简单机械知识点

1、第十一章：简单机械第一节：杠杆1、定义：在的作用下绕着转动的叫杠杆【说明】：杠杆可 可 ，形状。 有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2、五要素一一组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母0表示。0动力：使杠杆转动的力。用字母F i表示。r图13阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F 2表示。F动力臂:从到的距离。用字母Li表示。阻力臂:从到的距离。用字母了L2表示。【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。2 、动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 3 、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。4 、力臂是指“点到线”的距离，即支点到力

2、的作用线的距离，而不是“点到点”的距离画力臂方法：一定点（支点）、二画线（力的作用线）、三连距离、四标签标力找支点0;画力的作用线（虚线）；画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，）；臂（用大括号，一端括支点，一端括垂足，标上相应的符号Li或L2）。例如：3、探究杠杆的平衡条件: 杠杆平衡是指： 或 选择杠杆中间为支点的目的（或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的）：O 实验前：应调节杠杆两端的 ，若杠杆右端下沉，杠杆两侧的平衡螺母向 _调（即左高左调）使杠杆在位置平衡。这样做的目的是： 。 多次实验的目的： 当弹簧测力计的方向由竖直倾斜时，杠杆仍然平衡，示数变，原因： 。 当把左侧的钩码拿掉

3、。杠杆将处于竖直位置，在右侧施加一个力，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉到水平位置平衡，其原因：水平 实验结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：；写成公式也可写成：。其含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍,4、求最大动力臂作用线的距离就那么动力就是阻力的的方法：若动力作用点确定了，则支点到动力是最大动力臂。若动力作用点没有确定，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。5、杠杆平衡时动力最小： 动力要最小时，动力臂要最大；动力臂要最大，则过已知力的作用点，作最大动力臂的垂线；根据实际，确定动力的方向6、杠杆平衡时动力最大：动力要最大时，动力臂要最小，动力臂要最小，力的作用线

4、的延长线过支点。例如：1、如图14若将圆形的油桶滚上台阶，请画岀最小的力棒撬起一石块，图7,沿不同方向用力作用于撬棒，哪个力最小（）A. Fi B. F 2 C. F 3 D.都一样A.沿竖直方向的力 F1最小B.沿垂直杠杆方向的力F2最小C.沿水平方向的力F3最小D.无论什么方向用力一样大？7、杠杆的分类名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂 >阻力臂Ll>L2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、独轮车、羊角锤、钢丝钳、自行车闸、核桃夹、起子、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂 < 阻力臂Ll<L2费力、省距离缝纫机踏板、起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼杆、筷子、船桨、面包夹、镊

5、子、扫帚等臂杠杆动力臂=阻力臂Ll=L2不省力不费力天平，定滑轮、跷跷板【说明】：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择，当为了使用方便，省距离时，应选。第二节：滑轮一、定滑轮： 定义：轴不随物体一起移动的滑轮。 实质：定滑轮的实质是： 杠杆 特点：A 。利用定滑轮提起重为 G的物体时，拉力 F_乞 ，只有不考虑绳重和摩擦时 （理想的定滑轮），拉力F GB不省距离：绳子自由端移动距离 S绳=重物移动的距离h物，绳子自由端移动速度 V绳二重物移动的速度 v物。即，二、动滑轮： 定义：轴会随物体一起移动的滑轮。（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2

6、倍的省力杠杆。 特点：使用动滑轮能 ，但不能 。 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）卫U:F=_，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=，绳子自由端移动距离 S绳=2倍重物移动的距离 h物，绳子自由端移动速度 V绳=2倍重物移动的速度 v物。即，【注意】判断滑轮时动滑轮还是定滑轮关键是看轴是否随着物体一起运动，轴随物体起运动的是滑轮，轴随物体起运动的是 滑轮，5、几种常见的使用滑轮情况1、F G 、 S h 、 V 绳 V 物 F3、4F= G （不计摩擦和动滑轮重力） 、F= （只忽略轮轴间的摩擦）S h 、 V绳 V 物物、V绳 V物、V绳 V5、F= G （不计摩擦和动滑轮重力） 、F= （

7、只忽略轮轴间的摩擦）物、V轮 V 物S轮 S物、V轮 V 物7、【注意】A使用定滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力 ;即：B使用动滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力 ;当拉力作用线与阻力作用线平行时最省力，当偏离竖直方向角度越大，拉力 ;即：C人对绳子的拉力最大只能达到自身的重力的大小与人的举力无关。例如：小李 m=50Kg,能举起80Kg的杠铃，小李m=70Kg,能举起60Kg的杠铃，如图,两人比赛，谁把对方拉起，比赛结果是： 拉起来。三、滑轮组、1、定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。2、特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向3、理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= G

