内容正文:
第4节 简单机械
第1部分
1.杠杆:在力的作用下能够绕着__固定点__转动的硬棒叫做杠杆。
2.杠杆的五要素(如图所示)
(1)__支点__:杠杆绕着转动的固定点O。
(2)__动力__:能够使杠杆转动的力F1。
(3)__阻力__:阻碍杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从__支点__到__动力作用线__的距离l1。
(5)阻力臂:从__支点__到__阻力作用线__的距离l2。
3.杠杆平衡:指杠杆保持__静止__状态或__匀速转动__状态。
4.杠杆平衡原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即__F1l1=F2l2__。
5.实验:研究杠杆的平衡
(1)实验开始时调节杠杆在水平位置平衡的目的:__排除杠杆自重对实验结果的影响__。
(2)实验过程中调节杠杆在水平位置平衡的目的:__方便测量力臂__。
(3)实验开始前,当发现杠杆向右端倾斜时,可将__左、右端的平衡螺母向左调节__。
(4)实验开始时,不能再调节杠杆两侧的平衡螺母,应通过__改变动力、阻力、动力臂或阻力臂__来实现杠杆再次在水平位置平衡。
(5)多次实验是为了__避免实验的偶然性,得出普遍规律__。
6.杠杆的分类
名称
力臂关系
力的关系
特点
应用举例
省力杠杆
__l1>l2__
__F1<F2__
省力但__费距离____
撬棒、铡刀、羊角锤、起子等
费力杠杆
__l1<l2__
__F1>F2__
费力但__省距离__
理发剪子、钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆
__l1=l2__
__F1=F2__
既__不省力__也__不费力__
天平、定滑轮
学科网(北京)股份有限公司
$$
第2部分
1.定滑轮、动滑轮和滑轮组
项目
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
力的关系
定滑轮是__等臂__杠杆,__不能__(填“能”或“不能”)省力,但可以改变__力的方向__
动滑轮是动力臂等于__两倍__阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省__一半的力__,即__F=__
滑轮组既能__省力__又能改变__力的方向__。假设重物和动滑轮的总重力由n股绳子承担,提起重物所用的力就是总重力的____
物体提升高度h和绳端移动距离s的关系
__s=h__
__s=2h__
__s=nh__
2.机械效率
(1)有用功、额外功、总功的定义
有用功:__必须要做的功__。
额外功或无用功:__不需要,但又不得不额外做的功__。
总功:__有用功和额外功__的总和。W总=W有用+W额外,W有用<W总。
(2)机械效率
定义:__有用功跟总功的比值__叫做机械效率,用η表示。
公式:__η=×100%=×100%__。
3.定滑轮的机械效率
(1)总功:拉力所做的功W总=__Fs__。
(2)有用功:克服物体重力所做的功W有用=__G物h__。
(3)额外功:克服绳子重力和摩擦所做的功。
(4)若不考虑绳子重力和摩擦,则机械效率为 100%。
4.动滑轮、滑轮组的机械效率
(1)总功:拉力所做的功W总=__Fs__。
(2)有用功:克服物体重力所做的功W有用=__G物h__。
(3)额外功:克服动滑轮的重力、绳子重力和摩擦所做的功。
(4)若不考虑绳子重力和摩擦,则机械效率η=__×100%=×100%=×100%=×100%__。
5.提高滑轮组的机械效率的方法
(1)在有用功不变的情况下,__减少额外功__,如:减少动滑轮的__个数__,或换用__质量小__的动滑轮,或尽量__减小摩擦__等。
(2)在所做的额外功一定的情况下,__增大有用功__,即在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6.影响滑轮组的机械效率的因素:__物体的重力、动滑轮的重力、绳子的重力、摩擦力__,与重物上升的高度无关。
7.斜面的机械效率
(1)总功:拉力所做的功W总=__Fs__。
(2)有用功:克服物体重力所做的功W有用=__G物h__。
(3)额外功: 克服摩擦力所做的功W额外=__fs__。
(4)机械效率:η=__×100%=×100%__。
若斜面是光滑的,则Fs=__G物h__。
8.影响斜面机械效率的因素:__斜面的倾斜程度(斜面的长度和斜面的高度)、斜面的粗糙程度__。
学科网(北京)股份有限公司
$$