第十章机械与人1杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。2杠杆的五要素：支点（O）、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂、阻力臂。其中力臂：从支点到力作用线的距离。说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 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.画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。找支点O；沿力的方向画力的作用线（有时需要延长用虚线）；画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；标力臂（大括号）。3、研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂。写成公式：F1L1=F2L2也可写成：F1/F2=L2/L1这意味着，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，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等。）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远；动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向4三种杠杆：名称结构特征特 点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂（L1L2，F1 F2）省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂（L1L2，F1 F2）费力、省距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆、镊子、船桨等臂杠杆动力臂等于阻力臂（L1L2，F1F2）不省力、不费力天平，定滑轮5滑轮是变形的杠杆。6.定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：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。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G物。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）7.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：动力臂为阻力臂2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。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：,只忽略轮轴间的摩擦，则拉力。绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（vG）8.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。(滑轮组用几段绳子吊着重物，提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”，则拉力作用点移动“nh”，其中“n”为绳子的段数。) 绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力。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。9功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。注意：当力的方向与移动距离垂直时，不做功，如提着东西在水平面上行走时向上的提力不做功。功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。（功=力距离）W=Fs；单位：W焦；F牛顿；s米。(1焦=1牛米).10功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。11功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。计算公式：P=W/t。单位：P瓦特；W焦；t秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）12.有用功：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）W总W额=W总斜面：W有用Gh（斜面：FL=Gh斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一）13.额外功：并非我们需要但又不得不做的功。做额外功的对像：动滑轮的重力，滑轮转动的摩擦，绳重。公式：W额W总W有用G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额fL（f摩擦力，L斜面长度）14.总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总W有用W额FS15.机械效率：定义：有用功跟总功的比值。必定小于100%。公 式： 定滑轮：动滑轮： 滑轮组：16.有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。17.提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。18.机械效率的测量：（5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。提升重物越重，做的有用功相对就多。摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。19、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率20.一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能（能量）。21.动能：物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。22.势能分为重力势能和弹性势能。重力势能：物体由于被举高而具有的能。物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。23. 机械能：动能和势能的统称。（机械能=动能+势能）单位是：焦耳24. 24.动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能 重力势能；动能弹性势能。在动能和势能的相互转化中，没有摩擦等阻力，机械能的总量保持不变；若有摩擦等阻力，机械能会不断减少。