8、。只忽略轮轴间的摩擦,贝H拉力 F=，绳子自由端移动距离S绳倍重物移动的距离 h物，绳子自由端移动速度v绳=倍重物移动的速度 v物。即4、判断绳子根数（n）的方法:方法（一）： 从定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，数直接与动滑轮相连的根数即为n的值，其中，绳子自由端方向向上的要数上。方法（二）： 已知G和F,求绳子的根数，则 n= , 若n不是整数，则小数点“只入不舍”例如：已知 G=960N F=400N，求绳子的根数 n=方法（三）： 已知s和h,求绳子的根数，则 n=例如：已矢知 s=6m, h=2m，求绳子的根数 n= 二 =5、绳子的绕法题型（一）已知绳子的根数，画绳子的绕法 奇动偶定

9、若绳子的根数为奇数，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕；若绳子的根数为偶数，绳的固定端 接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕；题型（二）使用滑轮组时要最省力，则绳子的根数应为奇数，再根据“奇动偶定”，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕。题型（三）使用滑轮组时既要省力又能改变力的方向，则绳子的根数应为偶数，再根据“奇动偶定”，绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕。5、装滑轮组方法:第一、求段数：根据公式或求岀绳子的股数。第二、定个数：确定动滑轮的个数 N动，当绳子的根数 n为奇数时，N动-，当绳子的根数n为偶数时，N动=，确定定滑轮的个数

10、 N定，一般按“一动配一定”来确定定滑轮的个数，N定=，若绳子的根数为偶数，则由“偶数减一定” 得到N定=若方向要发生改变（人在地面上拉物体），则由“变向加一定”得到N定 =。第三、找起点（固定端）：则由“奇动偶定”找到第四、画绳子： 若绳子的根数为奇数，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕；若绳子的根数为偶数，绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕；例如：把重为5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个数最少，请画岀这个滑 轮组？例如：一个人站在地面上把重为 5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个 数最少，

11、请画出这个滑轮组 ？例如：用如图所示的滑轮组，拉自己匀速上升，已知：吊筐重200N,人重600N,每个滑轮重40N,人拉绳的力至少多少N才能将自己吊起，此时人对筐底的压力是多少。（不计摩擦）若吊筐上升，则绳索被拉下多少米？四、斜面1、 斜面也是一种 力的 。2、 理想斜面（斜面光滑）遵从功的原理 使用任何机械 。3、 理想斜面公式：FL=Gh的推导： 由功的原理推导其中：F:沿斜面方向的推力； L:斜面长；G:物重；h:斜面高度。4、理想斜面的特点:（1）但,（2） 当高度（坡度）一定时，斜面越长越 。（3） 、斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的 .（4） 、如果斜面与物体间的摩擦为f ,则

12、：FL=fL+Gh ;这样F做功就大于直接对物体做功 Gh。5、应用：斜坡、推货上车所达的木板、盘山公路、走S路、螺丝钉、滑梯、劈柴五、轮轴1、 定义：由 和组成，且能绕着固定点转动的一种 。2、 实质：轮轴是一种 的杠杆。3、特点：（1） 同心，大小。（2） 若动力作用在轮上，轮轴是一个 杠杆，但 ;由杠杆平衡条件得，即轮的半径是轴的半径的几倍，则作用在轮上的力（F1 ）就是作用在轴上的力（F2 ）的;（3） 若动力作用在轴上，轮轴是一个 杠杆，但 ;4、轮轴的应用：方向盘、辘轳、门锁、水龙头第三节：机械效率一、有用功（W有用）：1、定义：对人们有用的功（或机械对物体（研究对象）所做的功）。

13、2、 当讨论提升重物有用功时，只考虑物重和提升的高度，不管路径或方式是否相同，即公式：W有用二Gh （提升 重物）二、额外功（W额）：1、定义：利用机械做功时，并非人们需要但又不得不做的功2、例如：客服机械重力所做的功、机械之间摩擦力所做的功【注】1、有用功和额外功的判断要根据工作目的来确定，工作目的不同，有用功和额外功可能不同例如：1、从井中打水：（ Wt用：人对所做的功， W«：人对所做的功；工作目的： ）2、从井中捞桶：（ W有用：人对所做的功， W®：人对所做的功；工作目的： ）三、总功（W总）：1、定义：有用功与额外功之和（或动力所做的功或人们对2、总功等于作用在

