状元手写笔记初中物理

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第十一章简单机械

杠杆

杠杆

定义:在力的作用下,能够绕固定点转动的硬棒。

说明:A.杠杆的形状可以是直的,也可以是弯的。

B. 在力的作用下,不可以弯曲或伸缩;可以转动,但不一定正在转动

生活中常见杠杆:开瓶器、扳手、剪刀、核桃钳、天平、镊子等。

杠杆的五要素

支点(O):杠杆绕着转动的固定点。(在杠杆上)

动力(F1):使杠杆转动的力。(施力物体是与杠杆作用的其他物体;作用点在杠杆上)

阻力(F2):阻碍杠杆转动的力。(施力物体是与杠杆作用的其他物体;作用点在杠杆上)动力臂(L1):从支点到动力作用线的距离。

阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的距离。

杠杆示意图:在图上将杠杆五要素表示出来。

说明:画力臂的要求:

首先确定杠杆的支点

确定力的作用线,根据情况将力的作用线用虚线延长。

用直角三角板画出从支点到力的作用线的垂线,垂足要落在力的作用线上,指明哪个线段是力臂,并用字母L1、L2表示。

杠杆平衡条件

杠杆平衡状态:杠杆静止不动或匀速转动。

探究杠杆平衡条件:

器材:钩码、杠杆、支架、刻度尺

步骤:a.调节杠杆两端的平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡.(方法:哪边偏高向哪边调)说明:杠杆在在水平位置平衡的目的:排除杠杆自重对实验结果的影响

b.在支点左侧任意位置挂2个钩码,在支点右侧挂3个钩码,调节钩码位置直至杠杆在水平位置平衡,测量并记录L1、L2、F1、F2

说明:杠杆在在水平位置平衡的目的:便于测量力臂

c.改变钩码个数和位置,重复b实验两次以上

d.分析数据,得出结论

多次实验的目的:排除偶然性,得到可靠结论

得出结论的方法:归纳法

实验结论即杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂

数学表达式:F1×L1= F2×L2

说明:杆秤可以是等臂杠杆也可以是不等臂杠杆。

利用杠杆平衡条件解决问题时的方法:

确定支点,作出杠杆示意图

根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解

滑轮

滑轮:一个周边有凹槽并可以绕轴转动的轮子,通常分为定滑轮和动滑轮两种。

说明:(1)所有实例都是以用滑轮提升重物为例

(2)阻力只计重物重,不计绳重、摩擦、滑轮重

(3)被提升物体处于匀速直线上升状态,即平衡状态

(4)F—绳子自由端所受拉力 s—绳子自由端移动的距离v—绳子自由端移动的速度G—物体自重 h—重物提升的高度v物—重物提升的速度

(5)同一根绳子上拉力处处相等

定滑轮:使用过程中,轴固定的滑轮

F=G

s=h v=v物

实质:等臂杠杆

特点:不省力但可以改变力的方向

动滑轮:使用过程中,轴和重物一起移动的滑轮

F=1/2G

S=2h v=2v物

实质:动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆

特点:省力但不能改变力的方向

滑轮组:将动滑轮和定滑轮组合在一起

F=1/nG

s=nh v=nv物

特点:既可以省力又可以改变力的方向

说明:n是吊着动滑轮和重物绳子的段数

判断n的方法:首先分清定滑轮动滑轮,再数吊着动滑轮和重物绳子的段数

组装滑轮组的方法:先确定绳子固定端(奇动偶定),穿绕绳子时从固定端出发,由里向外逐个绕过滑轮,每个滑轮上只能穿绕一次绳子,不能交叉重复,最后检查是否通顺

若计动滑轮重,不计绳重和摩擦

则:F=1/n(G动+G);s=nh;v=nv物

(8)若滑轮组沿水平方向拉动重物,不计滑轮重,不计绳重和摩擦

则:F=1/nf;s=ns物;v=nv物

说明:f表示重物在水平方向受到的阻力

5.轮轴

(1)由轮和轴组成的,能绕共同的轴线旋转的简单机械。例:汽车方向盘,自行车的飞轮和后轮

(2)实质:相当于一个杠杆

轮和轴的中心O是支点,作用在轮上的力是动力F1,作用在轴上的力是阻力F2,轮半径是杠杆动力臂L1,轴半径是杠杆阻力臂L2

(3)特点:省力但费距离

(1)斜面是简单机械的一种,可用于克服竖直提升重物的困难

(2)特点::省力但费距离

待续

功的概念

定义:物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。

做功的两个必要因素

作用在物体上的力;②物体沿力的方向通过的距离

说明:①判断一个力是否做功,必须同时满足两个必要因素,缺一不可。

在下列三种情况下,力对物体没有做功

甲:物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段距离,也就没有力做功

乙:物体受到力的作用,但没有移动距离,也就不可能在力的方向上通过距离,力对物体不做功

丙:物体受到力的作用,同时也移动了一段距离,但在力的方向没有通过距离,这个力也没有做功

2.功的计算

(1)计算公式:W=Fs

W:功;F:力;s:距离

(2)国际单位:焦耳,简称焦,符号J

(3)一些力做功的大小

将两个鸡蛋举高1米,做功约1J

体重为600N的某学生从一楼走到二楼,做功约1800J

将一瓶500ml矿泉水从地上拿起,做功约10J

功的原理

使用任何机械都不省功(即动力所做的功等于机械克服阻力所做的功)

人们为什么还要使用机械呢

这是因为我们使用机械时,有的是为了省力,有的是为了省距离,有的是为了改变力的方向

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