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第5节改变世界的机械 第十一章机械与功 杠杆 斜面 滑轮 轮轴 螺旋 1 简单机械的家族 1 除了前面我们学习过的杠杆和滑轮 简单机械家族中还有轮轴 斜面 螺旋等成员 2 轮轴由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成 大的称为轮 小的称为轴 使用轮轴能够省力 3 斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 使用斜面可以省力 讨论交流 从杠杆到轮轴 轮轴 1 井上的辘轳 从右边看过去 可以画成下图 动力臂大于阻力臂 省力杠杆 2 汽车的方向盘 从上边看下去 也可以画成下图 动力臂大于阻力臂 省力杠杆 3 水龙头 从上边看下去 也可以画成下图 动力臂大于阻力臂 省力杠杆 分析下图可知 作用在轮子上的力f与作用在轴上的力g的关系为 f r g r 轮和轴半径不同 作用在轮和轴上的力也不相同 同一时间内轮和轴转过的角度相同 因此当轮轴转动时分别绕在轮和轴上的绳子运动速度不同 轮轴的主要功能 改变用力大小 改变物体的运动速度 轮轴的应用 斜面 1 徒手搬运 2 利用斜面搬运 根据上图我们可以看出 斜面也是一种省力机械 斜面为什么能省力 如左图 如果不计物体与斜面之间的摩擦 用力f沿斜面把物体匀速推 或拉 上去所做的功 应该等于直接将物体举高所做的功 即 gh fl 由此可知推力或拉力f的计算公式为 f gh l 如果不计摩擦 斜面长是斜面高的几倍 拉力或推力就是物体所受重力的几分之一 将玩具车升高20公分 说说谁费力谁省力 甲最费力 丙最省力 由此可知斜面越缓和越省力 螺旋 特殊的斜面 螺旋除了省力 还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化 螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面 斜面的应用 2 改变世界的机械 机械的发明 改变了整个世界 纳米仿生机器人 油轮 从陆地到海洋 天空到太空 航天飞机冲向太空 潜艇冲出海面 如破海蛟龙 自动化 智能化机械进入到我们生活 机器人与人进行简单交流 机器人打太极 2 改变世界的机械 1 轮轴是变形的杠杆 使用它时 a 不能改变力的方向 只能省一半的力b 能改变力的方向 但不能省力c 动力作用在轮上时 可以省力d 动力作用在轴上时 可以省力 c 2 盘山公路往往环绕山坡 盘山而上
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