第十二章简单机械知识点总结

1O第十二章简单机械一、杠杆（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲，形状任意。②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。（2）五要素──组成杠杆示意图。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。（3）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）。（4）研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。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。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。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。【习题】1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是（）A.弹簧测力计B.杆秤C.台秤D.托盘天平2.如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（）A.变小B.变大C.不变D.无法确定3.（1）人要顺时针翻转木箱，请画出用力最小时力臂的大小。（2）如图人曲臂将重物端起,前臂可以看作一个杠杆。在示意图上画出F1和F2的力臂。4.如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（）A．F1B．F2C．F3D．F45.如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点．A点为重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm．（g10N/kg）(1)该同学所受重力是多少？(2)在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L1（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小．（4）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？24．应用：名称结构特征特点应用举例省力杠杆（）力臂大于（）力臂省力、（）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（）力臂小于（）力臂费力、（）距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。【习题】1.在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有_______，属于等臂杠杆的有_______。2.请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。3．如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1，第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F2向上撬。（木棒自重不计）（1）在图中画出F1的力臂。（2）若是石块压在木棒上的D点正好是AB的中点，你认为第_____种方法更省力一些，理由是__________________________________________________。二、滑轮1．定滑轮：①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：定滑轮的实质是：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。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）【习题】1.筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐时，筷子属于（）A.费力杠杆，但省距离B.省力杠杆，且省距离C.省力杠杆，但费距离D.等臂杠杆，即不省力也不费力2.如图，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系（）A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大2．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：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂（）倍的（）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：F=21G只忽略轮轴间的摩擦则，拉力F=21（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）3．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。3③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=n1G。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=n1（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）。④组装滑轮组方法：首先根据公式n=（G物+G动）/F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=Gh2、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=fL3、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=W有用／η斜面：W总=fL+Gh=FL4、机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。②公式：斜面：定滑轮：动滑轮：滑轮组③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%表示有用功占总功的60%。④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。5、机械效率的测量：①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B提升重物越重，做的有用功相对就多。C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。【习题】1.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G（如图所示），已知物重G=600N，拉力F=250N。求重物升高0.5m时。求：（1）有用功、（2）额外功、（3）动滑轮的重、（4）机械效率。2、如图所示，斜面长5m，高3m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。求：（1）小明做的有用功；（2）斜面的机械效率。3、用60牛的拉力，使所受重力为200牛的物体，在1分钟内，沿着水平地面匀速移动了10米，求：(1)拉力对物体做的功；(2)拉力对物体做功时的功率。4．.汽车以15米／秒的速度在平直轨道上匀速前进，受到的阻力为3×l03牛，求①汽车行驶5分钟做的功。②汽车的功率。ηW有用W总=ηGhFL=ηGhFS=GhFh=GF=ηGhFS=GhF2h=G2F=ηGhFS=GhFnh=GnF=ηW有用W总=GhFS=