机械与人

学习笔记分享！根据课程老师讲解和自我理解，归纳整理了初中九年级物理《机械与人》部分的相关知识，内容包含杠杆的平衡条件、滑轮及其应用、机械效率、做功的含义、做功的快慢五大模块，适用于课堂回顾、考前复习！

机械与人

• 一、杠杆的平衡条件
  • 杠杆的定义：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒（可以是直的，也可以是弯的）。
  • 杠杆的五要素： 1、支点O 2、动力F1 3、阻力F2 4、动力臂L1 5、阻力臂L2 （支点、动力、阻力一定在杠杆上）
  • 杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 　　　　　　　 　F1　×　L1　=F2　×　L2
    • ①实验前调节杠杆在水平位置平衡：消除杠杆自重对实验的影响。 ②实验时调节杠杆在水平位置平衡：使力臂落在杠杆上，便于测量力臂。
  • 杠杆的种类： 1、省力杠杆：省力但费距离 2、费力杠杆：费力但省距离 3、等臂杠杆：不省力，不费距离
    • 用途： 1、开瓶器、羊角锤、老虎钳 2、镊子、筷子、钓鱼竿 3、托盘天平
• 二、滑轮及其应用
  • 滑轮的定义：周边有槽，绕轴转动的圆轮 滑轮的种类：定滑轮、动滑轮、滑轮组
  • 1、定滑轮： 定义：使用时轴固定不动的滑轮 特点：不省力，但可以改变力的方向 距离关系：S绳=h物，v绳=v物 实质：是一个等臂杠杆 若不计绳重与摩擦：F=G物 使用定滑轮提起重物：沿不同方向的拉力大小相等
  • 2、动滑轮： 定义：使用时轴随物体一起运动的滑轮 特点：可以省力，但不能改变力的作用方向 距离关系：S绳=2h物，v绳=2v物 实质：动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 若不计绳重与摩擦：F=½（G物+G动） 要使动滑轮省一半的力：必须将绳子沿竖直方向匀速拉动
  • 3、滑轮组 定义：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组 特点：既可以省力，又可以改变力的方向 承担重物的绳子股数称作n 距离关系:S绳=nh物 若不计绳重与摩擦：F=1/n（G物+G动） 例：如图A、图B两个股数不同的滑轮组
• 五、机械效率
  • 三种功 1、总功W总（W总=FS）：使用机械时，动力做的功（人或电动机） 2、有用功W有用：为达到人们目的而做的，对人们有用的功 　　树枝上等于不用机械，直接对物体所做的功 3、额外功Ｗ额外：使用机械时无用，但不得不做的功 　　如：克服机械自重或克服摩擦做功
  • 机械效率（η） 1、定义：有用功跟总功的比值 2、公式η=（Ｗ有／Ｗ总）×１００％
    • 公式的变形： Ｗ有＝Ｗ总×η Ｗ总＝Ｗ有／η 注：①η是比值，没有单位，用百分数表示 　　②由于额外功的存在，η总是小于１
  • 机械效率的影响因素： １、滑轮组、斜面机械效率与物体上升的高度ｈ无关 ２、不计绳重与摩擦，滑轮组机械效率与绳子股数ｎ、绕绳方式无关 ３、不计绳重与摩擦，物重越大，滑轮组机械效率越大
• 四、做功的快慢
  • 比较物体做功快慢的方法： １、做相同的功，比较所用时间的长短，功相同，时间少的做功快。 ２、在相同的时间里，比较做功的多少，时间相同，功大的做功快。
  • 功率（P） 1、定义：一段时间内做的功与做功所用时间的比 2、物理意义：表示做功快慢的物理量（功率越大，做功越快） 3、公式：P=W/t 4、5W的物理意义：1s内所做的功为5J 注：一般指t时间的平均功率，不是某一时刻的功率
    • 公式的变形： W=Pt t=W/P P=W/t=FS/t=Fvt/t=Fv (P=Fv)
• 三、做功了吗
  • 机械功定义：物理学中把力和物体在力的方向上通过距离的乘积叫做机械功，简称功。 做功的必要因素： 1、有力作用在物体上 2、物体在力的方向上移动一段距离。
    • 　　　　　　功 ①符号：W ②单位：焦耳（J，简称焦） ③计算：Ｗ＝Ｆ×Ｓ ④１Ｊ的物理意义：作用在物体上１牛的力使物体在力的方向上移动了一米
  • 三种不做功的情况： １、有力无距离 ２、无力有距离 ３、力Ｆ与距离Ｓ垂直
    • 例如： １、箱子推不动 ２、“惯性” ３、提物体水平走
  • 负功定义：研究的力与运动的方向相反，此过程中，此力做负功，即克服此力做功
    • ①克服重力做功：Ｗ＝Ｇｈ ②克服摩擦力做功：Ｗ＝ｆＳ
  • 功的原理：使用任何机械都不能省功 １、理想情况下，使用任何机械不省功，不费功 ２、实际情况下，使用任何机械都费功
• 常见的机械类型：杠杆、滑轮
• 功的个人简介