《第十一章--簡(jiǎn)單機(jī)械和功》知識(shí)整理.doc

第十一章 簡(jiǎn)單機(jī)械和功知識(shí)整理一、杠桿1、杠桿的概念（1）定義：一根在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿（2）五要素： A、支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn) B、動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 C、阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 注意點(diǎn)：判斷阻力方向時(shí)，可以問一下使用這個(gè)杠桿干什么，對(duì)被作用的物體產(chǎn)生的力的方向如何，則根據(jù)力的相互作用原理，該物體反作用于杠桿上的力就是阻力。D、動(dòng)力臂：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離 E、阻力臂：支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離2、作圖題要點(diǎn)（1）完成杠桿示意圖： A、找準(zhǔn)支點(diǎn)； B、分析受力,作出動(dòng)力和阻力的示意圖； C、過支點(diǎn)向力的作用線作垂線段，用大括號(hào)標(biāo)注出動(dòng)力臂和阻力臂。（2）已知力臂完成力的示意圖： A、過力臂的另一端作垂線，與杠桿的交點(diǎn)即為力的作用點(diǎn)； B、根據(jù)另一個(gè)力的方向判斷力的方向，兩個(gè)力必須使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。（同側(cè)反向，異側(cè)同向）（3）找最長(zhǎng)力臂、畫杠桿最省力的動(dòng)力的示意圖：A、力的作用點(diǎn)已確定：連接支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的線段作為力臂最長(zhǎng)； B、力的作用點(diǎn)不確定：根據(jù)幾何關(guān)系找出最長(zhǎng)力臂（如：圓中直徑最長(zhǎng)、直角三角形斜邊最長(zhǎng)等）；再按（2）中的方法完成最省力的動(dòng)力示意圖。二、杠桿平衡條件1、研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)器材：杠桿和它的支架、鉤碼、彈簧秤、刻度尺等（2）實(shí)驗(yàn)過程有關(guān)考點(diǎn)：A、如何調(diào)節(jié)平衡螺母？（那邊高向那邊調(diào)、左右同法）B、為什么要使杠桿在水平位置平衡？（實(shí)驗(yàn)前，使杠桿重心通過支點(diǎn)，杠桿重力對(duì)平衡無影響；實(shí)驗(yàn)中，便于測(cè)量力臂）注意點(diǎn)：對(duì)于直杠桿，當(dāng)力與杠桿垂直時(shí)，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就等于力臂。（3）實(shí)驗(yàn)方法的評(píng)估問題：A、只有一組測(cè)量數(shù)據(jù)，無法排除實(shí)驗(yàn)的偶然性，結(jié)果不具有普遍性；B、不同的（或單位不同的）物理量不能相加減；C、彈簧秤傾斜時(shí)，力臂變小了，不能仍然用支點(diǎn)到力點(diǎn)的距離表示力臂；等等。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及杠桿原理的表述、兩種形式的表達(dá)式：2、杠桿的分類及其實(shí)質(zhì)（1）省力杠桿：實(shí)質(zhì)動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿；特點(diǎn)省力但費(fèi)距離。常見的省力杠桿有道釘撬、撬棒、羊角錘、鋼絲鉗、老虎鉗、扳手、汽水瓶蓋起子、翻斗車等。（2）費(fèi)力杠桿：實(shí)質(zhì)動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿；特點(diǎn)費(fèi)力但省距離；常見的費(fèi)力杠桿有筷子、鑷子、釣魚桿、縫紉機(jī)腳踏板、理發(fā)剪刀、吊車的撐桿等。（3）等臂杠桿：特點(diǎn)既不能省力又不能省距離。常見的等臂杠桿有定滑輪、天平等。注意點(diǎn)：判斷杠桿種類的方法有兩種，一是根據(jù)杠桿的實(shí)質(zhì)、二是考慮是否需要省力。3、應(yīng)用杠桿原理解題（1）一般過程：畫出杠桿示意圖，找準(zhǔn)力臂，寫出平衡方程，代入已知，求解作答。（2）難點(diǎn)：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的判定；杠桿運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)力大小的變化問題；重新找支點(diǎn)，再列方程，綜合求解；不等臂天平；三個(gè)力作用下的杠桿平衡；等等。三、滑輪1、兩類滑輪的區(qū)分：定滑輪使用時(shí)，軸的位置固定不動(dòng)。動(dòng)滑輪使用時(shí)，軸的位置隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)。