳子段数n。使用滑轮组既可省力也可改变力的方向。4．组装滑轮组（1）先按照题意用n≥G/F，求出至少所需绳子的段数。（G为物重，F为拉力，不考虑摩擦、绳子和滑轮重力取等号）（2）再按照题意，由拉力方向决定最后所需绳子段数n。（3）按照绳子段数决定绕法：若n为奇数，绳子的起始端应系在动滑轮的挂钩上；若n为偶数，绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上。5．判断是否对物体做功关键是要看是否具备做功的两个必要因素，缺一不可．例（1）：一个钢球在光滑的平地上匀速滚动．由于球是在水平方向运动，而地面是光滑的，没有摩擦，球在水平方向没有受到外力，只是由于惯性在滚动。而支承力和重力是竖直方向的，与运动方向垂直，所以没有力对钢球做功．例（2）：某同学用竖直向上的力提一个重物，但提不动，该同学对物体不做功．物体虽然受到力的作用，但在力的方向上没有移动距离，所以没做功．例（3）：某同学提着一桶水向前水平走了10米，人对桶没有做功．桶受到力的作用，也移动了距离，但移动方向是水平的，提力是竖直向上的，所以提力对物体没有做功．6．要正确区分有用功与总功．（1）使用滑轮工作时，把重物提高是我们做功的目的，这份功是有用的，所以W有=Gh，总功则是人们实际拉力做的功，所以W总=FS，其中F是作用在绳子末端的拉力，S是绳子末端移动的距离，且S=nh．（2）使用斜面工作时，把物体抬高h是有用功：W有=Gh，人们沿斜面实际拉力做的功为总功：W总=FL。其中G为物体所受重力，h为斜面的高，F为沿斜面的拉力，L为斜面的长．7．要注意机械效率与功率的区别机械效率是指有用功占总功的百分比，功率是指单位时间做功的多少，是描述做功快慢的物理量；其次它们的单位也不同；机械效率高的不一定功率大，做功多的不一定做功快．[例1]如图7-2甲所示，一根均匀直杆可绕O点转动，其中点A 处挂一重物，请根据要求作图：（1）画出A点所受力的力臂；（2）作出杠杆在如图位置平衡时作用在B点上的力的示意图。[解析]如图乙所示[例2]图7-3为探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。实验中：（1）首先应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为。（2）实验过