第七讲 简单机械和功-《知识提炼 能力训练》2023年新初三物理暑假衔接作业课程

第七讲《简单机械和功》全章复习 【知识网络】 【要点梳理】 要点一、杠杆 1.杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动 力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。 2.杠杆的五要素： （1）支点：杠杆绕着转动的点，即图中的 O 点. （2）动力：使杠杆转动的力，即图中的 F1。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，即图中的 F2。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，即图中的 1l 。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，，即图中的 2l 。 3.杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示为： 1 1 2 2Fl F l ；杠杆的 平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 4.杠杆分类： （1）省力杠杆： 1l ＞ 2l ，F1＜F2。 这类杠杆的特点是动力臂 1l 大于阻力臂 2l ，平衡时动力 F1小于阻力 F2，即用较小的动力 就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距 离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。 （2）费力杠杆： 1l ＜ 2l ，F1＞F2。 这类杠杆的特点是动力臂 1l 小于阻力臂 2l ，平衡时动力 F1大于阻力 F2，即要用较大的动 力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动 较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块 的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。 （3）等臂杠杆： 1l = 2l ，F1=F2。 这类杠杆的动力臂 1l 等于阻力臂 2l ，平衡时动力 F1等于阻力 F2，工作时既不省力也不费 力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。 要点诠释： 1.力臂的画法： （1）明确支点，用 O 表示 ； （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3）过支点 O 作该力的作用线的垂线； （4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母 1l （或 2l )。 2.杠杆的平衡：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 3.杠杆的平衡条件也称为杠杆的原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。 要点二、滑轮 1.定滑轮： （1)定义：工作时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。 （2）实质：如图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑 轮实质是等臂杠杆。 （3）作用：不能省力，但可以改变用力方向。 2.动滑轮： （1）定义：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。 （2）实质：如图乙所示，它实质是动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作 用点。 （3）作用：可以省力，但是不能改变力的方向。 3.滑轮组： （1）组成：定滑轮和动滑轮 （2）作用：既可以改变力的大小又可以改变力的方向 （3）滑轮组绳子自由端的拉力： G G F n   动物 （忽略绳子重和摩擦）。 （4）物体上升的高度 h 与绳子自由端移动的距离 s 的关系： s nh 。 要点诠释： 1. 组装滑轮组，在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数情况下，根据“奇动偶定”的原 则,先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。 2.时间 t内，物体上升高度 h,绳子自由端移动的距离 s；物体移动的速度 hv t 物 ，绳子自 由端移动的速度 s nhv t t  自 ；所以物体上升的速度与绳子自由端移动的速度关系： v nv自 物 。 要点三、功 1.做功的两个必要因素： (1)作用在物体上的力； (2)物体在力的方向上通过的距离。 2.不做功的三种情况 （1）物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)。此 情况叫“不劳无功”。 （3）物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平 方向移动)。此情况叫“垂直无功”。 3.功的计算： （1）公式：一般式 W＝Fs ；常用式 W＝Gh(克服重力做功)或 W＝f 阻s(克服摩擦阻力做功)。 （2）单位：焦耳(J) 4.注意事项： （1）F与 s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物 G,从山脚顺着“之” 字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山 顶的高) （2）做功的多少,由 W＝Fs 决定,而与物体的运动形式无关。 要点诠释： 1.判断物体做功的依据:做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。 2.在分析做功情况时还应注意以下几点： （1