14、机械上的动力和动力作用点移动的距离的乘积。3、公式：4、 对于理想机械（ W =0）， ;对于非理想机械（ W额0 ） ， 四、机械效率（）：1、 定义：跟的比值。2、公式：3、【注】(1)机械效率是一个 , 单位。(2) 因为，所以机械效率总1，通常用表示。(3) 率是机械性能好坏的一个标志， 越高，机械性能越 o(4) 机械效率与 、的多少无关。五、W有用、Wfe、Wa、的计算1、W有用的计算(1 )由定义得，竖直提升物体： ;水平匀速拉动物体 (2)由总功定义得： ( 3)由机械效率得： 2、W额的计算实验次数斜面坡度斜面材料斜高h/m物重G/N斜面长S/m拉力F/N机械效率卩1较缓30

15、0木板?5?14?75%2较陡45°木板?515?80%3最陡600木板1516?%(1) 由定义得： ( G动为动滑轮的重力)(2)由总功定义得： (3 )由机械效率得： 3、W总的计算(1) 由定义得：(2)由总功定义得：(3 )由机械效率得： 4、n的计算(1)由定义得：六、探究斜面的机械效率有关1、猜想与假设：斜面的机械效率是与 、2、设计实验：(1)实验器材：(一) 、探究斜面机械效率与斜面 的关系(1) 实验表格及数据(2) 实验步骤： 测量小车的重量把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离小车上升的高度 ho 改变斜面的倾斜程度，重复步骤

16、。(4) 计算： Wt用=; W额=( 光滑); W 额=( 不光滑)光滑)；光滑)；总二不光滑)不光滑)结论：斜面机械效率与斜面 有关，越大，机械效率 。(二) 、探究斜面机械效率与斜面 的关系结论：斜面机械效率与斜面 有关，越大，机械效率 O(三) 、探究斜面机械效率与 的关系结论：斜面机械效率与 关。【注意】 要拉动物体；拉力要与斜面 ;七、测量滑轮组的机械效率1、实验原理：2、 应测物理量：钩码重力 G钩码提升的高度 h、拉力F、绳的自由端移动的距离 S3、实验器材：滑轮组、铁架台、钩码若干，还需要 、4、实验步骤：(1) 、用弹簧测力计测岀钩码的重力为G,;(2) 、缓慢匀速竖直向上

17、拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出钩码上升的高度为h和弹簧测力计移动的距离为s;(3) 、根据 W =、=、再根据n =算岀机械效率(4) 、改变钩码的数量，在做两次上面的实验(5) 、改变动滑轮的重力，在做两次上面的实验5、得出结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、物体的重力大小：用同一滑能组所提升不同重物，重物越重，做的有用功就，而额外功，机械效率就越 OB、 动滑轮重力大小(或个数多少)：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，额外功，有用功，滑轮组的机械效率 ?;C、绳重及绳与滑轮之间的摩擦：若各种摩擦越大，做的额外功 ，机械效率 O

18、【注】1、缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计目的：保证弹簧测力计的示数不变，方便读数。2、 不能在静止时读数的原因：静止时，没有绳与滑轮之间的摩擦，测岀的机械效率会偏3、 不影响滑轮组的机械效率高低有：物体上升的高度、物体上升的速度、绳子的根数或绕法八、分析机械效率的高低1、当W总一定时A由得，当一定时，越大，越高B由得,当一定时，越大，越高2、当W有一定时A由得，当一定时，越大，越咼B由得,当一定时，越大，越高2、当W额一定时A由得,当一定时，越大，越高B由得，当一定时，越大，越高九、提高机械效率的方法：1、尽量增大有用功：在机械承受的范围内，尽量增加每次提升物体的重力2、尽量减少额外功： A减小B减小-一十、几种简单机械的机械效率（1）斜面W有用=加润滑剂 W额外= W=（2）杠杆W有用=增大即斜面尽最光涓伉门f 斜面恳量陡（£小） Wo = W总=（3）定滑轮竖直方向提升重物（a )图W有用= J7 =W额外：摩擦及绳重 W总=F S=F- h増大旷减小摩據（4）定滑轮水平方向拉动物体（ W有用=f S物 W额外：滑轮转动摩擦b ）图'F% F増切劇诵濮动齡(b)图 W总=F S=F S物（5）动滑轮（a图）及竖直方向滑轮组W有用=W额外W总=F 累及蝇重thnh= （G 物+ G 动）W有用=减“-卜摩攥（乃与G窃、G动有关与尿不计绳重