内容正文:
第十一章 机械与功
杠杆
1.定义:在力的作用下能绕 转动的硬棒。
2.杠杆五要素
固定点
(1)支点O:杠杆绕其转动的点。
(2)动力F1:使杠杆 的力。
(3)阻力F2: 杠杆转动的力。
(4)动力臂L1:支点到 的距离。
(5)阻力臂L2:支点到 的距离。
3.平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即 。
4.分类
(1)省力杠杆:动力臂 阻力臂,省力费距离。
(2)费力杠杆:动力臂 阻力臂,费力省距离。
(3)等臂杠杆:动力臂 阻力臂,不省力也不省距离。
转动
阻碍
动力F1作用线
阻力F2作用线
F1L1=F2L2
大于
小于
等于
3
[八下,P75]作出图中所示力的力臂,并判断杠杆平衡时动力臂与阻力臂的大小关系。
小于
平衡时,动力臂
阻力
答案:如图所示
平衡时,动力臂
阻力臂
平衡时,动力臂
阻力臂
大于
等于
滑轮
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
图示
定义 滑轮的 . 固定不变 使用过程中
位置改变 和 的组合定义
位置
轴心
定滑轮
动滑轮
改变世界的机械
1.轮轴:轮轴由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成, .
称为轮, 称为轴;平衡的条件 =G·r;两个重要功能,一是 ,二是 。
2.斜面:与水平面成一定夹角的 平面。斜面光滑Gh= 。
3.螺旋:可以看作是绕在 上的斜面。特点是可以将 运动与 运动进行互相转化。
大的
小的
F·R
改变用力大小
改变物体的运动速度
FL
圆柱
旋转
沿轴向的
倾斜
功
1.功的定义:功等于 的乘积。
2.做功的两个必要因素:一是作用在物体上的 ,二是物体在这个力的方向上移动的 ,二者缺一不可。
3.计算公式:W= 。
4.单位: ,1 J=1 N·m。
力与物体沿力的方向移动距离
力
距离
Fs
焦耳(J)
5.不做功的三种情况
情况 不劳无功 不动无功 垂直无功
示意图
特点 物体在水平方向上不受力,因惯性而动 物体受力,但没有移动距离 有力且运动,但力的方向与物体运动的方向垂直
[八下,P83] 如图所示,用10 N的水平推力,使重为50 N的物体在水平桌面上移动0.5 m,推力做功 J;重力对物体做功 J。
5
0
功率
做功所用时间
快慢
瓦(W)
103
功的原理
1.内容:使用任何机械都 功。
2.适用范围: 的机械。
不省
所有
机械效率
1.有用功:无论是否使用机械,都必须要做的功。
公式:W有= 。
2.额外功:对人们没用但又不得不做的功叫额外功。
3.总功: 功与 功的总和。
公式:W总= 或W总=Fs。
4.机械效率
(1)定义: 跟 的比值叫做机械效率。
(2)特点:因为使用任何机械都要做额外功,所以机械效率总是小于 . 且没有 。
公式:η= 。
G物h
有用
额外
W有用+W额外
有用功
总功
1
单位
杠杆的认识及分类
下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是( )
C
A.自行车刹车 B.压蒜器压蒜 C.镊子夹物 D.钳子剪导线
如图所示,使用起子向上用力打开瓶盖时,起子可视为杠杆,这时杠杆的支点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
A
如图所示是利用羊角锤拔钉子的示意图,在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂L。
答案:如图所示
画最小动力问题,可转化为找最大力臂问题。两种情况:
(1)在动力的作用点明确的情况下,支点到动力的作用点的连线就是最大力臂;
(2)在动力作用点未明确时,支点到杠杆上最远的点的距离就是最大
力臂。
杠杆的平衡条件及应用
如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,在A点悬挂物体,在B点竖直向上拉动杠杆使其始终在水平方向保持平衡,拉力为F。下列说法正确的是( )
A.F的大小为物重的2倍
B.物重增加5 N,F的大小也增加5 N
C.物体悬挂点右移,拉力F会增大
D.将F改为沿图中虚线方向,拉力F会减小
C
[衍生子题]
如图所示,是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转