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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除简单机械知识点归纳导航教育铁中分校 赵老师编撰整理一、杠杆1、 定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明:杠杆可直可曲,形状任意。有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。OF1l1l2F22、 五要素组成杠杆示意图。支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。说明 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:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂:从支点到
2、阻力作用线的距离。用字母l2表示。画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签 找支点O; 画力的作用线(虚线); 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线); 标力臂(大括号)。3、 研究杠杆的平衡条件: 杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。 实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用
3、平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。4、应用:名称结 构特 征特 点应用举例省力杠杆动力臂阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂=阻力臂不省力不费力天平,定滑轮说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆
4、,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。二、滑轮1、 定滑轮:l1l2F2F1定义:中间的轴固定不动的滑轮。实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=GF1l1F2l2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)2、 动滑轮:定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳
5、子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)3、 滑轮组定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG) 装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F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、有用功:对人们有用的功。公式:W有用Gh(提升重物)=W总W额=W总 2、 额外功:并非我们需要但又不得不做的功
6、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) 3、 总功:有用功加额外功或动力所做的功公式:W总=W有用W额=FS= W有用 W有用W总 =4、 机械效率:有用功跟总功的比值。(1)公式: (2)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。例如:某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。(3)提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。W有用W总 =GhFS=5、机械效率的测 原 理: 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器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线、还需 刻度尺、弹簧测力计。步骤:必须匀速拉动弹簧
7、测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。结论影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:A、动滑轮重力大小和个数多少:提升同一物体用的动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多而有用功不变,机械效率就越低。B、物体的重力大小:用同一滑能组所提升得重物越重,做的有用功相对就多而额外功不变,机械效率就越高。C、摩擦:若各种摩擦越大做的额外功就多,机械效率相对就低。 D、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。四、简单机械的机械效率(1)斜面 W有用=Gh W额外=fSW总=FS=GhfS(2)杠杆 W有用=G物h W额外 W总=FS(3)定滑轮竖直方向提升重物(a)W有用=GhW额外:摩擦及绳重W总=FS=Fh(4)定滑轮水平方向拉动物体(b)W有用=fS物W额外:滑轮转动摩擦W总=FSF=FS物(5)动滑轮(a)及竖直方向滑轮组W有用=G物h W额外不计绳重和摩擦时W总=FS=Fnh=(G物G动)h (n为连接动滑轮绳子段数)(6)动滑轮(b)及水平方向滑轮组W有用=fS物 W额外:绳重及滑轮转动摩擦W总=FSF=FnS物 (n为连接动滑轮绳子段数)注:a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分,故对机械进行润滑一般都可以提高机械效率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【精品文档】第 5 页
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