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第11章 简单机械和功
1.杠杆五要素: ①支点(O):设想杠杆转动,在转动中找固定不动的点
②动力(F1):使杠杆转动的力
③阻力(F2):阻碍杠杆转动的力
④动力臂( ):支点到动力作用线的距离
⑤阻力臂( ):支点到阻力作用线的距离
2.已知力画力臂:支点到力的作用线的垂直距离
已知力臂画力:过力臂的端点,作力臂的垂线,与杠杆的交点即为
力的作用点,方向的判断:同侧相反,异侧相同
最省力的画法:力臂最长(以支点到杠杆最远端的连线作为力臂)
3.杠杆平衡条件:
实验:探究杠杆的平衡条件
①调节平衡螺母: 左偏右调(右偏左调)
②不挂钩码时:使杠杆在水平位置平衡,目的:消除杠杆重力对实验的影响
③挂钩码后:使杠杆在水平位置平衡,目的:便于测量力臂的大小
④实验做3次,原因:一次实验具有偶然性,多次实验得到普遍规律
4.杠杆分类的判断:关键是比较动力臂与阻力臂的大小关系
若动力臂大,动力小,则省力;若动力臂小,动力大,则费力
省力杠杆:羊角锤、起瓶器、钢丝钳、手推车、撬棒、核桃夹 等
费力杠杆:镊子、钓鱼竿、筷子、理发剪刀、笤帚、食品夹 等
等臂杠杆:天平、定滑轮
5.变化的分析:明确过程中不变的量和变化的量,再根据 判断
6.(1)定滑轮:不省力,可以改变施力的方向 :
动滑轮:省力,不能改变施力的方向
滑轮组:一定省力,有可能改变施力的方向
(2)定滑轮:
(3)动滑轮或滑轮组:沿竖直方向拉,不计绳重和摩擦:
(4)确定n:看有几股绳子和动滑轮连在一起(分割法)
作图: 反绕法 奇动偶定(n为奇数,从动滑轮开始画)
7.功W :做功的多少 单位:焦耳 (J)
(1)力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
(2)做功的两个必要条件:①物体受到力的作用
②物体在力的方向上通过一段距离
8.功率P:表示做功的快慢,单位:瓦特 (W) 1MW=103KW=106W
(1)
推导公式: (拉力的功率=拉力×拉力的速度)
(2)估测人上楼的功率
原理: 器材:磅秤、秒表、刻度尺(测每个台阶的高度)
说明:①人爬楼时做的功=克服自身重力做的功
②1楼到4楼 有三个楼层,每层楼高3米
③爬一层楼大约需要15秒
9.机械效率η :有用功与总功的比值
(1)在利用机械做功时:克服物体重力做的功----
拉力做的功----
克服机械自重、摩擦做的功----
(2)机械效率的计算:
(3)由于额外功客观存在, ,所以
理想情况下(光滑),
10.实验:测量滑轮组的机械效率
(1)器材:弹簧测力计、刻度尺
(2)要沿竖直方向、匀速拉动弹簧测力计
(3)要在拉动的过程中读弹簧测力计的示数
(4)结论:①使用同一滑轮组,被提升的物体越重,机械效率越高
②提升同一物体,动滑轮越重,机械效率越低
(5)提高机械效率的方法:①增加物重,物体越重,机械效率越高
②减少额外功:减少摩擦 或 减小机械本身的重
(6)机械效率与h无关,若不计绳重和摩擦,与n无关
11.(1)功率大的,做功不一定多,因为:还与时间有关
(2)功率大的,机械效率不一定大,因为:功率和机械效率之间没有联系
12.杠杆
滑轮:
轮轴:门把手、汽车方向盘、扳手
斜面:盘山公路
省力的费距离(越费距离,越省力)
使用任何机械都不能省功!
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