简单机械和功知识点归纳

1 简单机械和功简单机械和功 1 杠杆杠杆 1 杠杆 在力的作用下可以绕一固定点固定点转动的硬棒叫做杠杆 2 杠杆的 5 个要素 支点 杠杆绕着转动的点 用 O 点表示 动力 使杠杆转动的动力 用表示 1 F 阻力 阻碍杠杆转动的力 用表示 2 F 动力臂 从支点到动力作用线的距离 用表示 1 l 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 用表示 2 l 3 画力臂练习 方法 1 找支点 2 画力的作用线 3 通过支点向力的作用线画垂线 4 大括号 垂足符号 字母 4 最小力画法 1 支点与杠杆末端相连 2 力垂直于杠杆末端 从 M 端抬起均匀木棒 把水倒入杯中 2 5 杠杆平衡的条件 杠杆原理 动力 动力臂 阻力 阻力臂 即 2211 lFlF 杠杆静止静止或绕支点匀速转动匀速转动时 说明杠杆处于平衡状态 6 杠杆平衡条件的计算 例题例题 1 假如在一跷跷板中大人重 750N 小女孩重 250N 当大人离跷跷板的转轴 0 5m 时 小 女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 例题例题 2 如图 一轻质杆 OA 一端固定在竖直墙上 可绕 O 点转动 已知 0A 0 3cm OB 0 2cm 在 A 点处悬挂一重物 G 质量为 2kg 若在 B 处施一竖直向上的拉力 F 使杠杆在水平线上平衡 此时拉力 F 为多少 例题例题 3 如图 OB 2BA 物体重为 60N 不计杠杆自身重力 绳 与杆的夹角为 30 则绳的拉力为多少 4 杠杆平衡的条件实验杠杆平衡的条件实验 例题例题 1 在 探究杠杆的平衡条件 实验中 应先调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置 平衡 这样做是为了便于测量 如发现杠杆左端偏高 则可将右端的平衡螺母向 调 节 此后在整个实验过程中 能否再旋动两端的平衡螺母 下图是小明同学三次实验的情景 实验时所用的每个钩码重均为 0 5N 杠杆上刻线的间距为 5cm 部分实验数据记录如下表 实验次数实验次数动力动力 F1 N动力臂动力臂 L1 cm阻力阻力 F2 N阻力臂阻力臂 L2 cm 11 5101 212010 31201 510 1 请将表格中的实验数据补充完整 2 小明的第 3 次实验记录中有一个数据明显错误 它是 错误原因是 3 某次测量中 在如图 14 所示的条件下杠杆已处于平衡状态 若小明同时拿走两边下方的 两个钩码 则杠杆的 左 或 右 端将下沉 为使杠杆恢复水平平衡 小明应 将左侧剩余的两个钩码移至 点处 3 答案答案 水平 力臂 左 左 15 2 20 弹簧测力计没有竖直向下拉 或动力臂测量错误 左 D 例题例题 2 小明同学探究杠杆平衡条件 不考虑杠杆自重和摩擦 1 实验前没有挂钩码时 小明发现杠杆右端下倾 则应将左端的平衡螺母向 调 使 杠杆在水平位置平衡 这样做的目的是 2 三次实验数据记录表格如下 实验序号实验序号动力动力 F1 牛 牛 动力臂动力臂 L1 厘米 厘米 阻力阻力 F2 牛 牛 阻力臂阻力臂 L2 厘米 厘米 12424 24638 3846 小明用如图甲所示进行第 3 次实验 弹簧测力计的所示如图乙所示 则动力 F1 N 分析三次实验数据 发现第 3 次实验中弹簧测力计示数偏大 检测弹簧测力计发现完好无损 原因可能是 3 小明通过实验探究 得出了杠杆平衡条件 生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第 次 实验原理 答案答案 1 左 尽量减小杠杆的自重对实验的影响 2 3 6 弹簧测力计没有向下拉 3 2 例题例题 3 在探究杠杆平衡条件的实验中 1 小明发现杠杆右端低左端高 要使它在水平位置平衡 应将杠杆右端的平衡螺母向 调节 小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 2 如图甲所示 在杠杆左边 A 处挂四个相同钩码 要使杠杆在水平位置平衡 应在杠杆右 边 B 处挂同样钩码 个 3 如图乙所示 用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉 当弹簧测力计逐渐向右倾斜时 使杠杆 仍然在水平位置平衡 则弹簧测力计的示数将 变大 变小 不变 其原因 是 答案 答案 1 左 消除杠杆的重力对实验的影响 使杠杆的重力的力臂为 0 便于测量力臂 2 3 3 变大 该力的力臂变短了 此时的 力臂不是 0C 例题例题 4 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 杠杆上每格等距 1 实验前没挂钩码时 发现杠杆左端上翘 应将左端平衡螺母向 旋一些 选填 左 或 右 使杠杆在 位置平衡 甲甲 乙乙 4 2 实验中 用图 12 所示的方式悬挂钩码 杠杆也能平衡 但采用这种方式是不妥当的 这 主要是因为 A 一个人无法独立操作 B 需要使用太多的钩码 C 力臂与杠杆不重合 D 力和力臂数目过多 3 图 12 中 不改变支点 O 右侧所挂的两个钩码及其位置 保持左侧第 格的钩码不 动 将左侧另外两个钩码改挂到它的下方 杠杆仍可以平衡 答案答案 1 左 水平 2 D 3 2 例题例题 5 在 探究杠杆平衡条件 的实验中 1 实验前没有挂钩码时 若杠杆右端下倾 则应将右端的平衡螺母 