第九章简单机械 功 一、杠杆：定义：在力的作用下绕着 转动的 叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。OF1l1l2F2222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。五要素组成杠杆示意图。支点： 。用字母O 表示。动力： 。用字母 F1 表示。阻力： 。用字母 F2 表示。说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用在 。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向动力和阻力作用点在支点同侧，二力方向大致 ，动力和阻力作用点在支点的异侧，二力方向大致 。动力臂：从 到 的距离。用字母l1表示。 阻力臂：从 到 的距离。用字母l2表示。画力臂方法： 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 作垂线段研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指： 。实验前：应调节 ，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：写成公式解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须先画出杠杆示意图；再找出力的大小方向及力臂的大小；最后确定如何使用平衡条件解决有关问题。 如：、杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小问题：竖直用力力不变，水平垂直力变化，竖直位置力最小，水平位置力最大。、解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最 ；将 和该点连线作动力臂动力方向应该是过该点且和该连线 的方向。4、应用： 名称 结 构特 征 特 点 应用举例 省力杠杆 省力、费距离动滑轮、轮轴、羊角锤、车闸钢丝钳、手推车、撬棒、扳手花枝（铁皮）剪刀、酒瓶起子铡刀 费力杠杆 缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发（剪布）剪刀、镊子，筷子，船桨、钓鱼竿 笤帚、铁锹 、 L1=L2 定滑轮、 天平，跷跷板 l1l2G2F1说明：应根据实际来选择杠杆，当要克服较大的力时，应选择 ，当为了使用方便，省距离时，应选 。二、滑轮：定滑轮：定义： 。实质：定滑轮的实质是：特点：使用定滑轮 。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SF(或速度vF)重物移动的距离SG(或速度vG)动滑轮：F1l1G2l2定义： 。（可上下移动，也可左右移动） 实质：动滑轮的实质是：特点：使用动滑轮能理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= ，非理想的动滑轮(只忽略轮轴间的摩擦)则拉力F=绳子自由端移动距离SF(或vF)= 倍的重物移动的距离SG(或vG) 解题指导：分析使用动滑轮是否省力的方法：看动力作用位置，动力作用在动滑轮边缘上省力。受力分析法：分析向上（右）的力有哪些，向下（左）的力有哪些，再根据受力平衡比较力的大小。动滑轮省一半力的条件：只有不考虑轮重及摩擦且动滑轮上的两股绳子互相平行时才省一半力，否则力要变大滑轮组定义： 。特点：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 。 非理想的滑轮组（只忽略轮轴间的摩擦），则拉力F= (G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)= 倍的重物移动的距离SG(或vG)组装滑轮组方法：根据公式n=(G物+G动) / F 采用进一法求出 。再根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求（如考虑安全因素，操作方便等）组装滑轮。三、其他机械及机械传动1、轮轴： 定义：由一个轴和一个轮组成。 实质：相当于 杠杆 应用：， 、脚蹬，自来水龙头，扳手，辘轳2、斜面：是一种 机械。斜面越 ，坡度越 越省力。应用： ，钻头3、机械传动：最简单方式有皮带传动、 链传动和齿轮传动四、功：1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是 ；二是物体在 。2、不做功的三种情况： 、 、。练习1：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人 。（原因是足球靠惯性飞出）。3、力学里规定：功等于 。公式： ，克服重力做功W=4、功的单位： ，1 = 1Nm 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 。5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。五、功率：1、定义：2、物理意义：表示 的物理量。做功越 ，功率越大3、公式： ，变形公式：推导公式：4、单位： 常用单位换算：5、某小轿车功率66kW，它表示：小轿车 。六、功的原理：1内容： ；即： 。2、说明：功的原理是一个普遍的结论，对于 机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既 又 的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以 、或者可以 、也可以改变 ，给人类工作带来很多方便。“不省功”有两层含义：理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：使用机械时，人们所做的功（FS） 直接用手对重物所做的功（Gh）非理想机械（考虑摩擦和机械本身重力）：使用机械时,人们所做的功（FS） 直接用手对重物所做的功（Gh）七、机械效率：、有用功：定义： 。公式：滑轮组：W有用 （提升重物）= （水平拉物体）斜 面：W有用=W总W额=W总2、额外功：定义：公式：滑轮组：W额= （提升重物）斜 面：W额= =W总W有用3、总功： 定义： 所做的功或 加 公式：滑轮组：W总= = 斜 面：W总= = fL+Gh4、机械效率： = W有用（1）、 定义： 。 =GhFL =GhFS =Gh Fh =G F =GhFS =GhF2h =G2F =GhFS =Gh Fnh =GnF =fS物FnS物 =fS物FS绳 nF f （2）、 公式：斜 面：定滑轮：动滑轮： 竖直方向滑轮组水平方向 =（3）、说明： 机械效率总 1 ,因为 。 通常用 百分数 表示。只有大小，没有 。 某滑轮机械效率为60%表示 。 对于同一机械，他的机械效率是可变的。 提高滑轮组机械效率的方法： 、。 滑轮组的机械效率与 绳子的绕法n（省力多少）及提升的高度h 无关。（4）、实验探究斜面的机械效率：W有用W总 =GhFL =原 理：应测物理量：物体重力G、斜面的高度h、拉力F、斜面的长度L器 材：除重物、斜面外还需步 骤：必须沿斜面 拉动弹簧测力计，目的：保证测力计示数大小不变。结 论：影响斜面机械效率高低的主要因素有：斜面的倾斜程度，斜面越 ，效率越高斜面的粗糙程度，斜面越 ，效率越高说明：斜面的机械效率跟物体重力无关。沿斜面匀速拉动弹簧测力计时，拉力不等于摩擦力