《簡單機(jī)械》的知識點(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單機(jī)械的復(fù)習(xí)要點(diǎn),希望能幫到大家!
《簡單機(jī)械》的知識點(diǎn)匯總
杠桿
1、 定義:在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。
說明:①杠桿可直可曲,形狀任意。
?、谟行┣闆r下,可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下,來幫助確定支點(diǎn)。如:魚桿、鐵鍬。
2、 五要素——組成杠桿示意圖。
?、僦c(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)。用字母O 表示。
?、趧恿Γ菏垢軛U轉(zhuǎn)動的力。用字母 F1 表示。
?、圩枇Γ鹤璧K杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母 F2 表示。
說明 動力、阻力都是杠桿的受力,所以作用點(diǎn)在杠桿上。
動力、阻力的方向不一定相反,但阻力與杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反
?、軇恿Ρ郏簭闹c(diǎn)到動力作用線的距離。用字母l1表示。
?、葑枇Ρ郏簭闹c(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。
畫力臂方法:一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽
?、?找支點(diǎn)O;⑵ 畫力的作用線(虛線);⑶ 畫力臂(過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線);⑷ 標(biāo)力臂(大括號)。
3、 研究杠桿的平衡條件:
?、?杠桿平衡是指:杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。
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。
?、?結(jié)論:杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動力×動力臂=阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成:F1 / F2=l2 / l1
解題指導(dǎo):分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題,必須要畫出杠桿示意圖;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)問題。(如:杠桿轉(zhuǎn)動時施加的動力如何變化,沿什么方向施力最小等。)
解決杠桿平衡時動力最小問題:此類問題中阻力×阻力臂為一定值,要使動力最小,必須使動力臂最大(動力作用點(diǎn)與支點(diǎn)的連線是力臂時最省力),要使動力臂最大需要做到①在杠桿上找一點(diǎn),使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn);②動力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用:
名稱 結(jié) 構(gòu)
特 征 特 點(diǎn) 應(yīng)用舉例
省力
杠桿 動力臂
大于
阻力臂 省力、
費(fèi)距離 撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀
費(fèi)力
杠桿 動力臂
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、釣魚桿
等臂
杠桿 動力臂等于阻力臂 不省力
不費(fèi)力 天平,定滑輪
說明:應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿,當(dāng)需要較大的力才能解決問題時,應(yīng)選擇省力杠桿,當(dāng)為了使用方便,省距離時,應(yīng)選費(fèi)力杠桿。
滑輪
1、 定滑輪:
?、俣x:中間的軸固定不動的滑輪。
②定滑輪的實(shí)質(zhì)是:等臂杠桿
?、厶攸c(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦)F=G
繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動
的距離SG(或速度vG)
2、 動滑輪:
①定義:和重物一起移動的滑輪。(可上下移動,
也可左右移動)
?、趯?shí)質(zhì):動滑輪的實(shí)質(zhì)是:動力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
?、厶攸c(diǎn):使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
?、芾硐氲膭踊?不計軸間摩擦和動滑輪重力)則:F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則 拉力F= 1/2(G物+G動)繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG)
3、 滑輪組
?、俣x:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
?、谔攸c(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向
?、劾硐氲幕喗M(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)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) 繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離SG(或vG)
④組裝滑輪組方法:首先根據(jù)公式n=(G物+G動) / F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。滑輪組的使用
?、偈褂没喗M提重物時,若忽略滑輪和軸之間的摩擦以及繩重,則重物和動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。
?、诎阎匚锖蛣踊啅幕喗M中“隔離”出來,就很容易弄清直接與動滑輪連接的繩子的段數(shù)n。
?、弁粋€滑輪組,n為“奇動偶定”,拴點(diǎn)在動滑輪上時,連在動滑輪上繩子的段數(shù)n=2N+1,則更省力.
④ 計算繩子的段數(shù)n可用拉力F= 、拉力作用點(diǎn)移動的距離S=nh或移動的速度VF=nVG求得。其中G為總重,h為重物和動滑輪上升的高度,VG為重物和動滑輪移動的速度.n取整數(shù)(采用小數(shù)進(jìn)一法).
?、?拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。
⑥ 1.有幾段繩子與動滑輪相連,n就為幾;
?、?s=nh
⑧ 重物上升h高度,繩子自由端要移動nh距離
?、?F=——G物(不計摩擦、繩重和動滑輪重)
?、?F=——(G物+G動)(不計摩擦、繩重)
⑪ (2)公式:F=G總/n=(G物+G動滑輪)/n (不計滑輪摩擦
⑫ 繩子的繞法:當(dāng)n為偶數(shù)時,繩子的起端在定滑輪上;當(dāng)n為奇數(shù)時,繩子的起端在動滑輪上。
機(jī)械效率:
1、有用功:定義:對人們有用的功= 直接用手對重物所做的功(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h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、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。
?、?公式:
斜 面:
定滑輪:
動滑輪:
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沒有單位,用百分率表示,且總小于1
W有=G h [對于所有簡單機(jī)械] W總=F s [對于杠桿和滑輪]
W總=P t [對于起重機(jī)和抽水機(jī)]
W總=P t-Q熱[對于電動機(jī),因?yàn)榫€圈發(fā)熱損失部分不算總功]
5、機(jī)械效率的測量:
① 原 理:
?、趹?yīng)測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S
③器 材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需 刻度尺、彈簧測力計。
④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數(shù)大小不變。
?、萁Y(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。
B提升重物越重,做的有用功相對就多。
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)械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內(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。
