内容正文:
第十一章 简单机械和功
课时11.1 杠杆
1. 知道什么是杠杆及杠杆五要素,会画杠杆的力臂;
2. 理解杠杆的平衡条件及应用,会判断省力杠杆和费力杠杆;
题型汇总:杠杆及其五要素、杠杆的平衡条件、杠杆的分类、力臂的画法、杠杆的动态平衡分析、杠杆中最小力的问题、杠杆的应用、探究杠杆的平衡条件实验。
旅行箱的力臂
· 杠杆
定义:在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒;
注:杠杆不一定是直的,也可以是弯的,也可以是各种形状的,如羊角锤、镊子等,但它一定是硬棒,即不能变形的棒;
杠杆五要素:
支点:杠杆绕着转动的点; 力臂:从支点到力的作用线的距离;
动力:使杠杆转动的力; 动力臂:从支点到动力作用线的距离;
阻力:阻碍杠杆转动的力; 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离;
· 杠杆力臂的画法作最小动力
①找点,先确定支点O;②画线,画力作用线(有的时候还需要用虚线将力的作用线延长);③作垂线段,从支点O向力的作用线引垂线;④则从支点到垂足的距离就是力臂,力臂用虚线表示,并用大括号标明(或用实线箭头标明;在旁边标字母表示,江苏中考不推荐此方法)。
*杠杆平衡时最小动力的画法:先寻找最大动力臂。①当动力作用点确定后,连接支点到动力作用点的距离即为最大动力臂。②当动力作用点没有规定时,应看杠杆上哪一点离支点最远,如图所示。先找到离支点最远的点A,则OA为最大动力臂,最小力F垂直OA。
· 杠杆平衡
定义:在力的作用下,杠杆处于静止不动或匀速转动。
我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验,是杠杆在水平位置平衡。在实验生产和生活中,这样的平衡是不多的,很多情况下,杠杆都是倾斜静止的;
即:杠杆平衡不一定要在水平位置静止,不论在什么位置静止,都是叫杠杆平衡。
· 探究杠杆的平衡条件
实验步骤:先把杠杆调水平静止平衡,采用控制变量法进行探究,即动力F1、动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2四个量,每次保持两个量不变,观察并记录四个量的变化。
① 保持钩码和弹簧测力计的位置不变,改变钩码的数量;
② 保持钩码的数量和位置不变,改变弹簧测力计的位置;
③ 保持弹簧测力计的位置和钩码数量不变,改变钩码的位置。
结论:当杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂,用字母表示可写成F1∙l1 = F2∙l2。即杠杆平衡条件,又称杠杆原理。
实验常考点:① 调平衡:哪端翘起,平衡螺母就往哪边调;② 杠杆为什么要水平位置上平衡:一是为了便于测量力臂的大小;二是为了使杠杆重心落在支点上从而消除杠杆的重力对平衡的影响;③ 一组实验数据太少,具有偶然性,要多次实验,寻找普遍规律;
· 杠杆静止平衡时的动力和阻力方向关系
动力和阻力的方向不一定相反。①如支点在二力之间,那动力和阻力大致方向基本同向;②如支点在一侧,则二力大致方向相反。
· 杠杆的应用、分类
第十一章 简单机械和功
课时11.2 滑轮
3. 理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用;
4. 理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。
题型汇总:定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点、动滑轮拉力的计算、滑轮组及其工作特点、滑轮组绳子拉力的计算、滑轮组的设计与组装。
· 定滑轮、动滑轮、滑轮组
滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子。
· 滑轮组横放
使用这类滑轮组时,滑轮组用几段绳子承担物体所受摩擦力,拉力大小就是物体所受摩擦力大小的几分之一,即F拉= f / n(不计绳重、滑轮重及绳与轮、轮与轴间的摩擦)。
· 滑轮组组装和绕绳法
一般来说,在给滑轮组绕绳时,首先要确定承担物重的绳子股数n,然后根据“奇动偶定,由内向外”的原则绕绳。如承担物重的绳子段数为奇数时,绳子的起点从动滑轮开始绕线;
第十一章 简单机械和功
课时11.3 功
5. 知道功的概念,理解做功的两个必要因素;
6. 能够判断力在什么情况下做功及不做功;
7. 掌握功的定义、单位;能够用功的定义式进行计算。
题型汇总:功的概念、力做功的必要因素、力是否做功的判断、功的大小比较、功的计算、功的原理、探究斜面的功的原理实验。
· 功和做功条件
定义:把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功。
计算公式:用F表示力,s表示在力的方向上通过的距离,功W = Fs;单位:焦耳;
力对物体做功的两个必要因素:一是对物体要有力的作用,二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
力对物体不做功的三种情况:
· 功的原理
(1)使用任何机械时,人对机械所做的功,都不会少于不用机械而直接用手所做的功,省力但要费距离,或者可以省距离但要费力,也就是说,使用任何机械都不省功。这个结论叫“功的原理”。
(2)对功的原理的理解:在不考虑机械本身的重力和摩擦的情况下,使用机械所做的功至少等于不用机械而直接用手对物体所做的功;在考虑机械本身的重力和摩擦的情况下,使用机械总比不用机械