选填 左 或 右 调节 使杠杆在水平位置平衡 2 如图所示 杠杆在水平位置平衡后 若将左侧的 3 个钩码该挂在 D 处 要是杠杆仍然保 持平衡 则应将右端钩码该挂在 处 3 如图所示 杠杆在水平位置平衡后 若在左侧的 3 个钩码下添加 1 个钩码 要使杠杆仍 然保持平衡 则应将右侧钩码改挂在 处 4 分析有关实验数据 可得出杠杆平衡条件是 答案答案 1 左 2 M 3 K 4 动力 动力臂 阻力 阻力臂 7 杠杆的分类与应用 名称结构特征特点应用举例 省力杠杆动力臂 阻力臂省力 费距扳手 动滑轮 钢丝钳 费力杠杆动力臂 阻力臂费力 省距理发剪刀 钓鱼竿 筷子 船桨 等臂杠杆动力臂 阻力臂不省力 不费距天平 定滑轮 2 滑轮滑轮 定滑轮 定滑轮 定义 中间的轴固定不动的滑轮 实质 定滑轮的实质是 等臂杠杆等臂杠杆 特点 使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向不能省力但是能改变动力的方向 对理想的定滑轮 不计轮轴间摩擦 F G 绳子自由端移动距离绳子自由端移动距离 SF 或速度或速度vF 重物移动的距离重物移动的距离 SG 或速度或速度vG 动滑轮 动滑轮 定义 和重物一起移动的滑轮 可上下移动 也可左右移动 实质 动滑轮的实质是 动力臂为阻力臂动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆倍的省力杠杆 特点 使用动滑轮能省一半的力 但不能改变动力的方向省一半的力 但不能改变动力的方向 理想的动滑轮 不计轴间摩擦和动滑轮重力 则 F 1 2G 只忽略轮轴间的摩擦则 拉力 F 1 2 G物 物 G动动 绳子自由端移动距离 SF 或 或vF 2 倍的重物移动的距离倍的重物移动的距离 SG 或或vG F1 l1 F2 l2 5 滑轮组 滑轮组 定义 定滑轮 动滑轮组合成滑轮组 特点 使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 理想的滑轮组 不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力 拉力 F 1 n G 只忽略轮轴间的摩 擦 则拉力F 1 n G物 物 G动动 绳子自由端移动距离 SF 或vF n倍的重物移动的距离 SG 或 vG 组装滑轮组方法 首先根据公式 n G物 G动 F 求出绳子的股数 然后根据 奇动偶定 的 原则 结合题目的具体要求组装滑轮 3 功 1 功 W 一个力作用在物体上 且物体沿力的方向沿力的方向通过了一段距离 物理学上称这个力对物 体做了机械功 简称做了功 2 计算公式 单位 焦耳 焦 符号 J 即 SFW mNJ 11 3 做功的两个必要条件 对物体要有力的作用 物体要在力的方向上通过一定的距离 4 功率 1 功率 单位时间内所做的功 物理意义 表征力做功快慢的物理量 2 计算公式 单位 瓦特 瓦 符号 W 即 t W P sJW11 3 单位换算 WkW 3 101 WMW 6 101 5 机械效率 1 有用功 额外功 总功 额外有用总 WWW 2 机械效率 有用功与总功的比值 即 100 总共 有用功 机械效率 100 总 有用 W W 3 机械效率总小于机械效率总小于 1 探究测滑轮组机械效率探究测滑轮组机械效率 1 实验原理 2 实验器材 弹簧测力计 刻度尺 3 要测的物理量 物重 G 拉力 F 重物上升的距离 h 弹簧测力计移动的距离 S 4 操作注意点 1 匀速竖直向上拉动弹簧测力计 2 不能在静止时读弹簧测力计的示数 应在匀速拉动过程中读数 5 相同的滑轮组 绕绳方法虽不同 但提升相同的重物时 机械效率是相同的 用同样的滑轮 组提升不同的重物 重物越重滑轮组的机械效率越大 探究斜面的机械效率探究斜面的机械效率 实验原理 6 所测物理量 物重 G 拉力 F 重物上升的距离 h 弹簧测力计移动的距离 S 测量仪器 弹簧测力计 刻度尺 注意事项 1 在实验过程中 拉力方向应与斜面保持一致且要匀速向上拉动弹簧测力计 2 不能在静止时读弹簧测力计的示数 应在匀速拉动过程中读数 斜面机械效率的影响因素 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 实验结论 1 在斜面粗糙程度相同时 斜面越陡 机械效率越高 2 在斜面倾斜程度相同时 斜面越粗糙 机械效率越低 10 年武汉市 下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置 实验时他用弹簧测 力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动 实验的部分数据如下 实验 次数 斜面倾斜程 度 物块重量 G N斜面高度 h m 沿斜面拉力 F N 斜面长 s m 机械效率 1较缓100 15 01 2较陡100 36 7145 3最陡100 58 4160 小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系 在第 1 次实验中 斜面的机械效率 为 物块和斜面的内能增加了约 分析表格中数据可以得出结论 在斜面粗糙程度相同时 斜面越陡 机械效率越 若 要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系 应保持 不变 3 在第 1 次实验中物体和斜面间的摩擦力为 N 4