简单机械知识点汇总.docx

简单机械知识点汇总.docx

《简单机械知识点汇总.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单机械知识点汇总.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

简单机械知识点汇总

第十一章：

简单机械

第一节：

杠杆

1、定义：

在的作用下绕着转动的叫杠杆。

【说明】：

①杠杆可可，形状。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。

如：

鱼杆、铁锹。

2、

五要素——组成杠杆示意图。

①支点：

杠杆绕着转动的点。

用字母O表示。

②动力：

使杠杆转动的力。

用字母F1表示。

③阻力：

阻碍杠杆转动的力。

用字母F2表示。

④动力臂：

从到的距离。

用字母L1表示。

⑤阻力臂：

从到的距离。

用字母了L2表示。

【说明】1、动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

2、动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。

3、动力臂、阻力臂不一定在杠杆上。

4、力臂是指“点到线”的距离，即支点到力的作用线的距离，而不是“点到点”的距离。

画力臂方法：

一定点（支点）、二画线（力的作用线）、三连距离、四标签

⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，）；⑷标力

臂（用大括号，一端括支点，一端括垂足，标上相应的符号L1或L2）。

例如：

3、探究杠杆的平衡条件：

1杠杆平衡是指：

或

2选择杠杆中间为支点的目的（或不挂钩码时使杠杆在水平位置平衡的目的）：

。

3实验前：

应调节杠杆两端的，若杠杆右端下沉，杠杆两侧的平衡螺母向调（即左高左调），使杠杆在位置平衡。

这样做的目的是：

。

4多次实验的目的：

5当弹簧测力计的方向由竖直倾斜时，杠杆仍然平衡，示数变，原因：

。

6当把左侧的钩码拿掉。

杠杆将处于竖直位置，在右侧施加一个力，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉到水平位置平衡，其原因：

水平位置时动力臂为零，杠杆无法平衡

7实验结论：

杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

；

写成公式也可写成：

。

其含义是：

如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的。

4、求最大动力臂的方法：

①若动力作用点确定了，则支点到动力作用线的距离就是最大动力臂。

②若动力作用点没有确定，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到

支点的距离即为最大动力臂。

5、杠杆平衡时动力最小：

①动力要最小时，动力臂要最大；②动力臂要最大，则过已知力的作用

点，作最大动力臂的垂线；③根据实际，确定动力的方向。

6、杠杆平衡时动力最大：

动力要最大时，动力臂要最小，动力臂要最小，力的作用线的延长线过

支点。

例如：

1、如图14若将圆形的油桶滚上台阶，请画出最小的力。

2、用撬棒撬起一石块,图7，沿不同方向用力作用于撬棒,哪个力最小（）

A．F1B.F2C.F3D.都一样

3、、如图8所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1、F2、F3，其中最小的力是（）

A.沿竖直方向的力F1最小　B.沿垂直杠杆方向的力F2最小

C.沿水平方向的力F3最小　　D.无论什么方向用力一样大 

7、杠杆的分类

名称

结构特征

特点

应用举例

省力杠杆

动力臂>阻力臂L1>L2

省力、费距离

撬棒、铡刀、动滑轮、独轮车、羊角锤、钢丝钳、、、自行车闸、核桃夹、起子、手推车、花枝剪刀

费力杠杆

动力臂<阻力臂L1

费力、省距离

缝纫机踏板、起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼杆、筷子、船桨、面包夹、镊子、扫帚

等臂杠杆

动力臂=阻力臂

L1=L2

不省力不费力

天平，定滑轮、跷跷板

【说明】：

应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择，当为了使用方便，省距离时，应选。

第二节：

滑轮

一、定滑轮：

①定义：

轴不随物体一起移动的滑轮。

②实质：

定滑轮的实质是：

杠杆

③特点：

A。

利用定滑轮提起重为G的物体时，拉力FG,，

只有不考虑绳重和摩擦时（理想的定滑轮），拉力FG

B不省距离：

绳子自由端移动距离S绳=重物移动的距离

h物,，绳子自由端移动速度v绳=重物移动的速度v物。

即，

二、动滑轮：

①定义：

轴会随物体一起移动的滑轮。

（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，但不能。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

F=，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=，绳子自由端移动距离S绳=2倍重物移动的距离h物,，绳子自由端移动速度v绳=2倍重物移动的速度v物。