2、定滑輪（1）實(shí)質(zhì)：等臂杠桿（2）特點(diǎn)：不能省力但能改變動(dòng)力的方向（3）有關(guān)表達(dá)式：s=h；不考慮摩擦和繩重時(shí)（理想條件）F=G物3、動(dòng)滑輪（1）實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿（2）特點(diǎn)：能夠省力但費(fèi)距離s=2h、不能改變動(dòng)力的方向。（3）動(dòng)力表達(dá)式：不考慮摩擦和繩重、動(dòng)滑輪重時(shí)（理想條件）不考慮摩擦和繩重時(shí)（準(zhǔn)理想條件）4、滑輪組（1）定義：定滑輪和動(dòng)滑輪的組合裝置。（2）特點(diǎn)：既能省力又能（不是一定）改變力的方向。（3）距離關(guān)系：s=nh（n即為吊住動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)）（4）動(dòng)力表達(dá)式：不考慮摩擦和繩重、動(dòng)滑輪重時(shí)（理想條件）不考慮摩擦和繩重時(shí)（準(zhǔn)理想條件）（5）滑輪組的繞繩方法：確定n后，遵循“偶定奇動(dòng)”的原則確定固定端，從內(nèi)往外繞；自由端確定的話，也可從外往內(nèi)繞。（6）滑輪組的裝配步驟：由距離關(guān)系或力的關(guān)系確定n；根據(jù)題意弄清拉力方向，確定滑輪數(shù)；遵循n “偶定奇動(dòng)”的原則確定固定端，從內(nèi)往外繞繩。注意點(diǎn)：對(duì)于滑輪組要注意關(guān)注繩子股數(shù)n；水平方向使用滑輪組時(shí)，要能夠轉(zhuǎn)換或換位。四、功和功率1、功（W）（1）功的定義：力與物體在力的方向上通過的距離的乘積，叫做機(jī)械功，簡(jiǎn)稱功。（2）對(duì)物體做功的兩個(gè)必要條件：一是物體要受力的作用，二是物體要在力的方向上通過一定的距離。注意點(diǎn)：三種不做功的情況F0，s=0（勞而無功）；F=0，s0（慣性）；Fs 。（3）功的計(jì)算公式：W=Fs（定義公式，普遍適用）；利用W=Pt，如果已知機(jī)械的功率，也能求出機(jī)械在一定時(shí)間內(nèi)所做的功；利用= W有用W總的關(guān)系求功。注意點(diǎn)：功的大小只與F和s有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。（4）單位：焦耳/焦/J。1焦耳的功有多大：手舉2只雞蛋上升1m做的功，將一本普通的物理課本從地面舉到課桌時(shí)所做的功，等等。2、功率（P）（1）功率是表示做功快慢的物理量。注意點(diǎn)：功率不表示做功多少，也不表示做功時(shí)間長(zhǎng)短。功率與機(jī)械效率無關(guān)。（2）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功叫功率。（3）功率的計(jì)算公式：P=W/t P=Fv注意點(diǎn)：利用功率的計(jì)算公式P=Fv解釋汽車上坡時(shí)減速的道理。（4）功率的單位：瓦特/瓦/W；kW、馬力（5）解釋機(jī)器功率的含義：采用“定義具體化”的方法。3、功率的測(cè)量：注意測(cè)量人的有關(guān)功率過程中“累積法”的應(yīng)用。注意點(diǎn)：“寫出探究過程和計(jì)算公式”類實(shí)驗(yàn)探究題的答題要點(diǎn)，過程中涉及到測(cè)量物理量要用符號(hào)表示出來，結(jié)果的表達(dá)式中只能含有測(cè)量量的符號(hào)或有關(guān)已知量的符號(hào)，不能含有中間計(jì)算量（中間計(jì)算過程不需要寫出來）。五、機(jī)械效率1、有用功、額外功、總功（1）有用功：使用機(jī)械時(shí)，完成我們的目的所做的功；其實(shí)質(zhì)就是機(jī)械對(duì)物體所做的功。注意點(diǎn)：分析有用功時(shí)，一看機(jī)械對(duì)物體施加的是哪個(gè)作用力，大小等于什么；二看使用這個(gè)機(jī)械主要是要干什么，從而確定是克服什么做功。（2）額外功：使用機(jī)械時(shí)，并非我們所需要但又不得不額外去做的功；其產(chǎn)生的原因主要有機(jī)械自身的重力、摩擦、容器的重力等額外阻力。（3）總功：；實(shí)質(zhì)就是使用機(jī)械時(shí)動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功。（4）三種功之間的關(guān)系式：W總= W有用+ W額外2、機(jī)械效率（1）定義：有用功跟總功的比值（百分比）叫機(jī)械效率。定義公式：注意點(diǎn)：機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的一個(gè)物理量，與功率無關(guān)；其大小不是一個(gè)恒定不變的；因?yàn)轭~外功總是存在的，則機(jī)械效率總小于1。（2）常見情況下的計(jì)算方法：A、用滑輪、滑輪組、杠桿或斜面豎直提升物體B、用滑輪、滑輪組水平拉動(dòng)物體注意點(diǎn)：水平方向使用滑輪組時(shí)，要注意克服物體受到的摩擦力所做的功是有用功。提升物體時(shí)，克服盛放物體的容器（器材）重力所的功，屬于額外功；此外不要忘記人扛物體上樓時(shí)，克服人的重力做的也是額外功。（3）滑輪組機(jī)械效率的影響因素：A、有用功有用阻力，如：物體重（相同的滑輪組，物體越重，機(jī)械效率越高）B、額外功額外阻力，如：滑輪重（提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低）、摩擦。注意點(diǎn)：為了提高滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)從增大有用功和減少額外功兩個(gè)方面考慮，具體的可以