内容正文:
第十章 机械与人
(
定义
:
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。
成为杠杆的
条件:
要有力的作用;能绕着固定点转动
五要素
:
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
力臂的画法
:
一定点:定支点
O
;二画线:画出力的作用线;三作垂线段:从支点向力的作用线做垂线段;四标注:在垂线段旁注明力臂。
平衡状态:
静止或匀速转动
平衡条件
:
F
1
l
1
=
F
2
l
2
知道其中三个量就可以求出另一个物理量
)
(
杠 杆
)
(
省力杠杆:
F
1
l
1
>
F
2
l
2
,
省力必费距离
。常见的有:撬棒、羊角锤、启瓶器。
费力杠杆:
F
1
l
1
<
F
2
l
2
,
费力必省距离
。常见的有:镊子、钓鱼竿、理发剪刀、缝纫机踏板
等臂杠杆:
F
1
l
1
=
F
2
l
2
,既不省力也不费力常见的有:天平
)
(
分 类
)
(
定义:
使用滑轮时,其轴固定不动的滑轮叫做定滑轮
实质:
等臂杠杆
特点:
不省力但是可以改变力的方向。
物体移动距离
h
时,拉力移动距离
s=h
)
(
定滑轮
)
(
定义:
使用滑轮时,滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
实质:
动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆
特点:
能省力,但不能改变力的方向。
物体移动距离
h
时,拉力移动距离
s=2h
)
(
滑 轮
)
(
动滑轮
)
(
定义:
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。
特点:
使用滑轮组提起重物时,动滑轮上有
n
股绳子承担物重,提起物体的力就是物重的
n
分之一(忽略绳重及各处的摩擦)即:
F
=G/n s=
nh
隔离法求n:
在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线,将动滑轮和定滑轮隔离开,只考虑与动滑轮相连的绳子的股数。
滑轮组的绕线方式:
从轮子数量少的钩子开始;定动交替;就近原则;奇动偶定
)
(
滑轮组
)
(
功的定义
:
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。
)
(
做功的两个必备条件:
1.
作用在物体上的力
F
;
2.
物体在这个力的方向上移动的距离
s
。
)
(
功
) (
计算公式:
W
=
Fs
,其中
ρ
表示液体密度,
h表示液体
中该点到自由液面的竖直距离。
W
的单位是
N.m
,用焦耳命名,用J表示,1J=1N.m
)
(
克服某力做功:
当物体运动方向与受力方向相反时,我们常说克服该力做功。
)
(
1.
明确是哪个力对物体做工;
2.
移动的距离是物体在力的方向上移动
的距离;
3.
比较液体中压强大小的方法:观察
U
形管中两边液面高度差的大小
。
4.
F
与
s
的同时性:物体受力的同时移动的距离,移动距离的同时受力
;
5
.
F
与
s
的同体性:
F
与
s
应对同一个研究对象而言。
) (
用公式计算时注意的问题
)
(
定义:
物理学中,把一段时间内做的功与做功所用的这段时间的比叫做功率。
意义:
表示物体做功的快慢,单位时间内做的功。
公式:
P
=
, t=
, W=pt
单位:
焦
/
秒
(
J
/s)
,用瓦特来命名,即瓦特,简称瓦,用符号
W
表示(
1J/s=1W
)
常用的有千瓦(
kW
),
1kW=1000W
,兆瓦(
MW
),
1MW=10
6
W
)
(
功 率
)
(
功率
只反映做功的快慢,不表示做功的多少;
功率由做功的多少和做功的时间共同决定;
公式
P=W/t
实际上时求物体的平均功率;
公式
P=Fv
常应用于机车运动的情况;
由
P=Fv
知,当功率一定时,
F
与
v
成反比。
)
(
对功率的理解
)
(
总功:
拉力或动力所做的功,物理学中叫总功
W
总
。
额外功
:
对我们无用的,但又不得不做的功称额外功
W
额
。
有用功
:
从总功中减去额外功,才是对我们有用的功,物理学中叫有用功
W
有
。
W
有
=
W
总
-
W
额
机械效率
:
η
=
×
100
%
,
η
读作
“
Yītǎ
”
,
η
<
1
,
η
越高
,机械性能越好。
η
<
1
;
η
不是固定不变的,同
一机械在不同的做功过程中,
η
往往会不同;
η
的高低与是否省力
、
具体
做功
多少、物体提升高度等无关;
η
是表征机械性能的重要指标,
η
越高,机械性能越好。
)
(
对机械效率的理解
) (
机械效率
)
(
提高机械效率的方法:
尽量减少额外功,采用先进机械结构减轻本身的重力和保持良好的润滑减小摩擦
;
当额外功一定时,在机械所能承受的范围内,尽可能增加每次提升的物重,充分