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第十一章 机械与功
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课标要求
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考点速记
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A
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思维导图
A
B
课标要求
1.知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义;
2.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径;
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
C
考点速记
考点一:杠杆
1.定义:在力的作用下能绕支点转动的坚实物体可以看做杠杆。
2.杠杆的五要素:①支点:杠杆绕着转动的支撑点,用O表示;
②动力:使杠杆转动的力,用F1表示;
③阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示;
④动力臂:从支点到动力作用线的距离,用L1表示;
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用L2表示。
【知识延伸】画杠杆力臂“四步法”
3.杠杆平衡:当动力与阻力的作用效果相互抵消时,杠杆处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡。
【知识延伸】杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动两种状态。
4.探究杆杆平衡条件注意事项:
①调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘端移动;
②实验时要调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于测量力臂,消除杠杆自身重力的影响;
③探究杠杆平衡条件时进行多次实验的目的是:使实验结论具有普遍性,避免偶然性。
④要使杠杆重新平衡,必须使杠杆再次满足平衡条件。
5.杠杆的平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂=阻力×阻力臂,即公式:F1L1=F2L2,变形:。
6.杠杆的分类及应用:①省力杠杆:动力臂>阻力臂,省力、费距离;应用:钳子、手推车、铡刀、撬棍、花枝剪刀等;
②费力杠杆:动力臂<阻力臂,费力,省距离;应用:理发剪刀、钓鱼竿、人的前臂等;
③等臂杠杆:动力臂=阻力臂,不省力、不费距离;应用:天平、跷跷板、晾衣架等。
【知识延伸】判断杠杆种类的方法
【小试牛刀】1.关于杠杆,下列说法正确的是( )
A. 杠杆一定是一根直的硬棒;
B.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置;
C. 作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反;
D. 力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上。
2.如图所示,杠杆在图示位置平衡,请画出力F的力臂L。
考点二:滑轮
1.定义:周边有槽,并可以绕轴转动的轮子叫做滑轮。
2.分类及特点:①定滑轮:使用时,滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮。特点:实质是等臂杠杆,不省力,不费距离,可改变力的方向;
②动滑轮:滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。特点:实质是动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆,省力,费距离,不能改变力的方向;
③滑轮组:把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。特点:能省力,但费距离,也能改变力的方向。
3.滑轮组绳子有效段数n的判别方法——隔离法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线将其隔离开,数一数绕在动滑轮绳子上的段数即可。
【知识延伸】定滑轮、动滑轮及滑轮组中的关系式(以竖直方向为例)
类型
拉力F与物体重力G物的关系(不计绳重及摩擦)
重物提升的高度h与绳子自由端移动的距离s绳的关系
重物提升的速度V物与绳子自由端移动的速度V绳的关系
定滑轮
F=G物
s绳=h
V绳=V物
动滑轮
F=(G物+G动)
s绳=2h
V绳=2V物
滑轮组
F=(G物+G动)(n指承担物重的绳子有效段数)
s绳=nh(n指承担物重的绳子段数)
V绳=nV物(n指承担物重的绳子段数)
【小试牛刀】1.学校旗杆的顶端装有定滑轮。定滑轮的作用是( )
A. 省力
B. 改变力的方向
C. 节约资源
D. 降低费用
2.某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知( )
A. A是动滑轮
B. B是定滑轮
C. 如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
D. 电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
3.在如图所示的滑轮中,支点是 (选填“A”“B”或“C”), 相当于杠杆的动力臂,若F=25N,不计动滑轮重力及摩擦,G= N。
考点三:功
1.定义:物理学中规定:如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离,就说力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动距离。
3.功的计算:物理学中规定:功等于力(F)与物体沿力的方向移动距离(S)的乘积。
4.功的计算公式:W=FS
5.功的单位:在国际单位制中,功的单位是N·m,专门名称叫作焦耳,简称焦,其符号J。1J=1N·m。
【知识延伸】力对物体没有做功的三种情况:①有力无距离