内容正文:
第9讲 功和机械能 简单机械
功和机械能、简单机械
1.做功的两个必要因素:
① ;
② 。
三种不做功的情况:
①有F,无s,劳而无功;如,搬而未起,推而未动。
②有s,无F,不劳无功;如,球被抛出后,继续运动。
③有F,有s,F与s垂直,垂直无功;如,水平搬动物品。
拉力做功: W=Fs 。
水平匀速直线,克服摩擦力做功: W=Fs=fs 。
匀速向上,克服重力做功: W=Fs=Gh 。
重力做功: W=Gh 。
2.E=Ek+Ep Ek与m、v有关;Ep与m、h有关。
注:匀速、加速、减速、上升、下降。
判断速度变化:“匀速”、“加速”、“减速”、“刹车”;
判断高度变化:“上升”、“下降”、“下滑”、“近地点”、“远地点”;
判断质量变化:飞机投放救灾物资、洒水车洒水作业、垃圾清扫车清扫作业;
判断机械能变化:光滑、粗糙、不计摩擦和空气阻力。
3.机械能守恒定律:只有动能和势能的相互转化,机械能的总量保持不变。
4.能量守恒定律:
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
5.永动机不能实现的原因:违背了能量守恒定律。
6.汽车上坡时将高速挡换成低速挡目的是:
在汽车的输出功率一定时,由P=Fv可知,减小速度可以获得较大的牵引力。
7.使用机械目的:省力、省距离、改变力的方向。
功的原理:任何机械都不省功。
8.区分省力杠杆、费力杠杆:
a.比较力臂的大小; b.比较省、费距离。
9.省力杠杆(费距离杠杆):
电工钳、瓶盖起子、独轮车、撬棒、羊角锤、铡刀、道钉撬、核桃夹子、车闸、扳手、碗夹。
10.费力杠杆(省距离杠杆):镊子、筷子、钓鱼竿、笤帚、船桨、食品夹、提盘器、起重机吊臂、人的前臂、摇扇子、舂米碓。
11.等臂杠杆:托盘天平、定滑轮、跷跷板。
12.定滑轮
实质:等臂杠杆。
特点:不省力、不费力、不省距离、不费距离,只改变力的方向。
13.动滑轮
实质:动力臂=2阻力臂的省力杠杆。
特点:可以省一半的力,费一倍的距离,不能改变力的方向。
14.滑轮组
定滑轮和动滑轮组装在一起。
滑轮组4个关系式:
a. ;
b. ;
c. ;
d. 。
不计绳重和摩擦,提升G、h相同,η甲=η乙;η与G和G动有关,与h、省力情况、绕线方式等无关。
15.斜面特点:省力、费距离。
应用:盘山公路、楼梯、螺丝(螺纹越密越省力)、残疾人通道。
轮轴特点:动力作用在轮上,省力;
动力作用在轴上,省距离。
应用:方向盘、螺丝刀、水龙头把手、钥匙、扳手拧螺丝。
16.杠杆模型主要因素:能绕固定点转动的硬棒。
次要因素:杠杆的形状、材质。
斜面模型主要因素:坡度。
次要因素:形状、平整程度。
17.机械效率是反映机械做功性能好坏的物理量,机械效率的高低与机械是否省力、功率大小无关。
18.提高机械效率的方法:
a.滑轮组:增大物重、减小动滑轮自重、减小绳重和摩擦;
b.斜 面:增大斜面的倾斜程度、减小摩擦力。
19.用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,L动和F阻大小不变,L阻变大,F动变大。
20.用竖直向上的力欲将长方形地板砖一端稍微抬离地面的两种方案,如图甲、乙所示,两种方案一样省力。
21.由水滴下落的频闪照片可知,水滴下落受非平衡力,其功率越来越大。
22.探究动能大小影响因素的实验中,用圆柱体代替钢球的好处:圆柱体运动方向便于控制,可保证圆柱体与木块正面相撞,减小实验误差。
古代科技
滑车:
据考古资料,我国在商周时期的铜矿开采中,已经使用了用定滑轮做的滑车(如图)。在滑车的两端有一个直通的孔,将轴从孔中穿过,并且固定在较高的位置,以便于卸下绳子从矿井中提升的矿料。由于轴和轴孔都是中间粗、两端细的结构,穿入轴后与其孔对应配合,达到既能限位又能顺畅转动的目的。据考古测定,这种滑车的年代为公元前 1250 年前后,是迄今世界上最早的定滑轮装置。
古代典籍《天工开物》
水转筒车:筒车,这种灌溉工具约产生于隋唐时代,有千年以上历史,是当时我国先进的灌溉工具。靠水流冲击转轮,轮上的筒就依次汲水灌溉到岸上的田地里。直至今日 ,云、桂川、甘、陕、粤等地仍在广泛使用。高转筒车的原理与筒车类似 ,通过两个轮子和一个传输装置,在地势较陡峻而无法开水塘的地方,能使低处的水被提到较高的田地里去。
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