《簡(jiǎn)單機(jī)械》的知識(shí)點(diǎn)匯總
以下是小編為大家推薦有關(guān)初二物理第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械的復(fù)習(xí)要點(diǎn),希望能幫到大家!
《簡(jiǎn)單機(jī)械》的知識(shí)點(diǎn)匯總
杠桿
1、 定義:在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。
說(shuō)明:①杠桿可直可曲,形狀任意。
②有些情況下,可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下,來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如:魚(yú)桿、鐵鍬。
2、 五要素——組成杠桿示意圖。
①支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O 表示。
②動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F1 表示。
③阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F2 表示。
說(shuō)明 動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點(diǎn)在杠桿上。
動(dòng)力、阻力的方向不一定相反,但阻力與杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反
④動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。
⑤阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。
畫(huà)力臂方法:一找支點(diǎn)、二畫(huà)線、三連距離、四標(biāo)簽
⑴ 找支點(diǎn)O;⑵ 畫(huà)力的作用線(虛線);⑶ 畫(huà)力臂(過(guò)支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線);⑷ 標(biāo)力臂(大括號(hào))。
3、 研究杠桿的平衡條件:
① 杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
② 實(shí)驗(yàn)前:應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是:可以方便的從杠桿上量出力臂。
③ 結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。寫(xiě)成公式F1l1=F2l2 也可寫(xiě)成:F1 / F2=l2 / l1
解題指導(dǎo):分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問(wèn)題,必須要畫(huà)出杠桿示意圖;弄清受力與方向和力臂大小;然后根據(jù)具體的情況具體分析,確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問(wèn)題。(如:杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化,沿什么方向施力最小等。)
解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問(wèn)題:此類(lèi)問(wèn)題中阻力×阻力臂為一定值,要使動(dòng)力最小,必須使動(dòng)力臂最大(動(dòng)力作用點(diǎn)與支點(diǎn)的連線是力臂時(shí)最省力),要使動(dòng)力臂最大需要做到①在杠桿上找一點(diǎn),使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn);②動(dòng)力方向應(yīng)該是過(guò)該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用:
名稱(chēng) 結(jié) 構(gòu)
特 征 特 點(diǎn) 應(yīng)用舉例
省力
杠桿 動(dòng)力臂
大于
阻力臂 省力、
費(fèi)距離 撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車(chē)、花枝剪刀
費(fèi)力
杠桿 動(dòng)力臂
小于
阻力臂 費(fèi)力、
省距離 縫紉機(jī)踏板、起重臂
人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚(yú)桿
等臂
杠桿 動(dòng)力臂等于阻力臂 不省力
不費(fèi)力 天平,定滑輪
說(shuō)明:應(yīng)根據(jù)實(shí)際來(lái)選擇杠桿,當(dāng)需要較大的力才能解決問(wèn)題時(shí),應(yīng)選擇省力杠桿,當(dāng)為了使用方便,省距離時(shí),應(yīng)選費(fèi)力杠桿。
滑輪
1、 定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。
②定滑輪的實(shí)質(zhì)是:等臂杠桿
③特點(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。
④對(duì)理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G
繩子自由端移動(dòng)距離SF(或速度vF) = 重物移動(dòng)
的距離SG(或速度vG)
2、 動(dòng)滑輪:
①定義:和重物一起移動(dòng)的滑輪。(可上下移動(dòng),
也可左右移動(dòng))
②實(shí)質(zhì):動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是:動(dòng)力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
③特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。
④理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力)則:F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= 1/2(G物+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)
3、 滑輪組
①定義:定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。
②特點(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向
③理想的滑輪組(不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力)拉力F= 1/n G 。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F= 1/n (G物+G動(dòng)) 繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=n倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)
④組裝滑輪組方法:首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng)) / F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。滑輪組的使用
①使用滑輪組提重物時(shí),若忽略滑輪和軸之間的摩擦以及繩重,則重物和動(dòng)滑輪由幾段繩子承擔(dān),提起重物的力就等于總重量的幾分之一,即F= 。因此關(guān)鍵是弄清幾段繩子承擔(dān)總重。
②把重物和動(dòng)滑輪從滑輪組中“隔離”出來(lái),就很容易弄清直接與動(dòng)滑輪連接的繩子的段數(shù)n。
③同一個(gè)滑輪組,n為“奇動(dòng)偶定”,拴點(diǎn)在動(dòng)滑輪上時(shí),連在動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)n=2N+1,則更省力.
④ 計(jì)算繩子的段數(shù)n可用拉力F= 、拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離S=nh或移動(dòng)的速度VF=nVG求得。其中G為總重,h為重物和動(dòng)滑輪上升的高度,VG為重物和動(dòng)滑輪移動(dòng)的速度.n取整數(shù)(采用小數(shù)進(jìn)一法).
⑤ 拉力F的大小與吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。
⑥ 1.有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連,n就為幾;
⑦ s=nh
⑧ 重物上升h高度,繩子自由端要移動(dòng)nh距離
⑨ F=——G物(不計(jì)摩擦、繩重和動(dòng)滑輪重)
⑩ F=——(G物+G動(dòng))(不計(jì)摩擦、繩重)
⑪ (2)公式:F=G總/n=(G物+G動(dòng)滑輪)/n (不計(jì)滑輪摩擦
⑫ 繩子的繞法:當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),繩子的起端在定滑輪上;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),繩子的起端在動(dòng)滑輪上。
機(jī)械效率:
1、有用功:定義:對(duì)人們有用的功= 直接用手對(duì)重物所做的功(Gh)
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用= Gh
2、額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功 才
公式:W額= W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)
斜面:W額=f L
3、總功: 定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η
斜面:W總= fL+Gh=FL
4、機(jī)械效率:① 定義:有用功跟總功的比值。
② 公式:
斜 面:
定滑輪:
動(dòng)滑輪:
滑輪組:
③ 有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1 。通常用 百分?jǐn)?shù) 表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60% 。
⑬ 提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
⑭ 提示:機(jī)械效率η沒(méi)有單位,用百分率表示,且總小于1
W有=G h [對(duì)于所有簡(jiǎn)單機(jī)械] W總=F s [對(duì)于杠桿和滑輪]
W總=P t [對(duì)于起重機(jī)和抽水機(jī)]
W總=P t-Q熱[對(duì)于電動(dòng)機(jī),因?yàn)榫€圈發(fā)熱損失部分不算總功]
5、機(jī)械效率的測(cè)量:
① 原 理:
②應(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S
③器 材:除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
④步驟:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。
B提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。
C 摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
6、機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。