知识点一:杠杆及杠杆平衡条件
1.杠杆
(1)定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
①形状:可直可曲,形状任意。
②在力的作用下不易发生形变。
(2)五要素(如图所示)
①支点(O):杠杆绕着转动的点。
②动力(F1):使杠杆转动的力。
③阻力(F2):阻碍杠杆转动的力。
④动力臂(l1):从支点到动力作用线的距离。
⑤阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的距离。
动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在杠杆上;它们使杠杆的转动的方向相反。
(3)画力臂方法:(1)找支点O;(2)画力的作用线(虚线);(3)画力臂(实线,过支点垂直力的作用线作垂线);(4)标力臂
2.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)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是动力×动力臂=阻力×阻力臂。用公式表示是F1l1=F2l2。
3.杠杆的种类
A.省力杠杆:动力臂l1大于阻力臂l2,优点是省力;
B.费力杠杆:l1小于l2,优点是省距离;
C.等臂杠杆:l1等于l2,不省力也不费力。
知识点二: 滑轮
1.三种不同滑轮的对比
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定滑轮 |
动滑轮 |
滑轮组 |
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示意图 |
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定义 |
中间的轴固定不动的滑轮 |
和重物一起移动的滑轮 |
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组 |
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实质 |
等臂杠杆 |
动力臂为阻力臂2倍的杠杆 |
省力杠杆 |
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特点 |
不能省力但是能改变动力的方向 |
能省一半的力,但不能改变动力的方向 |
既能省力又能改变动力的方向 |
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动力与阻力及移动距离的关系 |
F1=F2 s=h
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F1= s=2h
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n段绳子承担总重F= |
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知识点三:斜面
(1)定义:一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
(2)特点:省力机械。
如图:用F表示力,s表示斜面长,h表示斜面高,物重为G。理想情况下,根据功的原理,得W=Fs=Gh,变形得F=Gh/s,当h一定时,斜面越长越省力;例盘山公路。
螺旋线可以看做是绕着圆柱上的斜面;例:饮料瓶瓶盖、螺旋千斤顶等。
知识点四:机械效率
1.使用机械时,人们对机械做的功是总功,机械克服有用阻力做的功是有用功,克服额外阻力做的功是额外功,有用功和额外功之和,叫做总功。
2.机械效率:有用功与总功的比值叫机械效率,公式η=。它没有单位,其大小总是小于(选填“大于”或“小于”)1。
3.提高机械效率的方法:影响机械效率的因素有机械自重、摩擦,提高机械效率的方法:①减轻机械自重使机械更合理轻巧;②经常保养润滑。
4.常见几种简单机械的机械效率
种类 |
杠杆 |
斜面 |
滑轮 |
图例 |
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理想情况(不考虑机械自重及摩擦) |
η=1 Fs=G物h |
η=1 Fs=G物h |
η=1 Fs=Gh |
非理想情况(考虑机械自重及摩擦) |
η<1 η= |
η<1 η= |
η<1 η= |
5.注意:
机械效率具有可变性:由公式η==
可知,使用同一机械,在W额一定时,W有用越大,η也越大。使用不同的机械,在W有一定时,W额越大,η越小。