导图社区 11. 简单机械和功
初中物理《简单机械和功》知识点梳理,包含:1.杠杆 2.滑轮(定滑轮、动滑轮、滑轮组) 3.功 4.功率 5.机械效率等
编辑于2022-05-26 16:39:288年级上册数学(苏科)第3章《勾股定理》相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
8年级上册数学(苏科)第2章,轴对称图形相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
苏科版8年级上册《全等三角形》相关知识点梳理,展示了全等三角形的定义、性质、以及判定条件等多个方面的知识点。这种组织方式使得学习者能够一目了然地掌握全等三角形的核心内容,便于记忆和复习。还介绍了多种全等三角形的判定方法,如“边角边”、“角边角”、“角角边”和“边边边”等,并详细说明了它们的由来、内容、应用格式以及推论。这些信息为学习者提供了丰富的解题技巧和方法,有助于他们在解决实际问题时灵活运用。使用其他版本的同学也可以正常使用。
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8年级上册数学(苏科)第3章《勾股定理》相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
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简单机械和功
杠杆
杠杆
定义
在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒
1.杠杆必须是硬棒
硬棒泛指有一定长度,在外力作用下不变形的物体
形状可以是任意的,既可以直,也可以弯
2.一根硬棒要成为杠杆,应具备两个条件
1.要有力的作用
2.能绕某固定点转动
杠杆五要素
支点
杠杆绕着转动的点
杠杆的支点一定要在杠杆上
动力
使杠杆转动的力
阻力
阻碍杠杆转动的力
动力和阻力使杠杆转动方向一定相反,但动力和阻力的方向不一定相反
动力臂
从支点到动力作用线的距离
阻力臂
从支点到阻力作用线的距离
力的作用线
经过力的作用点,沿着力的方向所引的直线叫力的作用线
力臂
从支点到力的作用线的距离
力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零。
动力和阻力都是指杠杆受到的力(力作用在杠杆上),而不是杠杆对别的物体施加的力
杠杆示意图的画法
注意
一个完整的杠杆示意图要能反映出杠杆的五要素
步骤
找支点
画力线
找出力的作用点和力的方向,沿力的方向画出力的作用线
注意:点到线的距离,不是点到点的距离
作垂线
从支点向力的作用线作垂线,画出垂足
标力臂
用大括号或箭头勾出力臂,并在旁边写上表示动力臂阻力臂的字母
杠杆平衡的条件
杠杆的平衡
在力的作用下,如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动,我们就认为杠杆平衡了
平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂,即
1.要准确画出杠杆的示意图,确定力臂的大小
2.单位要统一(力和力臂)
杠杆的分类
滑轮
滑轮
定义
一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮
分类
定滑轮
实质是等臂杠杆
1.不省力也不省距离
2.可以改变力的方向
3.重物提升的高度h与绳子通过的距离s:s=h
轴的位置固定不动的滑轮
动滑轮
轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮
实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆
1.可以省一半力
2.不能改变力的方向
3.重物提升的高度h与绳子通过的距离s:s=2h
滑轮组
定义
将定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组
特点
既可以省力,也可以改变力的方向
用滑轮组吊物体时的两个关系式
力的关系式
不计绳重及绳轮间摩擦
距离关系式
s=nh
F
拉力
G
物重
n
承担物重的绳子的段数
s
绳子自由端移动的距离
h
重物移动的距离
滑轮组的组装
基本原则
奇动偶定
步骤
1.确定n
由多少股绳子承担重力
2.确定动滑轮个数
n为偶数时,动滑轮的个数是
n为奇数时,动滑轮的个数是
3.确定定滑轮个数
一动配一定,偶数减一定,变向加一定
