横道中学八年物理(下)单元知识回眸(第12单元简单机械)[1].docVIP

一、杠杆 1、定义：一根硬棒，在力的作用下绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。 判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。 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： ①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 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。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。 ⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。 3、研究杠杆的平衡条件： ①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 ②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。 ③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：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、应用：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 （L1＞L2，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 （L1＝L2，F1＝F2） 不省力、不费力 天平，定滑轮 二、滑轮 1、滑轮是变形的杠杆。 ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：等臂杠杆。 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④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） 3、动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④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） 4、滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③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）。 ④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。 三、 机械效率 1、有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）W总－W额=ηW总 斜面：W有用Gh 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 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 3、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FS＝ 4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。 公 式： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组： 5、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