内容正文:
第四单元《简单机械》知识梳理
4.13.撬重物的窍门
1、像这种用来撬动重物的装置叫作杠杆,它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。
2、杠杆三要素:
支撑着杠杆,使杠杆能围绕其转动的位置叫支点
在杠杆上用力的位置叫动力点
杠杆克服阻力的位置叫阻力点
3、使用杠杆工作时,支点到动力点的距离要等于支点到阻力点的距离,平衡尺才能保持平衡。
4、距离支点越远,保持平衡需要的钩码越少,即越省力。
5、省力杠杆和费力杠杆
省力杠杆:支点到动力点的距离大于支点到阻力点的距离,如花剪、开罐头的螺丝刀、杆秤。
费力杠杆:支点到动力点的距离小于支点到阻力点的距离,如扫帚、镊子、理发剪刀。费力杠杆虽然在使用时比较费力,但是能节省距离,更方便。
既不省力也不费力杠杆,支点到动力点的距离等于支点到阻力点的距离如天平
生活中的不省力杠杆,即费力杠杆,并非真正“费力”,用它是为了省距离。
6、小杆秤的支点为提纽与秤杆的接触点,用力点为秤盘或秤钩的吊线与秤杆的接触点,阻力点为秤砣吊线与秤杆的接触点。在称重时,杆秤实为一个省力杠杆。
7、公元前3世纪,古希腊学者阿基米德在前人使用吊杆和撬棍的经验的基础上,提出了杠杆原理。阿基米德曾经说过:“假如给我一个支点,我就能推动地球。”
4.14 拧螺丝的学问
1、像螺丝刀、汽车方向盘这样,轮和轴固定在一起,轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。
2、轮轴的概念涉及三个要素:
①轮大轴小
②轮与轴固定 在一起,两者同时转动
③ 有外力作用在轮或轴上,使其转动,从而克服对应轴或轮的旋转阻力转动。
3、轮轴的轴心可看作杠杆的支点,则轮半径为用力点到支点的距离,轴半径为阻力点到支点的距离。因此轮轴是杠杆的一种变形,属于杠杆类机械。
4、内六角扳手也是一种轮轴工具。把长柄作为轮,把短柄作为轴,转动长柄拧螺丝,更省力。因为手柄好比轮轴上的轮,扳手与螺丝的接触面好比轴,由于轴不变,轮越大就越省力。
5、竹蜻蜓,在轴上用力,可利用其在手心连续滚动多圈,使叶片快速转动。
擀面杖,在轴上用力,使轮转动的距离远。
石磨,在轮上用力。
套筒扳手,在轮上用力。
6、在明代科学家宋应星所著的《天工开物》中,记载了我国古代使用轮轴的许多发明创造。
7、螺丝刀的刀把越粗越省力。
4.15.升旗的方法
1、因为旗杆顶端有一种简单机械装置——滑轮,利用它可以把物体轻松地拉向高处。国旗是通过旗杆顶端的定滑轮升上去的。
2、滑轮是一种可绕绳子、带凹槽的轮,它可以绕着中心的轴转动。绳子套在轮子的槽里,才不会滑出来。
各部分的作用:
滑轮槽沟——供线绳环绕;
挂钩——挂重物,将重物的重力作用在滑轮上;
滑轮轴——让轮子能够自由转动。
3、 如果滑轮工作时只是转动,位置固定不变,这样的滑轮叫作定滑轮。如果滑轮随着被拉的物体一起移动位置,这样的滑轮叫作动滑轮。
4、 定滑轮工作时可以看成一个等臂杠杆,滑轮的轴心是杠杆的支点,阻力点和用力点到支点的距离相等。因此,用定滑轮提升物体时,拉力等于重力。
5、动滑轮工作时可以看成一个省力杠杆,用力点到支点的距离是阻力点到支点距离的2倍。因此,用动滑轮提升物体时,拉力等于物体和滑轮总重力的一半。
4.16.斜坡的启示
1、搬自行车上台阶、把重物搬上卡车时会感到很费力,如果我们沿台阶的坡面放置一块木板或者在车厢与地面之间搭一块木板,就可以形成一个斜坡,利用斜坡完成搬运工作比较省力。
2、古人利用斜坡将巨石从低处推到高处,这样可以省力。
3、像搭在车厢与地面之间的长硬板这样,与地面有一定的夹角(坡度)的面,叫作斜面。它能帮助人们抬升重物,减轻劳动强度。
4、将一张直角三角形的纸沿一条直角边绕在一支铅笔上,可以看到三角形纸的斜边在铅笔上形成了螺纹,这类似于螺丝的螺旋。螺丝上的螺旋是一种变形的斜面。
5、将两张锐角不同的直角三角形纸分别沿直角边绕在粗细相同的铅笔上,可以发现坡度小的螺纹密,坡度大的螺纹疏,因此螺纹越密越省力。
6、盘山公路修成“S”形可以使坡度变小,达到省力的目的。
7、杠杆、轮轴、滑轮、斜面等装置构造简单,既能减轻人们的劳动强度,又能提高工作效率,被称为简单机械。
8、自行车各部件用到的简单机械及其作用
自行车部件
简单机械的类型
起到的作用
车把
轮轴
省力,轻松控制方向
车闸
杠杆
省力
脚踏板
轮轴
省力
变速器
轮轴
省力或省距离
车铃
轮轴
省力
车轮和车轴
轮轴
加快速度
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