中考物理簡單機械和功知識點匯編
功(英語:work),也叫機械功,是物理學中表示力對物體作用的空間的累積的物理量,功是標量,其大小等于力與其作用點位移的標積,國際單位制單位為焦耳。“功”一詞最初是法國數學家賈斯帕-古斯塔夫·科里奧利創造的。而簡單機械,則是人在改造自然中運用機械工具的智慧結晶,是牛頓力學(向量力學)研究的重要對象。今天學習啦小編為大家精心準備的是:中考物理簡單機械和功相關知識點匯編。內容僅供參考,歡迎閱讀。
簡單機械和功知識歸納:
1.杠桿:一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬 棒就叫杠桿。
2.什么是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?
(1)支點:杠桿繞著轉動的點(o)
(2)動力:使杠桿轉動的力(F1)
(3)阻力:阻礙杠桿轉動的力(F2)
(4)動力臂:從支點到動力的作用線的距離(L1)。
(5)阻力臂:從支點到阻力作用線的距離(L2)
3.杠桿平衡的條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂.或寫作:F1L1=F2L2 或寫成 。這個平衡條件也就是阿基米德發現的杠桿原理。
4.三種杠桿:
(1)省力杠桿:L1>L2,平衡時F1
(2)費力杠桿:L1F2。特點是費力,但省距離。(如釣魚杠,理發剪刀等)
(3)等臂杠桿:L1=L2,平衡時F1=F2。特點是既不省力,也不費力。(如:天平)
5.定滑輪特點:不省力,但能改變動力的方向。(實 質是個等臂杠桿)
6.動滑輪特點:省一半力,但不能改變動力方向,要費距離.(實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿)
7.滑輪組:使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
1.功的兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二 是物體在力的方向上通過的距離。
2.功的計算:功(W)等于力(F)跟物體在力的方向上 通過的距離(s)的乘積。(功=力×距離)
3. 功的公式:W=Fs;單位:W→焦;F→牛頓;s→米。(1焦=1牛·米).
4.功的原理:使用機械時,人們所做的功,都等于不用機械而直接用手所做的功,也就是說使用任何機械都不省功。
5.斜面:FL=Gh 斜面長是斜面高的幾倍,推力就是物重的幾分之一。(螺絲、盤山公路也是斜面)
6.機械效率:有用功跟總功的比值叫機械效率。
計算公式:P有/W=η
7.功率(P):單位時間(t)里完成的功(W),叫功率。
計算公式:。單位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
一、功
功(英語:work),也叫機械功,是物理學中表示力對物體作用的空間的累積的物理量,功是標量,其大小等于力與其作用點位移的標積,國際單位制單位為焦耳。“功”一詞最初是法國數學家賈斯帕-古斯塔夫·科里奧利創造的。
如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,力學里就說這個力做了功。 即使存在力,也可能沒有做功。例如,在勻速圓周運動中,向心力沒有做功,因為做圓周運動的物體的動能沒有發生變化。同樣的,桌上的一本書,盡管桌對書有支持力,但因沒有位移而沒有做功。
總的來說不做功的情況有三種:不勞無功、有勞無功和垂直無功。(不勞無功:只移動了距離,但在這移動的方向上沒產生力,即0*Fs·cosα=0焦耳;有勞無功:只有力,卻在力的方向上沒有移動一定的距離,F*0scosα=0焦耳;垂直無功:物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直,Fscos90°=Fs*0=0焦耳。)
熱傳導不被認為是做功,因為能量被轉化成了微觀原子的振動而非宏觀的位移。
PS:功的實質就是力的空間累積。
內容
常力的功
大小和方向都不變的力F,作用于沿直線運動的物體上(圖1),力作用點的位移為S,則力F對
該物體所作的功A為,式中α為F和S的夾角。當α<時,功為正值:當α>時,功為負值;當α=時,即力和位移方向垂直,力在此位移上不作功。
變力的功
大小和方向變化的力F,作用于沿曲線運動物體的C點上(圖2)。當作用點有微小的位移dr時(|dr|=dS),在其上的力F可視為不變,因此,力F在微小位移dS上所作的元功為:
dA=F cos α dS=F·dr=Fxdx+Fvdy+Fzdz。將整個路程上力在各微段的元功總和起來,得力F沿曲線ab的總功:
式中a、b為曲線運動的起止點。知道變力F隨路程S的變化關系,就可由上式求出功的量值。物體作曲線運動時,法向力Fn與位移垂直不做功,故總功只與切向力Fi有關,即A=
合力的功
如有m個力F1,F2,···,Fm作用于物體的一點上,則這些力的功為:式中R=為諸力的合力,Ri為合力的切向分量。
力偶的功
力偶的功可表示為:式中T為作用于剛體上的力偶矩;ω為剛體的角速度;t為時間。當剛體作平動時,ω=0,則力偶之功為零。當剛體作平面一般運動時,T和ω均可看作代數量,故有:
T和ω轉向相同時,取正號;相反時,取負號。
二、簡單機械
簡單機械,是最基本的機械,是機械的重要組成部分。簡單機械是人運用力的基本機械元件。在人類最早期的偉大發明發現中,對工具、火與語言的掌握,使得人類最終從一般動物中脫離出來。而簡單機械,則是人在改造自然中運用機械工具的智慧結晶,是牛頓力學(向量力學)研究的重要對象。
分類法:
第一種分類法
第一類杠桿:是動力F和有用阻力W分別在支點的兩邊。這類杠桿
不省力也不費力。例如,剪金屬片用的剪刀,刀口很短,它的機械利益遠大于1 。這是因為金屬板很硬,刀口短,刀把長,即動力臂大于阻力臂,可以少用力。屬于這種情況的杠桿還有克絲鉗等。家庭裁衣剪布用的剪刀,把與刃基本是等長的,即動力臂等于阻力臂,屬于不省力也不費力的類型。因為布的厚度較薄,不需太大的力,剪布要直故刀口要長些,為此用力不大,布剪的也直。屬于這種類型的還有物理天平。又如理發用的剪刀,刀口很長,即動力臂小于阻力臂,它的機械利益小于1。這是因為剪發本來不需要多大的力,刀口長一些,能夠剪得快一些和齊一些。
第二類杠桿:是支點和動力點分別在有用阻力點的兩邊。這類杠桿的動力臂大于阻力臂,其機械利益總是大于1,所以總是省力的。例如,用鍘刀鍘草、獨輪車等都是這類杠桿。
第三類杠桿:是支點和有用阻力點分別在動力點的兩邊,這類杠桿的動力臂小于阻力臂,其機械利益總是小于1,所以總是費力的。例如,縫紉機的腳踏板、夾食品的竹夾子都屬于這類杠桿。
第二種分類法
第一類杠桿:是省力的杠桿,即動力臂大于阻力臂。例如,羊角錘、木工鉗、獨輪車、汽水板子、鍘刀等等。
第二類杠桿:是費力的杠桿,即動力臂小于阻力臂。如鑷子、釣魚桿、理發用的剪刀。
第三類杠桿:不省力也不費力的杠桿,即動力臂等于阻力臂。其機械利益等于1。如天平、定滑輪等。