导图社区 机械与功
功,也叫机械功,是物理学中表示力对物体作用的空间的累积的物理量,功是标量,大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,国际单位制单位为焦耳。“功”一词最初是法国数学家古斯塔夫·科里奥利创造的。
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机械与功
简单机械
杠杆
定义
在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆
一根硬棒能成为杠杆的两个条件
要有力的作用
能绕某固定点转动
杠杆的五要素:(一点、两力、双臂)
支点(O)
杠杆绕着转动的固定点
动力(F1)
作用在杠杆上,促使杠杆转动的力
阻力(F2)
作用在杠杆上,阻碍杠杆转动的力
动力臂(L1)
支点到动力作用线的距离
阻力臂(L2)
支点到阻力作用线的距离
探究杠杆平衡的条件
杠杆的平衡状态
杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,我们称之为杠杆平衡
杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为F1L1=F2L2
探究杠杆平衡条件时应注意
(1)首先要调节杠杆在水平位置平衡,“左高左调,右高右调
(2)使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接在杠杆上读出力臂
(3)测量多组数据的目的是避免实验结果的偶然性,使得出的结论更具普遍性
杠杆的应用
省力杠杆
动力臂大于阻力臂 特点:省力但费距离 例如:钢丝钳、核桃夹、铡刀、自行车闸、铁皮剪刀、独轮车、起子、羊角锤、动滑轮等
费力杠杆
阻力臂大于动力臂 特点:费力但省距离 例如:镊子、筷子、钓鱼竿、船桨、面包夹、理发剪刀、缝纫机脚踏板、扫帚等
等臂杠杆
动力臂等于阻力臂 特点:不省力不费力,不费距离 例如:天平、定滑轮
滑轮
定滑轮:使用时轴固定不动的滑轮
(1)实质:等臂杠杆
(2)特点:可以改变力的方向,但不省力.利用定滑轮提起重为G的物体时,拉力F≥G,只有不考虑绳重和摩擦时,拉力F=G.不省距离.若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=h.
动滑轮:使用时,轴随物体一起移动的滑轮
(1)实质:动力臂是阻力臂2倍的杠杆.
(2)特点:能省力,但不能改变力的方向;若不计动滑轮重、绳重和摩擦,提升重为G的物体时,拉力F=1/2G.费距离.若物体移动的距离为h,则绳子自由端移动的距离s=2h.
机械能
能量
如果一个物体能对其他物体做功,我们就说这个物体具有能量,简称能.
单位
焦耳,简称焦,符号J
能是做功的本领,具有能的物体才能够做功,但不一定正在做功.不具有能的物体不能够做功
势能
重力势能
物体处于某一高度时所具有的势能,叫做重力势能
影响重力势能大小的因素
物体的质量和高度
弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的势能,叫做弹性势能.例如,拉伸的弹簧、扭曲的钢片等.
影响弹性势能大小的因素
弹性形变的大小和物体的弹性强弱
动能
物体由于运动而具有的能量,叫做动能
影响动能大小的因素
物体的质量和速度
机械能 机械能的转化
动能和势能统称为机械能
机械能的转化
动能和重力势能之间可以相互转化,动能和弹性势能之间可以互相转化,重力势能和弹性势能之间也可以互相转化.
机械能守恒
如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的.
机械能守恒时,动能减少,势能一定增加,动能增加,势能一定减少.
机械功
一个力作用在物体上,且物体沿力的方向通过了一段距离,物理学上称这个力对物体做了机械功,简称做了功
做功的两个必要因素
一是作用在物体上的力
二是物体在这个力的方向上移动的距离
功的计算公式
W=Fs.其中W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上移动的距离.导出式:F=W/s,s=W/F.单位要统一:F®牛,s®米,W®焦.
功的单位
在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦.1焦=1牛·米.1焦的物理意义:1牛的力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了1米的距离,这个力做的功即为1焦.
功率
单位时间内所做的功叫做功率.
瓦特,简称瓦,符号W.常用的单位:千瓦,符号kW;兆瓦,符号MW.1千瓦=1000瓦;1兆瓦=1000000瓦.
公式
P=W/t.导出式:W=Pt,t=W/P.
由W=Fs,v=s/t可得,P=W/t=Fs/t=Fv,即P=Fv.