简单机械功和功率知识点总结机械制造机械理论及资料机械制造机械理论及资料.pdf

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1、简单机械、功和功率基本知识导航 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。（“一点”即支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示。“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。“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：F1L1F2L2。4、杠杆的应用（1

2、）省力杠杆：L1L2，F1F2（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：L1L2，F1F2（费力省距离，如：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：L1L2，F1F2（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：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：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=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：定义：和重物一起移

3、动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：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：12FG物 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 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1FGn物。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 组装滑轮组方法：首先根据公式GGnF动物（）求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的

4、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=W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F SW有用 斜面：W总fL+GhFL 4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。公 式：=WW有用总 一点二力两力臂一点即支点杠杆绕着转动的点用表示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表示阻力是阻碍杠杆转动的力一般用表示两力臂即动力臂和阻力

5、臂动力臂即支点到动力作用线的距离一般杠杆平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂公式杠杆的应用省力杠杆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费力杠杆缝纫机踏板船桨费力省距离如人的前臂理发剪刀镊子钓鱼杆不省力不省距离能改变力的方向等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轮轴间摩擦物绳子自由端移动距离或速度重物移动的距离或速度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力臂为阻力臂倍的省力杠杆特点斜 面：=GhFL 滑轮组：=GhGhGFSFnhnF 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

6、 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：=WGhWFS有用总（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：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。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

7、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，1 J=1 Nm。一点二力两力臂一点即支点杠杆绕着转动的点用表示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表示阻力是阻碍杠杆转动的力一般用表示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

8、离一般杠杆平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂公式杠杆的应用省力杠杆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费力杠杆缝纫机踏板船桨费力省距离如人的前臂理发剪刀镊子钓鱼杆不省力不省距离能改变力的方向等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轮轴间摩擦物绳子自由端移动距离或速度重物移动的距离或速度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力臂为阻力臂倍的省力杠杆特点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

9、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=Wt=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。一点二力两力臂一点即支点杠杆绕着转动的点用表示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表示阻力是阻碍杠杆转动的力一般用表示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杠杆平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂公式杠杆的应用省力杠杆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费力杠杆缝纫机踏板船桨费力省距离如人的前臂理发剪刀镊子钓鱼杆不省力不省距离能改变力的方向等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轮轴间摩擦物绳子自由端移动距离或速度重物移动的距离或速度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力臂为阻力臂倍的省力杠杆特点