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1、第九章简单机械 功 一、杠杆： 定义：在力的作用下绕着 转动的 叫杠杆。 说明：杠杆可直可曲，形状任意。 OF1l1l2F2222有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。 五要素组成杠杆示意图。 支点： 。用字母O 表示。 动力： 。用字母 F1 表示。 阻力： 。用字母 F2 表示。 说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用在 。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向 动力和阻力作用点在支点同侧，二力方向大致 ， 动力和阻力作用点在支点的异侧，二力方向大致 。 动力臂：从 到 的距离。用字母l1表示。 阻力臂：从 到 的距离。用字母l2表示。 画力臂方
2、法： 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 作垂线段 研究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指： 。 实验前：应调节 ，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是： 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 写成公式 解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须先画出杠杆示意图；再找出力的大小方向及力臂的大小；最后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问题： 竖直用力力不变，水平垂直力变化， 竖直位置力最小，水平位置力最大。 、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
3、点到支点的距离最 ；将 和该点连线作动力臂动力方向应该是过该点且和该连线 的方向。 4、应用： 名称 结 构 特 征 特 点 应用举例 省力 杠杆 省力、 费距离动滑轮、轮轴、羊角锤、车闸钢丝钳、手推车、撬棒、扳手花枝（铁皮）剪刀、酒瓶起子 铡刀 费力 杠杆 缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发（剪布）剪刀、镊子，筷子，船桨、钓鱼竿 笤帚、 铁锹 、 L1=L2 定滑轮、 天平，跷跷板 l1l2G2F1说明：应根据实际来选择杠杆，当要克服较大的力时，应选择 ，当为了使用方便，省距离时，应选 。 二、滑轮： 定滑轮： 定义： 。 实质：定滑轮的实质是： 特点：使用定滑轮 。 对理想的定滑轮（不计轮
4、轴间摩擦）F G 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) 动滑轮： F1l1G2l2定义： 。 （可上下移动，也可左右移动） 实质：动滑轮的实质是： 特点：使用动滑轮能 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= ，非理想的动滑轮(只忽略轮轴间的摩擦)则拉力F= 绳子自由端移动距离SF(或vF)= 倍的重物移动的距离SG(或vG) 解题指导：分析使用动滑轮是否省力的方法： 看动力作用位置，动力作用在动滑轮边缘上省力。 受力分析法：分析向上（右）的力有哪些，向下（左）的力有哪些，再根据受力平衡比较力的大小。 动滑轮省一半力的条件：只有不考虑轮重及摩擦且动滑轮
5、上的两股绳子互相平行时才省一半力，否则力要变大 滑轮组 定义： 。 特点： 理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和 动滑轮的重力）拉力F= G 。 非理想的滑轮组（只忽略轮轴间的摩擦）， 则拉力F= (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)= 倍的重物移动的距离SG(或vG) 组装滑轮组方法：根据公式n=(G物+G动) / F 采用进一法求出 。再根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求（如考虑安全因素，操作方便等）组装滑轮。 三、其他机械及机械传动 1、轮轴： 定义：由一个轴和一个轮组成。 实质：相当于 杠杆 应用：， 、脚蹬，自来水龙头，扳手，辘轳 2、斜面：是一种 机械。 斜面越 ，
6、坡度越 越省力。 应用： ，钻头 3、机械传动：最简单方式有皮带传动、 链传动和齿轮传动 四、功： 1、力学里所说的功包括两个必要因素： 一是 ；二是物体在 。 2、不做功的三种情况： 、 、 。 练习1：某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人 。（原因是足球靠惯性飞出）。 3、力学里规定：功等于 。 公式： ，克服重力做功W= 4、功的单位： ，1 = 1Nm 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 。 5、应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； 公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 五、功率： 1、定义： 2、物理意义：表示 的物理
7、量。 做功越 ，功率越大 3、公式： ，变形公式： 推导公式： 4、单位： 常用单位 换算： 5、某小轿车功率66kW，它表示：小轿车 。 六、功的原理： 1内容： ；即： 。 2、说明： 功的原理是一个普遍的结论，对于 机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既 又 的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以 、或者可以 、也可以改变 ，给人类工作带来很多方便。 “不省功”有两层含义： 理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：使用机械时，人们所做的功（FS） 直接用手对重物所做的功（Gh） 非理想机械（考虑摩擦和机械本身重
8、力）：使用机械时,人们所做的功（FS） 直接用手对重物所做的功（Gh） 七、机械效率： 、有用功：定义： 。 公式：滑轮组：W有用 （提升重物） = （水平拉物体）斜 面：W有用= =W总W额=W总2、额外功：定义： 公式：滑轮组：W额= （提升重物） 斜 面：W额= =W总W有用3、总功： 定义： 所做的功或 加 公式：滑轮组：W总= = 斜 面：W总= = fL+Gh4、机械效率： = W有用（1）、 定义： 。 =GhFL =GhFS =Gh Fh =G F =GhFS =GhF2h =G2F =GhFS =Gh Fnh =GnF =fS物FnS物 =fS物FS绳 nF f （2）、 公
9、式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 竖直方向 滑轮组 水平方向 = （3）、说明： 机械效率总 1 ,因为 。 通常用 百分数 表示。只有大小，没有 。 某滑轮机械效率为60%表示 。 对于同一机械，他的机械效率是可变的。 提高滑轮组机械效率的方法： 、 。 滑轮组的机械效率与 绳子的绕法n（省力多少）及提升的高度h 无关。 （4）、实验探究斜面的机械效率： W有用W总 =GhFL =原 理： 应测物理量：物体重力G、斜面的高度h、 拉力F、斜面的长度L器 材：除重物、斜面外还需 步 骤：必须沿斜面 拉动弹簧测力计， 目的：保证测力计示数大小不变。结 论：影响斜面机械效率高低的主要因素有： 斜面的倾斜程度，斜面越 ，效率越高 斜面的粗糙程度，斜面越 ，效率越高 说明：斜面的机械效率跟物体重力无关。 沿斜面匀速拉动弹簧测力计时，拉力不等于摩擦力 2