即，

【注意】判断滑轮时动滑轮还是定滑轮关键是看轴是否随着物体一起运动，轴随物体起运动的

是滑轮，轴随物体起运动的是滑轮，

5、几种常见的使用滑轮情况

1、2、

FG、Sh、V绳V物FF拉f、S绳S物、V绳V物

3、4、

F=G（不计摩擦和动滑轮重力）、FF拉f、S绳S物、V绳V物

F=（只忽略轮轴间的摩擦）

Sh、V绳V物

5、6、

F=G（不计摩擦和动滑轮重力）、FF拉f、

F=（只忽略轮轴间的摩擦）S轮S物、V轮V物

S轮S物、V轮V物

7、【注意】A使用定滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力；即：

B使用动滑轮提起同一重物，沿不同方向的拉力；当拉力作用线与阻力作用

线平行时最省力，当偏离竖直方向角度越大，拉力；即：

C人对绳子的拉力最大只能达到自身的重力的大小与人的举力无关。

例如：

小李m1=50Kg,能举起80Kg的杠铃，小李m2=70Kg,能举起60Kg的杠铃，如图，

两人比赛，谁把对方拉起，比赛结果是：

拉起来。

三、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=G。

只忽略轮轴间的摩擦，

则拉力F=，绳子自由端移动距离S绳=倍重物移动的距离h物,，绳子自

由端移动速度v绳=倍重物移动的速度v物。

即，

4、判断绳子根数（n）的方法：

方法

（一）：

从定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，数直接与动滑轮相连的根数即为n的值，其中，绳

子自由端方向向上的要数上。

方法

（二）：

已知G和F，求绳子的根数，则n=,若n不是整数，则小数点“只入不舍”

例如：

已知G=960N，F=400N，求绳子的根数n===

方法（三）：

已知s和h，求绳子的根数，则n=

例如：

已知s=6m，h=2m，求绳子的根数n===

5、绳子的绕法

题型

（一）已知绳子的根数，画绳子的绕法---------奇动偶定--------若绳子的根数为奇数，绳的固

定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕；若绳子的根数为偶数，绳的固定端

接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕；

题型

（二）使用滑轮组时要最省力，则绳子的根数应为奇数，再根据“奇动偶定”，绳的固

定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕。

题型（三）使用滑轮组时既要省力又能改变力的方向，则绳子的根数应为偶数，再根据“奇动偶定”，

绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕。

5、装滑轮组方法：

第一、求段数：

根据公式或求出绳子的股数。

第二、定个数：

确定动滑轮的个数N动，当绳子的根数n为奇数时，N动=，当绳

子的根数n为偶数时，N动=，确定定滑轮的个数N定，一般按“一动配一定”来确

定定滑轮的个数，N定=，若绳子的根数为偶数，则由“偶数减一定”得到N定=，

若方向要发生改变（人在地面上拉物体），则由“变向加一定”得到N定=。

第三、找起点（固定端）：

则由“奇动偶定”找到

第四、画绳子：

若绳子的根数为奇数，绳的固定端接在动滑轮上，然后绕到定滑轮上，由内向外绕；

若绳子的根数为偶数，绳的固定端接在定滑轮上，然后绕到动滑轮上，由内向外绕；

例如：

把重为5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个数最少，请画出这个滑轮组?

例如：

一个人站在地面上把重为5100N的物体用1200N的力提起，请你设计这个滑轮组，要求滑轮个

数最少，请画出这个滑轮组?

例如：

用如图所示的滑轮组，拉自己匀速上升，已知：

吊筐重200N，人重600N，每个滑轮重40N，人拉绳的力至少多少N才能将自己吊起，此时人对筐底的压力是多少。

（不计摩擦）若吊筐上升0.5m，则绳索被拉下多少米?

