初三物理人教版简单机械知识点总结

1 人教版人教版简单机械知识点总结简单机械知识点总结 杠杆杠杆 一 杠杆 1 定义 一根硬棒 在力的作用下能绕着固定点转动 这根硬棒就叫杠杆 1 硬棒 不一定是棒 泛指有一定长度的 在外力作用下不变形的物体 2 杠杆可以是直的 也可以是任何形状的 2 杠杆的七要素 1 支点 杠杆绕着转动的固定点 用字母 O 表示 它可能在棒的某一端 也可能在棒的 中间 在杠杆转动时 支点是相对固定的 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 动力作用点 动力在杠杆上的作用点 5 阻力作用点 阻力在杠杆上的作用点 6 动力臂 从支点到动力作用线的垂直距离 用 l1 表示 7 阻力臂 从支点到阻力作用线的垂直距离 用 l2 表示 注意 无论动力还是阻力 都是作用在杠杆上的力 但这两个力的作用效果正好相反 一般情 况下 把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力 而把阻碍杠杆按照需要方向 转动的力叫阻力 力臂是点到线的距离 而不是支点到力的作用点的距离 力的作用线通过支点的 其力臂为零 对杠杆的转动不起作用 3 杠杆示意图的画法 1 根据题意先确定 支点 O 2 确定动力和阻力并用虚线将其作用线 延长 3 从支点向力的作用线画垂线 并用 l1和 l2分别表示动力臂和阻力臂 如图所示 以翘棒为例 第一步 先确定支点 即杠杆绕着哪一点转动 用字母 O 表示 如图甲所示 第二步 确定动力和阻力 人的愿望是将石头翘起 则人应向下用力 画出此力即为动力用 F1 表示 这个力 F1作用效果是使杠杆逆时针转动 而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反 在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动 则阻力是石头施加给杠杆的 方向向下 用 F2 表示 如图乙所示 第三步 画出动力臂和阻力臂 将力的作用线正向或反向延长 由支点向力的作用线作垂线 并标明相应的 l1 l2 l1 l2 分别表示动力臂和阻力臂 如图丙所示 二 杠杆的平衡条件 1 杠杆的平衡 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时 我们就说杠杆平衡了 2 杠杆的平衡条件实验 F2 F1 F1 F1 l1 l2 F2 F1 F1 F1 l1 l2 O 2 1 首先调节杠杆两端的螺母 使杠杆在水平位置平衡 如图所示 当杠杆在水平位置平衡时 力臂 l1和 l2恰好重合 这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了 而图甲杠杆在倾斜位 置平衡 读力臂的数值就没有乙方便 由此 只有杠杆在水平位置平衡时 我们才能够直接从杠杆 上读出动力臂和阻力臂的大小 因此本实验要求杠杆在水平位置平衡 2 在实验过程中绝不能再调节螺母 因为实验过程中再调节平衡螺母 就会破坏原有的平衡 3 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 或 F1l1 F2l2 杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度 即匀速转动时 也叫做杠杆的平衡 这属于 动平 衡 而杠杆静止不动的平衡则属于 静平衡 三 杠杆的应用 1 省力杠杆 动力臂 l1 阻力臂 l2 则平衡时 F1 F2 这种杠杆使用时可省力 即用较小的动 力就可以克服较大的阻力 但却费了距离 即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离 并且比不使用杠杆 力直接作用在物体上移动的距离大 2 费力杠杆 动力臂 l1 阻力臂 l2 则平衡时 F1 F2 这种杠杆叫做费力杠杆 使用费力杠杆 时虽然费了力 动力大于阻力 但却省距离 可使动力作用点比阻力作用点少移动距离 3 等臂杠杆 动力臂 l1 阻力臂 l2 则平衡时 F1 F2 这种杠杆叫做等臂杠杆 使用这种杠杆既 不省力 也不费力 即不省距离也不费距离 既省力又省距离的杠杆时不存在的 一 基本方法 对于滑轮或滑轮组的拉力 F 或机械效率 一般分为三种状态 a 理想状态 即不计滑轮的重 绳重 摩擦力 此时 拉力 机械效率 b 半理想状态 只计 不计 此时拉力 机械效率 c 实际状态 只计 G动 G绳 Gf 此时拉力 机械效率 二 滑轮组打捞问题 如图所示 设动滑轮对重物的拉力为 T 绳子自由端的拉力为 F 半理想 则 1 物体在水中 有 O l1 l2 3 2 出水前有 n 为动滑轮上绳子的股数 出水后 有 3 物体在水中拉力做的有用功 4 机械效率 其中是绳自由端移动的距离 h 为物体 上升的高度 三 倒下 的滑轮 1 使用动滑轮 要搞清谁是动力 谁是阻力 当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时 设物体与地 面间的摩擦力为 f 若拉力作用在绳的自由端 有 则可省力一半 如图 a 所示 若拉力作用动滑轮 轴上 有 如图 b 这时反而费力 可见 对水平使用动滑轮是否省力 一定要注意动力作用在何处 2 绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为 其中分别指绳的自由端移动 的距离 速度 分别指动滑轮或物体移动的距离 速度 是指动滑轮上绳子的股数 3 当滑轮沿水平方向拉物体时 可忽略动滑轮重 4 求机械效率时 有用功一般指克服摩擦阻力做的功 即 5 在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率 四 根据要求设计滑轮组 1 根据要求确定动滑轮上绳的段数 2 根据绳的段数 确定动滑轮的个数 一个动滑轮可拉 2 段绳 还能改变用力方向 但也可以拉三段绳 但就不能改变用力方向了 设想如果需要 n 段绳 n 为偶数 那么就需要个动滑轮和个定滑轮 穿绳组装时 绳的固定端要固定在 n 2 n 2 滑轮下的挂钩上 这叫做 偶定 若不改变力的方向 还可少用一个定滑轮 即个定滑轮 n 1 2 如果 n 为奇数 则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮 穿绳时 绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上 n 1 2 这叫做 奇动 这不能改变用力方向 如果还想改变用力方向 就应再加一个定滑轮 即个定滑轮 n 1 2 4 上述方法叫 奇动偶定 图 6 图 7 例 5 如图 8 所示 某打捞队的工人用滑轮组把底面积为 高为 2m 的实心圆柱体从水下提起 已知圆柱 体的密度为 水的密度为 滑轮组的机械效率是 70 g 取 10N kg 滑轮和