一、杠杆:定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒。
1、 五要素——组成杠杆示意图
①支点②动力③阻力④动力臂,从支点到动力作用线的距离; ⑤阻力臂,从支点到阻力作用线的距离;
2、画力臂方法:⑴ 找支点O;⑵ 画动力和阻力(实线),如果需要延长力的作用线(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:杠杆静止或匀速转动;动力×动力臂=阻力×阻力臂;F1l1=F2l2 4、杠杆应用 名称 结 构特 征 特 点 应用举例 F1 l1 O l2 F2 省力杠杆 动力臂大于阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 费力、省距离 缝纫机踏板、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 杠杆作图问题:画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂
杠杆平衡问题: 实验注意事项:实验前,应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。(杠杆平衡时动力最小问题) 1、某同学在做单臂俯卧撑运动,如图所示。他的重心在A点,所受重力为520N,他将身体撑起处于平衡状态时,地面对手的支持力为 N。
2、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.F1 B.F2 C.F3 D.F4
O FFA F
FO
2题图 3题图 4题图
3、二个体积相等的实心铜球和铝球,挂于轻质杠杆两端,当支点O位于某处时,杠杆平衡,如图所示,现将两球慢慢浸没在水中后,要想使杠杆平衡,下述支点O的移动情况中正确的是( )
A.向铜球侧移动 B.向铝球侧移动 C.不需要移动 D.无法判断
4、如图所示是一弯曲的杠杆,O是支点,OB=CA=4 cm,OC=3 cm。在B点挂一重物G=10 N,在A点加一力,要使杠杆平衡,力F最小值为多大?
动滑轮
考点复习
(二)滑轮、滑轮组
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。
F1
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G
l1 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:
l2 ①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动) F2 ②实质:动滑轮的实质是: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:F= 1 2G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= 1 2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG) 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F= 1 n G 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1 n (G物+G动) 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。
考点2、滑轮
1、 定滑轮:
① 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 ② 点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ③ 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) 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:F= 1
物
F1
l1 l2 F2 2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F= 1 2(G
+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2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 ③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 擦,则拉力F= vG)
1 n G 。只忽略轮轴间的摩
1 n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或
④组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 三、机械效率
物
+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”
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=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
有用
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= W有用/η斜面:W总= fL+Gh=FL
4.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S。 ③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。
d.绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 5.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。\\
有关机械效率的计算是力学中的难点之一,针对有的同学对机械效率公式中各量意义理解有困难,现将有关机械效率计算的五种不同情况总结如下,以帮助同学们区别和掌握. 一、斜面的机械效率
二、滑轮(组)的机械效率
(一)提升重物问题根据拉力F作用位置不同分为两种情况
(二)水平拉动问题,也根据拉力F作用位置不同分为两种情况
一、初步认识滑轮
2.介绍滑轮的结构:主要部分是能绕轴转动的轮子。
观察使用时的情景:a.使用时滑轮轴的位置固定不动;这种滑轮称为定滑轮;
b.使用时轴的位置随被拉物体一起运动,这种滑轮称为动滑轮。 4.滑轮是一种简单机械。 定滑轮和动滑轮的实质
1.回忆杠杆的五个要素,找出定滑轮支点,确定其动力臂和阻力臂的大小关系。2.请学生根据以上分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小不变。3.得出结论:定滑轮实质是一个等臂的杠杆。
4.找出动滑轮的支点,强调这是一个瞬时支点,拉力的方向一定要竖直向上,确定其动力臂和阻力臂,并比较其的大小关系。
(动力臂是阻力臂的2倍)
5.请学生进一步分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小会变大(动力臂变小)。 6.得出结论:动滑轮实质是一种能省力的杠杆。三、滑轮组
1.定义:将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组2.特点:既能省力又能改变力的方向
重物和动滑轮的重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一。
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