内容正文:
专题复习 简单机械和功
一、同步知识梳理
知识点1 杠杆和滑轮
杠杆
(1)杠杆的定义:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒叫杠杆.
(2)杠杆的五要素:
①支点:杠杆绕着转动的固定点; ②动力:使杠杆转动的力;
③阻力:阻碍杠杆转动的力; ④动力臂:从支点到动力作用线的距离;
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离.
(3)杠杆的平衡条件:当杠杆处于平衡状态时,满足条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1= F2L2,用比例式表示:=.
(4)杠杆的分类:
种类
力臂
动力与阻力
的关系
省力情况
费力情况
应用实例
省力杠杆
L1>L2
F1<F2
省力
费距离
撬棒
费力杠杆
L1<L2
F1>F2
费力
省距离
钓鱼竿
等臂杠杆
L1=L2
F1=F2
不省力也不费力
不省距离也
不费距离
天平
滑轮及滑轮组
(1)滑轮:周边有槽,可绕中心轴转动的轮称为滑轮.
(2)定滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴固定不动的叫定滑轮.
①实质:一个等臂杠杆. ②作用:使用定滑轮既不省力,也不省距离,但可以改变力的方向.
(3)动滑轮:工作时中心轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮.
①实质:一个省力杠杆. ②作用:使用动滑轮可以省一半的力,但要费一倍的距离,不能改变力的方向.
(4)滑轮组:定滑轮和动滑轮组合在一起叫做滑轮组.
①滑轮组的工作特点:既可以省力,又可以改变力的方向.
②滑轮组的省力效果:滑轮组的省力效果取决于承担重物的绳子的股数,竖直情况下使用时,有几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体所受重力的几分之一.
知识点2 功和功率
功
(1)功的定义:物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫机械功,简称功,用W表示.
(2)功的两个要素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在力的方向上移动的距离.
(3)功的计算公式:功W等于力F跟物体在力的方向上通过的距离s的乘积,即计算公式为W=Fs.
(4)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦(J),1 J=1 N·m.
(5)功的原理:使用任何机械都不省功.
功率
(1)定义:单位时间内物体做的功叫做功率,它是表示物体做功快慢的物理量,在物理学中用字母P表示.
(2)公式: P=.其中各符号的意义及单位,P—功率—瓦特(W),W—功—焦耳(J),t—时间—秒(s).
(3)单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,1 W=1 J/s.工程技术上还常用千瓦(kW)作为功率的单位,1 kW=103 W.
(4)匀速运动的物体可用P=Fv来算功率。
知识点3 机械效率
(1)有用功(W有):利用机械做功的时候,对人们有用的功叫做有用功,即不用机械所做的功.
(2)额外功(W额):并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.
(3)总功(W总):有用功和额外功的和叫总功,即W总= W有+ W额,即使用机械所做的功.
(4)机械效率:有用功跟总功的比值叫做机械效率,通常用百分数表示.
(5)计算公式:用W总表示总功,用W有表示有用功,用η表示机械效率,则η=×100%.
(6)提高机械效率的方法:
①有用功不变时,减小额外功,可以提高机械效率;
②额外功不变时,增大有用功,可以提高机械效率.
2、 同步题型分析
例1、下列所示工具中,使用时不能省力但能省距离的是( )
(
A
.动滑轮
B
.订书机
C
.羊角锤
D
.镊子
图1
)
【答案】D
例2、如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面.则( )
(
F
甲
F
乙
)
A.>,因为甲方法的动力臂长 B.<,因为乙方法的阻力臂长
C.>,因为乙方法时阻力臂短 D.=,因为动力臂都是阻力臂的2倍
【答案】 D
例3、如图所示,轻质杠杆OA的B点挂着重物G,A端用细绳挂在圆弧EF上,此时OA恰好水平,且A点与圆弧形架EF的圆心重合.当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中,绳对A点拉力的大小将( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.先变小再变大 D.先变大再变
【答案】C
例4 、用下列简单机械,使重量同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳的重量,其中用力最