四、斜面

1、斜面也是一种力的。

2、理想斜面（斜面光滑）遵从功的原理----------使用任何机械。

3、理想斜面公式：

FL=Gh的推导：

---------由功的原理推导

其中：

F：

沿斜面方向的推力；L：

斜面长；G：

物重；h：

斜面高度。

4、理想斜面的特点：

（1）但，

（2）当高度（坡度）一定时，斜面越长越。

（3）、斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的．

（4）、如果斜面与物体间的摩擦为f，则：

FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。

5、应用：

斜坡、推货上车所达的木板、盘山公路、走S路、螺丝钉、滑梯、劈柴

五、轮轴

1、定义：

由和组成，且能绕着固定点转动的一种。

2、实质：

轮轴是一种的杠杆。

3、特点：

（1）同心，大小。

（2）若动力作用在轮上，轮轴是一个杠杆，但；

由杠杆平衡条件得，，即轮的半径是轴的半径的几倍，

则作用在轮上的力（F1）就是作用在轴上的力（F2）的；

（3）若动力作用在轴上，轮轴是一个杠杆，但；

4、轮轴的应用：

方向盘、辘轳、门锁、水龙头

第三节：

机械效率

一、有用功（W有用）：

1、定义：

对人们有用的功（或机械对物体（研究对象）所做的功）。

2、当讨论提升重物有用功时，只考虑物重和提升的高度，不管路径或方式是否相同，即公式：

W有用＝Gh（提升重物）

二、额外功（W额）：

1、定义：

利用机械做功时，并非人们需要但又不得不做的功

2、例如：

客服机械重力所做的功、机械之间摩擦力所做的功

【注】1、有用功和额外功的判断要根据工作目的来确定，工作目的不同，有用功和额外功可能不同

例如：

1、从井中打水：

（W有用：

人对所做的功，W额：

人对所做的功；工作目的：

）

2、从井中捞桶：

（W有用：

人对所做的功，W额：

人对所做的功；工作目的：

）

三、总功（W总）：

1、定义：

有用功与额外功之和（或动力所做的功或人们对机械所做的功）

2、总功等于作用在机械上的动力和动力作用点移动的距离的乘积。

3、公式：

4、对于理想机械（W额=0），；对于非理想机械（W额0），

四、机械效率（）：

1、定义：

跟的比值。

2、公式：

3、【注】

（1）机械效率是一个，单位。

（2）因为，所以机械效率总1，通常用表示。

（3）率是机械性能好坏的一个标志，越高，机械性能越。

（4）机械效率与、的多少无关。

五、W有用、W额、W总、的计算

1、W有用的计算

（1）由定义得，竖直提升物体：

；水平匀速拉动物体

（2）由总功定义得：

（3）由机械效率得：

2、W额的计算

（1）由定义得：

（G动为动滑轮的重力）

（2）由总功定义得：

（3）由机械效率得：

3、W总的计算

（1）由定义得：

（2）由总功定义得：

（3）由机械效率得：

4、η的计算

（1）由定义得：

六、探究斜面的机械效率

1、猜想与假设：

斜面的机械效率是与、、有关

2、设计实验：

（1）实验器材：

（一）、探究斜面机械效率与斜面的关系

（1）实验表格及数据

实验次数

斜面坡度

斜面材料

斜高h/m

物重G/N

斜面长S/m

拉力F/N

机械效率

1

较缓300

木板

 0.6

5 

1

4

 75%

2

较陡450

木板

 0.8

5

1

5

 80%

3

最陡600

木板

1

5

1

6

 83.3%

（2）实验步骤：

①测量小车的重量

②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、

小车上升的高度h。

③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。

（4）计算：

W有用=;W额=（光滑）；W额=（不光滑）

W总=;（光滑）；W总=;（不光滑）

η=;（光滑）；η=;（不光滑）

结论：

斜面机械效率与斜面有关，越大，机械效率。

（二）、探究斜面机械效率与斜面的关系

结论：

斜面机械效率与斜面有关，

越大，机械效率。

（三）、探究斜面机械效率与的关系

结论：

斜面机械效率与关。

【注意】①要拉动物体；②拉力要与斜面；

七、测量滑轮组的机械效率

1、实验原理：

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、实验器材：

滑轮组、铁架台、钩码若干，还需要、

4、、实验步骤：

（1）、用弹簧测力计测出钩码的重力为G,；

（2）、缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺

测出钩码上升的高度为h和弹簧测力计移动的距离为s；

（3）、根据W有=、W总=、再根据η=算出机械效率

（4）、改变钩码的数量，在做两次上面的实验

（5）、改变动滑轮的重力，在做两次上面的实验

5、得出结论：

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

A、物体的重力大小：

用同一滑能组所提升不同重物，重物越重，做的有用功就，而额外功，机械效率就越。

B、动滑轮重力大小（或个数多少）：

使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，额外功，有用功，滑轮组的机械效率                ；

C、绳重及绳与滑轮之间的摩擦：

若各种摩擦越大，做的额外功，机械效率。

【注】1、缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计目的：

保证弹簧测力计的示数不变，方便读数。

2、不能在静止时读数的原因：

静止时，没有绳与滑轮之间的摩擦，测出的机械效率会偏

3、不影响滑轮组的机械效率高低有：

物体上升的高度、物体上升的速度、绳子的根数或绕法

八、分析机械效率的高低

1、当W总一定时

A由得，当一定时，越大，越高

B由得，

当一定时，越大，越高

2、当W有一定时

A由得，当一定时，越大，越高

B由得，

当一定时，越大，越高

2、当W额一定时

A由得，

当一定时，越大，越高

B由得，

当一定时，越大，越高

九、提高机械效率的方法：

1、尽量增大有用功：

在机械承受的范围内，尽量增加每次提升物体的重力

2、尽量减少额外功：

A减小

B减小-----加润滑剂

十、几种简单机械的机械效率

（1）斜面①W有用=

②W额外=

③W总=

（2）杠杆

①W有用=

②W额外=

③W总=

（3）定滑轮竖直方向提升重物（a）图

①W有用=

②W额外：

摩擦及绳重

③W总=F·S=F·h

（4）定滑轮水平方向拉动物体（b）图

①W有用=f·S物

②W额外：

滑轮转动摩擦

③W总=F·SF=F·S物

（5）动滑轮（a图）及竖直方向滑轮组

①W有用=

②W额外

③W总=F·S=F·nh=（G物＋G动）·h

（6）动滑轮（b）竖直方向滑轮组

①W有用=

②W额外：

③W总=

（7）动滑轮（b图）及水平方向滑轮组

①W有用=G物·h

②W额外

③W总=③W总=F·SF=F·nS物

（8）动滑轮（C图）及水平方向滑轮组

①W有用=

②W额外:

③W总=

【注】：

a、所有机械克服自身摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑可以提高机械效率．

b、所有的有用功均等于不使用机械时所做的功

c、对于所有机械均有：

即：

机械效率还等于有用功率与总功率的比值

d、当不考虑绳重和摩擦，且各滑轮重力相同，提升同一重物时，可以直接数动滑轮的个数，动滑

轮个数越少，机械效率越高。

（一般η定>η动>η组）