1.在不改变施力方向时,以动滑轮个数为基数,按“一动配一定,偶数减一定”来确定定滑轮的个数。当n为偶数时,定滑轮的个数等于动滑轮的个数减一个
2.在需要改变施力方向时,仍以动滑轮个数为基数,按“变向加一定”确定定滑轮个数。即在“一动配一定,偶数减一定”的基数上,再加上一个定滑轮
4.组装滑轮组
奇动偶定,由内向外
确定好滑轮数后,再确定绳子的起始点
n为奇数时,绳子的起始点从动滑轮开始
n为偶数时,绳子的起始点从定滑轮开始
5.滑轮组绕线
所画线要直,并且要与两个滑轮外侧相切
一般情况下,要在最后一股绳子的末端用箭头标出拉力的方向
注意拉力方向不同时,所需要的定滑轮个数也不同
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕在动滑轮上的绳子段数
滑轮组省力情况判断
滑轮组竖放
滑轮组横放
不考虑绳轮摩擦
其他简单机械
斜面
定义
一个与水平面成一定夹角的倾斜平面
特点
斜面是一种省力的简单机械
若忽略摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉力就是物体所受重力的几分之一
F
沿斜面的拉力
G
物体的重力
L
斜面长
h
斜面高
盘山公路原理
斜面越长,越省力
轮轴
定义
由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为轮,小的称为轴
实质
一个可以连续转动的杠杆
特点
功能
1.改变用力大小
2.改变物体的运动速度
汽车方向盘
门把手
扳手
功
功
定义
物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功
1.作用在物体上的力
2.物体在力的方向上通过的距离
力对物体不做功的三种情况
1.靠惯性运动的物体,没有力对它做功
有距离,无力
2.物体受到力的作用,但没有移动距离
有力,无距离
3.物体受到力的作用,同时也运动了一段距离,但两者相互垂直
力与距离垂直
计算公式
W=F*S
单位
N*S
焦耳,简称焦,J
1J=1N×1m=1N·m
F
表示力
s
表示在力的方向上通过的距离
W
表示功
力与物体移动的距离方向必须一致,对应同一物体、同一段时间
功的原理
使用任何机械都不省功
在不考虑机械本身重力和摩擦的情况下,使用机械所做的功至少等于不用机械而直接用手对物体所做的功
在考虑机械本身的重力和摩擦的情况下,使用机械总比不用机械而直接用手对物体所做的功多些
使用机械要么省力,要么省距离,不可能同时省力和省距离
功率
功率
定义
功与做功所用时间之比叫功率,大小等于单位时间内所做的功
物理意义
表示物体做功快慢的物理量
公式
W
功
t
做功所用的时间
单位
瓦特,W
1W=1J/s
换算
1KW=1000W
1MW=1000KW
功率表示做功快慢,不表示做功的多少
一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定
功率大的机械做功不一定多
做功多的机械,功率也不一定大
功率的推导式
W=Fs=Fvt
功率一定时,机器的牵引力与速度成反比
汽车在平路上,需要的牵引力较小,时速就可大些
汽车在上坡时,需要的牵引力大,就需要改用低速行驶
机械效率
基本概念
有用功
在物理学中,把完成某项任务时有实用价值的功,叫有用功
额外功
把其他并非我们需要而又不得不做的功,叫额外功
额外功产生的原因
提升物体时,克服机械自重、容器自重等所做的功
克服机械的摩擦所做的功
总功
是人们在达到一定目的的过程中,实际做的功,一般指动力F做的功
机械效率
定义
有用功跟总功的比值叫机械效率
符号
η
公式
特点
由于额外功的存在,任何实际机械的机械效率η都小于1
η是一个没有单位的量,常用百分数表示
理解
机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力,效率高只说明有用功在总功里所占的比例大
机械效率不是机械的一种固定性能,在完成不同任务的过程中,同一机械的机械效率可能不同
机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量
使用任何机械都不能省功
使用机械要多做额外功,效率更低
滑轮组的机械效率
公式
有用功一定时
额外功越大,η越小
额外功一定时
有用功越大,η越大
结论
在提起同样重的物体时,动滑轮越重、摩擦力越大,其机械效率越小
滑轮组的机械效率还与所提重物有关
同一滑轮组,所提重物的重力越大,其机械效率越大
提高滑轮组机械效率的方法
尽量使用轻质滑轮
在滑轮的转轴处加润滑油,以减小轮与轴之间的摩擦
在机械强度允许的前提下,尽量增大被提升的物重,使滑轮组在满载的情况下工作